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La présente invention est relative à un procédé pour la
fabrication de corps ou pièces de formes diverses en tissu
tridimensionnel et concerne également un dispositif permettant la
mise en oeuvre industrielle de ca procédé.
Les tissus tridimensionnels sont déjà bien connus dans
la technique et se présentent notamment 50US la forme d'éléments
épais où les constituants du tissu, du genre fils, fibres, mèches,
b~ins, ..., sont répartis à travers celui-ci selon trois direc-
tions différentes, généralement perpendiculaires entre elles mais
pouvant également présenter de l'une à l'autre une orientation
angulaire re~lative donnée, différente de 90~ . Notamment, de tels ;'
tissus tridimensionnels sont utilisés dans certains dpmaines de
l'industrie en raison de leur résistance élevée vis-à-vis des -
contraintes mécaniques, de leur pouvoir isolant thermique et de
leur bonne tenue aux chocs et à l'ablation~ Tout particulièrement,
les développements récents dans la technologie des fils ou fibres à .
hautes performances, notamment des fibres de carbone, de silice ou
de certains matériaux plastiques, ont décuplé l'intérêt des tissus ; ~;
tridimensionnels, par exemple pour la réalisation de rev8tements ;
des corps ou tetes de fusées ou autres engins ou de boucliers
thermiques, pour leur protection lors de la rentrée à grande vi-
tesse dans l'atmosphère par suite des ~chauffements et frottements '
trèG élevés qu'ils su~issent. D'autres applications sont également
envisagées notamment pour la fabrication de plaquettes ou disques
de frsins, nécessitant une très grande résistance à l'usure,
jointe à un pouvoir de dispersion calorifique notable.
On connait déjà certaines méthodes de fabrication de tels
tissus épais, qui consistent pour l'essentiel à partir d'une étoffe
bi-directionnelle obtenue par un procédé de tissage classique et
comportant notamment un fil de chaine et un fil de trame, et à
enchevetrer un troisième fil à ce tissu selon une direction diffé-
rente de celle des deux premiers avec un appareil de tissage ou
métier convenablement adapté. Or9 si cette méthode peut etre utile
lorsque les fibres utilisées sont sn coton ou constituées par des
fils de synth~se ~ haute résistance unitaire à la traction et à la
; flexion, il en va de façon entièrement différente lorsque le tissu
tridimensionnel doit etre réalisé au moyen de fibres de carbone '
ou de graphite par exemple, qui m8me sous forme de mèches relati-
vement épaisses, ne peuvent supporter sans ruptu-e quasi immédiate
,. .
2 ~ B'~
le frottement d'uns navette ou d~ln peigne, indispensable au tissage
du tissu.
Pour pallier cette difficulté, on a déjà proposé de réa-
liser des tissus t~idimensionnels en fibres ou fils de graphite ou
de carbone à partir d'un mandrin ou corps en graphite, sur lequel
sont préalablement usinés des picots 3U tiyes radiales rigides,
constituant l'une des directions du tissu. Les deux autres direc- :
tions de fils sont réalisées par tramage axial et bobinage
circonférentiel entre ces picots radiaux. Une fois l'épaisseur de
tissu souhaitée réalisée, l~ensemble est rigidifié par incorporation
d'une résine durcissable, le ~andrin initial étant ensuite éliminé
par usinage ou autre procédé, en laissant simplement dans l'épais-
seur du tissu des picots sur lesquels sont liés les flls de la
chaine et de la trame. On conçoit cependant qu'une telle méthode
soit extrêmement coûteuse à mettre en oeuvre et surtout qu'elle ne
permette pas d'obtenir une densité élevée de fils selon la direc-
tion radiale ou troisième direction, ce qui pour certaines applica- ~;
tions, est gravement préjudiciable, le tissu obtenu ne présentant
pas une homogénéité satisfaisante et par suite des performances
convenables dans les trois directions. Par ailleurs, cette méthode
se pr8te très difficilement à la réalisation de corps creux sans
discontinuités, en forme de manches fermées sur elles-memes et dont
le profil ou contour externe est une courbe qui peut, dans certains
cas, @tre relativement compliquée.
La présente invention a pour objet un procédé de fabrica-
tion qui pallie ces inconvénients en permettant la réalisation de
corps ou pièces de formes géométri~ues quelconques, plans ou de
révolution, à génératrice rectiligne ou non, à partir d'un tissu
tridimensionnel de forte épaisseur et dans lequel la densité des
fils, filamsnts, fibres, mèches, ... dans trois directions préfé-
rentielles du tissu peut être ajustée à volonté et notamment 8tre
rendue sensiblement égale.
A cet effet, le procédé considéré se caractérise en ce
qu'il consiste à réaliser au moins une première nappe de fils paral-
lèles s'étendant selon une première direction~ à superposer plan surplan sur cette première nappe au moins une seconde nappe de filsparallèles s'étendant selon une deuxième direction différente de la
première, à répéter la superposition alternée de premières et secon-
des nappes de fils pour obtenir un empilement épais, à coudre l'em- -
pilement des premières et deuxièmes nappes par au moins un troisième
fil s'étendant selon une direction faisant un angle préalablement ~ ;
défini par rapport au plan formé par les directions des fils dans -~
10~88'~
les premieres et deuxiemes nappes, ce troisieme fil realisant ~ -
une ligne de couture continue, et à repeter la couture de
l'empilement par le troisieme fil pour former une succession de
lignes de couture paralleles, voisines mais decalees de l'une ~ -
5 l'autre pour recouvrir la surface de l'empilement. .
Bien entendu, il va de soi que le terme de fil ainsi
utilise pour definir les constituants du tissu doit être pris
dans son sens le plus large, et notamment recouvrir toute asso-
ciation de filaments ou fibres unitaires, sous quelque forme
que ce soit.
De preference, le procede selon l'invention consiste
à amenager les fils dans les premieres et deuxiemes nappes
d'une part et le fil de couture d'autre part, selon trois
directions respectivement perpendiculaires. En variante, la
ligne de couture par le troisieme fil s'etend dans un plan
orthogonal aux fils des premieres et deuxiemes nappes, mais le
fil de couture presente une direction faisant un angle aigu
avec les directions des fils dans ces premieres et deuxiemes
nappes. Avantageusement, le fil constituant les premieres et
deuxiemes nappes et le fil de couture peuvent provenir d'une
m8me bobine d'alimentation. Dans le cas notamment Oa le corps
a fabriquer est un corps de revolution autour d'un axe, les
fils des premieres nappes s'etendent dans la direction trans- ;
versale ou circonferentielle sur le corps, les fils des deux-
iemes nappes selon la direction axiale et le fil de couture
selon une direction radiale, les lignes de couture etant orien-
tees parallelement a la direction des fils dans l'une des
~ nappes et decalees, de l'une a l'autre, selon la direction des
:'' ;
fils dans l'autre nappe.
: . :
~ 30 Avantageusement, le fil de couture traversant les
- .,
nappes superposees est un fil continu sous tension, dispose ~ -~
~: ,
~ ~ ~ 3 ~ ~ ~
.. .. . . . .
882
selon une courbe d'allure sinusoïdale dont les sommets sont
situes sur les faces extrêmes de l'empilement des nappes, les
brins des fils voisins etant paralleles entre eux dans l'epais-
seur de l'empilement. De preference, et selon une caracteris-
tique particuli~re du procede, la couture de l'empilement desnappes par le troisieme fil s'effectue avec un point de cha~-
nette.
Selon le cas, les fils du tissu tridimensionnel sont
choisis parmi les fils de verre, de silice, de carbone, de
graphite, de polyamides, polyimides, ... . Par ailleurs, les
fils des nappes et le fil de couture peuvent être de même
nature ou de nature differente. Ces fils peuvent être notam-
ment constitues de fibres, filaments, meches, ..., continue ou
discontinus, contigus ou non, tresses, sous forme de torons ou
groupes parallelement sans enchevêtrement mutuel.
Dans un mode d'application plus particulierement
adapte a ~:
~ 3A ~ :
': ~0~
la réalisation de corps de révolution, le procédé consiste à
constituer une première nappe du tissu par un fil continu disposé
selon une hélice s'enroulant circonférentiellement sur un mandrin
support, à superposer les fils d'une deuxième nappe sur l'hélice ~--
de la première nappe selon la direction axiale pour recouvrir tota-
lement la première nappe, à recouvrir la deuxième nappe par une
troisième nappe identique à la première, puis la troisième par une
quatrième identique à la deuxième et ainsi de suite, puis à coudre
l'empilement des nappes par un troisième fil à travers le mandrin
support convenablement ajouré, selon des lignes de couture s'éten-
dant également selon la direction axiale, et enfin à retirer le
mandrin support.
Le corps en tissu tridimensionnel ainsi obtenu peut être
! ensuite et selon une méthode classique, imprégné par une résine
formant matrice, remplissant les espaces libres entre les fils.
Dans le cas notamment où le tissu met en oeuvre des fils de carbone
ou de graphite, la résine est de préférence une résine phénolique,
le corps réalisé par le procédé de l'invention pouvant avantageu-
sement subir un traitement final de graphitation.
L'invention concerne également un appareil de fabrication
adapté à la mise en oeuvre du procédé ci-dessus.
Notamment, l'appareil considéré se caractérise en ce
qulil comporte un mandrin creux de support du corps à fabriquer,
ayant la forme intérieure de ce corps et présentant une lacune allon-
25 gée dont la position est variable sur la périphérie du mandrin, un '
premier dispositif de distribution pour le fil des premières nappes
selon une direction liée au mandrin, un deuxième dispositif de dis-
tribution pour le fil des secondes nappes selon une seconde direc-
tion également liée au mandrin, une tête de couture orientable munie
d'une aiguille coopérant avec une passette, l'aiguille et la passet-
te étant disposé~ en regard, respectivement de part et d~autre de
la lacune à l'intérieur et à l'extérieur du mandrin, des moyens
pour provoquer un déplacement relatif entre le mandrin et chaque
dispositif de distribution des fils des premières et deuxièmes
nappes, et des moyens pour déplacer le mandrin par rapport à la tête
de couture selon la direction de la lacune ménagée dans le mandrin.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le
mandrin creux présente un profil de révolution autour d'un axe et
,
~'' 10~8~
~ est constitué par un ensemble de secteurs voisins indépendants,
supportés par deux cour'onnes ci~culairPs d'extrémité, la lacune du
~mandrin étant réalisée par enlèvement d'un quelconque des seLteurs
entre les deux couronnes.
Selon une caractéristique particulière, les moyens pour
provo~uer un déplacement'~elat'i'f entre le ma~drin'et le premier
dispositif de dist:ribution de fil, comportent'un a~b~e engagé selon
l'axe du mand'rin.et rendu sb~ aire des cou'~o'~nes d'ext-rémité par
~es 3oues de fixation, ce:t'arbre étan't m~ni d'au moinsun pignon
d'entraînement coopéranlt avec un moteur!provoquant la r~ation du
ma'ndrin autour de son axe, et une vis sbns fin entra;née en syn-
~ c'hronisme avec l'arbre du mandrin, cette VI'S coopérant avec un
~ chariot bobineu-r portan't un guide-fil se déplacan't dans'un'plan
conténant une géné~atrice du 'mandriin, la rotation du mandrin com-
bin~e au déplacement du chario't appliquant le fil -autour du mandrin
selon u'ne hélice continue.
Selon une autre caractéristique particulière, les couron-
nes et éventuellement les secteurs du mandri'n, comportent des trous ' -
pour le montage de picots ~irigés radial'ement vers l'extérieur du . : ~ .
20 mandrïn, ces picots étant adap~és à tendre l'e ~ii 'des n'appes selon : ''
la di~ection des génératrices du marrdri'n, fourni !par le second dis~
~ positif de distribution comportant un chariot trameur se déplaçant '' ~.
avec un mouvement de va-et-vient entre les picdts. ~' .
~ ~'autres caractéristiques du procédé de fabric'ation selon :
~5 la présente invention et de l'appareil pour la mise en oeuvre de ce '. ': ~'
prqcédé, apparaîtront encore à travers la description qui suit 'de .
plusieurs exemplès de r~alisation et d'ap~lica~ion, dahnes a titre
indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur
lesquels :
3D - la Fig. 1 est une vue eh co~pe ~ransversale d'une por- '. '
tidn d~un tissu tri-dimensionnel réa'lisé se~on le procedé de l'in-
vention, illustrant notamment la .disp'osition ~ëla~ive des nappes
supbrpo~ées ët du fil de couture' de ces dërnierës' ;
- la Fig. Z est une vue en élévation et en coupe partietle
3S d'un mandrin-support pour la réalisation d'un corps en tissu tri-
dimensionnel de forme cylindrique,
- la Fig. 3 illustre en perspective le premier pos'te de
l'appareil permettant de réaiiser sur le mandr~n dë lia Fig. 2
la supe~position d'e's nap'pes du tissu, . :~
,:
. .... .... . .
. . , :
. .
.
~ ' ," . ' ' ,. . .
iO~ 2
- la Fig. 4 illustre en perspective également, un second
poste de l'appareil où le mandrin reaouvert de l'empilement des
nappes re~oit un fil de couture selon une traisième direction,
- la Fig. 5 est une vue de détail en coupe transversale
à plus grande échelle de la machine 'à coudre réalisant la couturs
des nappes superposées,
- la Fig. 6 est une vue en coupe et en perspective par-
tielle à encore plus grande échelle de la tête de coutu're,
- la Fig. 7 est un schéma illustrant en huit positions
tO successives le processus de couture mis'en oeuvre par la machine
illustrée sur les Fig. 5 et 6,
- la Fig. 3 est une vue en perspective partiellement
arrachée d~une variante de ré'alisation'd'un mandrin-support pour la
fabrication d'un corps cylindrique en tissu tri-dimensionnel, ':
- la Fig. Y est une vue en perspective d ! une variante
de réalisation d'un mandrin-support adapté à la fabrication'd'un
corps de forme tronconique, ''
- la Fig. 10 est une vue en perspective du premier poste ;'
de l'appareil permettant de réaliser sur le mandrin selon la Fig. Y '
20 la superposition de nappes selon deux directions différentes, ' ~ '
- La Fig. 11 est une vue de dessus d'une portion'du ~ '
mandrin selon la Fig. 9 permettant d'illustrer la manière dont est
réalisé le dépat des nappes successives dans le poste de l'appareil '
illustré sur la Fig. 10, ' ' ~'
- la Fig. 12 est une vue de détail d'un dispositif av3n-
tageusement adapté'sur le poste de la machine de la Fig. 10,
- la Fig'. 13 illustre en perspective la machine à coudre
adaptée au mandrin selon la Fig. 9,
- la Fig. 14 est une vue en élévation et en coupe partiel-
le à plus grande échelle de la tete de couture de la machine selon'la ~9. 13-
La Fig. 1 représente schématiquement une partie d'uncorps en tissu tri- dimensionnel réalisé conformément aux disposi-
tions de la présente invention. Ce tissu désigné par la référence
gén~rale 1, se compose d'une première nappe 2 de fils, filaments'
o~ autres constituants analogues, tressés ou saus forme de mèches
formées de fils parallèles, cette première nappe s'étendant selon
une direction parallèle au plan de la figure. Sur cette première
nappe est àppliquée une seconde nappe 3, formée également de fils,
fiIaments du m8me genre, de meme nature ou de nature différente que
. ,
,
.
'
' "'' 'I lO~ Z
les fils de la premi~re nappe, cette seconde nappe 3 s'étendant selon
une direction perpendiculaire à la prPcédente~ A noter que les ~ils
des premières et secondes nappes peu~ent selon le cas provenir de
bobines dif~érentes ou d'une seule et m~me bobine.
Conformément à l'invention~ la superposition plan 5ur plan
des nappes 2 et 3 se répète autant de fois que nécessaire pour obte-
nir un empilement 4 dont l'épaisseur correspond à celle du corps à
fabriqueru Les nappes 2 et 3 dans cet empilement 4 sont alors cousues
ensemble par un fil 5, traversant l'empilement de part en part selon
10 une direction o~ ce fil est sensiblement perpendiculaire à celui des
nappes 2 et 3. Le fii 5 qui xéalise une série de lignes de couture
voisines présente dans l'épaisseur du tissu un profil approximative-
ment sinusoldal avec9 dans ses parties de raccordement entre portions
parallèles traversant l'empilement 9 des boucles de liaison 6 réali-
15 sant de façon préférentielle mais non exclusive un point de chainetteclassique, la tension du fil à la couture appliquant ces boucles
contre les faces parallèles en regard 7 et 8 de l'empilement.
Selon ltinvention, le corps 1 peut-eAtre réalisé selun un
profil quelconque, notamment fermé sur lui-meme et dont le contour
20 e9t spécialement adapté à llutilisation envisag~e, En particulier
et dans un premier mode de réalisation, ce profil peut ~tre celui
d'un cylindre droit, le prncédé exigeant alors pour sa mise en
oeuvre d'utiliser ltappareil décrit ci-après en référence au~ -
Fig, 2 ~ B, comportant deux parties successives9 permettant pour
25 l'une de constituer l'empilement des nappes superposées jusqutà
llépaisseur désirée, pUi5 dans l'autre, d'assurer la couture de ces --
nappes selon une troisième direction, perpendiculaire à celle des
fil6 dans c8s nappes.
A cet effet, et comme on le voit sur la Fig. 2, l'appareil
30 utilise un mandrin rigide creux cylindrique 10 dont la forme exté-
rieure est celle du corps à réaliser. Ce cylindre est avantageu-
sement constitué par l'assemblage d'une succession de secteurs
longitudinaux 11j amovibles, répartis selon sa périphérie et ména-
geant entre deux secteurs successifs un jeu étroit 12. Chaque sec-
35 teur 11 présente 3 se9 deux extrémités un embrèvement 13, permettantle montage de deux couronnes d'extrémité, respectivement 14 et 15,
l'assemblage des secteurs par rapport aux couronnes étant réalisé
individuellement au moyen de vis 16 traversant ces couronnes et
s'engageant dans des trous taraudés prévus dans les extrémités des
40 secteurs. Dans leurs faces opposées aux secteurs, les couronnes
14 et 15 comportent une collerette 17, présentant dans sa surface
,, ' . ~ '
.,:
Z
externe une den-ture 1B9 permettant d'assurer la rotation autour de
son axe du cylindre tO de la m~nière qui Rera décrite plus loin.
Par ailleurs, les couronnes l4 et 15 sunt rendues so~idaires aux
extrémités du mandrin tO de deux joues planes circulaires 9 r8SpeC-
tivement 19 et 209 appliquées contre les bords des couronnes par desvis de blocage 21. Ces joues présentent dans leurs parties centrales
et selon l~axe du mandrin, deox manchons9 respectiveme~t 22 et 23,
permettant l'enga3ement et ~e guidage d'un arbre d'entraînement 249
traversant le mandrin9 l'immobilisation des joues 19 et 20 sur cet '
ta arbre étant réalisé par des vis 25. Enfin, dans la surface externe '
des couronnes t3 et 149 à proximité des extrémités des secteurs t19
sont m~nagés des trous borgnes 26, dans lesquels sont enfich~s des
picots 27, s'étendant radialement à partir de chaque couronne, ~es
picots étant convenablement et régulièrement répartis selon la
t5 périphérie du mandrin tO9 en regard des secteurs 119 de préférence
avec un très léger décalage angulaire d'une couronne à l'aytre.
Le mandrin cylindrique 10 ainsi réalisé'estpr~évu pour -~
8tre mis en place dans un premier poste de travail où s'effectue le
recouvreme~t de ce mandrin par la succe~ on des nappes ds fils ou
20 filaments, nécessaires pour constituer l'empilement épais du tissu
tri-dimensionnel, ce premier poste étant illustré sur la Fig. 3
Comme on le voit sur cette figure, ce poste comporte
un bâti-support 29 pour l'extrémité de l'ar~e d'entraînement 24 du
mandrin 10, qui traverse deux paliers, respecti~ement 30 et'3t~
'25 prévus dans deux flasques j2 et 33 parallèles~de ce b~ti. Du côtb
du palier 30, l~arbre 24 se prolonge au-delà du flasque 32 et est
rendu solidaire d'un pignon d'entrainement 349 coppérant avec une
chaîne 35. Celle-ci'passe sur un pignon de renvoi 36 de manière à
entrainer, en synchronisme avsc l~arbre 24, une vis sans fin 37
30 tourillonnant entre le~ flasqùes 32 et 33 du b~ti 23 et dont le rBle
sera défini plus loin. La cha~ne 35 passe également sur un pignon
te commande 35, claveté sur l~arbre de sortie d~un moteur d'entraî-
nement 39, pouvant tourn~r à vitesse donnée ou selon un mouvement
pas à pas d'amplitude déterminée9 ce moteur reposant sur un rebord
35 40 appartenant au flasqus 32 et etant immobilisé par des colliers
41. La tension de la cha;ne 35 entraînant l'arbre 24 et la vis sans
fin 37 est réalisée par un galet d~appui 42, monté à l'extrémité
d~un bras pivotant 43.
La vis sans fin 37 entraînée ayec l'arbre 249 coopère
44
40 avec un chariotr~t chariot bbbineur, comportant une partie taraudée
" , . -
1~48~Z
formant écrou, ee chariot ~tant prolongé par unE plaque support 45
munie d'un plat latéral 46 sur lequel est monté un axe 47 pour une
bobine 48 à friction réglable. Cette bobine permet de dévider en
contenu et avec une tension convenable un fil, un filament ou un -
aut~e élément.du même genre 49, 80US la f~rme d~une tresse ou d~une
mèche, destinée à réaliser sur le mandrin cylindrique 10 le dépôt
d'une première nappe où le fil 49 entoure circonferentiellement le
mandrin sous la forme d'une hélice continuei A cet effet 9 le fil
49 travçrse un guide 509 monté sur un doigt 51 solidaire du chariot . -
tQ 44, le mouvement de rotation de la vis sans fin 37, commandé à
partir ~u moteur 39 entraîné.en rotation à vitesse uniforme, étant
trans~rmé en un mouvement de translation du chariot bobineur 44
parallèlement à l'axe du mandrin grâce à une tige coulissante 52
parallèle à la vis 37~ montée entre les flasques 32 et 33 du bâti
15 28 e~ sur laquelle glisse le chariot. .
Grâce à ces dispositions, le chariot bobineur 44 dépose
sur la surface externe du mandrin 10 formé des secteurs adjacents 11,
une première nappe où le fil 49 se répartit selon une première ~ .
direction transversale d'une extrémité à l'autre du cylindre, avec
un pas d~enroulement déterminé par le filetage de la vis 37, le
déplacement du chariot et la vitesse d'enroulement du fil étant ~ .
coordonnés entre eux d'une extrémité à l'autre du mandrin, où un
organe de sécurité (non représenté) arr8te le chariot, par exemple, .
en échappant à la commande de la vis 37. Bien entend.u, il va de ~o.i
qu~en modifiant le pas de la vis d~entralnement ou les rapports des
pignons de commande, il est possible de deposer.le fil dans la
nappe de fac~on jointive, superposée.ou espacée, selon les caracté-
ristiques du corps à fabriquer. De même, pour chaque nappe du genre
décrit ci~dessus, on peut prévoir de ramener le chariot bobineur
à une extrémité du mandrin, l'entraînement s~effectuant toujours dans
le meme sens, ou bien d~inverser le sens de rotation de la vis pour
réaliser une course du chariot alternativement d'un côté à l'autre
et vice versa.
Une fois le dép8t sur la mandrin 10 de la première nappe
de.fil réalisé, l'appareil assure la mise en place d'une deuxième
nappe, au moyen d~un fil s'étendant de préférence perpendiculaire-
ment à la direction dans la première nappe, notamment dans le cas
présent selon des génératrices successives du cylindreO A cet effet,
l'appareil utilise un second chariot 53 dit chariot trameur,.guidé
sur deux tiges 54 et 55, paralleles entre elles et à l'axe 24 du
,. ':
.
i '..
., . ~ .
:
to
1~144b~Z
man~rin 10. Ce charint 53 comporte uns extension lat~rale, munie
d~une pioce 56 rendant le chariot solidai.re d'un câble d~entraine- :
ment 57 en boucle fermée sur ellR-même. Ce cable est guidé diune .
part sur une poulie de renvoi 58 dont l'axe 59 est monté libre
dans une lumière horizontale 6~ prévue dans une plaque latérale
6t appartenant au flasque 32 du'bâti 2~ pour en régler sa tension,
d'autre part sur une poulie d~entralnement 62, commandée par un
moteur 63 reposant sur un rebord 64 du flasque 33 en étant immo-
bilisé sur celui-ci par des colliers 65. Le chariot trameur 53
'10 comporte également un guide 66 pour un 'fil9 filament ou autre,
67, alimentant le chariot 5~ en étant dévidé à partir d'une bobine .
68 à friction réglable, ~ontée sur un axe 69. Comme le fil 49 de .-.
la première nappe, le fil 67 de la seconde peut se présenter sous :
toute forme adaptée, notamment en tresses,torons, mèchesO., selon
t5 la nature des fibres ou filaments qui le constituent et les carac- '
téristiques du corps à obtenirO' '~
La mise en place du fil 67 de la seconde nappe selon les ''
gén~ratrices du cylindre 10 est realisée en utilisant les picots
27 fix:és sur les cour~nes d'extrémité 14 et 15 du mand~in 10 '.
2D (Fig. 2). A cet effet, l'extré.mité libre du fil 67 ayant été réu-
nie à l'un des picots de la courolnne 14 par exemple, le déplace-
ment long.~budin'al du chariot 53 ~ur les tiges 5A et 55 est commandé
en direction de l'autre couronne 15 à l'extrémité oppos~e, de ~a-
Son à se déposer sur la surface du ylindre déjà recouverte par la
premi~re nappe du fil 49 préalablement formée. A l~extrémité oppo-
sé-e, lorsque le fil 67 dépa6se le picot de la couronne 15 en r.egard
du picot initial sur la couronne 14, au léger d~calage angulaire de
ces picots pr~s, la commande du mandrin 10 est provoquée par le
moteur 39 fonctionnant pas à pas, en même temps qu'est inversé le
sens de rotation du moteur 63. Le chariot 53 repsrt donc en sena
~ inverse, le.fil 67 revenant sur le picot 27 correspondant, en ..
. passant.de l'autre côté de celui-ci et en réalisant un.e tension
oonvenable de.ce filo Le processus se répète tout autour du mandrin
jusqutà rotation complète de celui-ci de 360~. Neturellement, lors
35 de cette opération de dépot de la seconde nappe, le premier chariot '.
44 du chariot bobineur est mis en attente 9 hprs .de prise notamment
avec sa vis d'entra~nement 37.
..
11
382
Selon l'invention; le mandrin 10 est ainsi revêtu 9
nappe par nappe, de couches des fils 49 et 67 jusqu~à obtenir une
épaisseur déterminée, voisine de celle du corps final à fabriquer.
Une fois ces opérations réalisées9 le mandrin tO revêtu d'un empi-
5 lement 7t du genre ainsi défini est prêt à recevoir la troisièmedirection de fil9 celle-ci étant rapportée par un processus de
couture en lui-même relativement classique.
Dans ce but, le mandrin 10 avec l'empilement 71 est trans-
féré dans un seç~n~ poste dont la Fig. 4 illustre schématiquement
10 la réalisation. Le mandrin 10 est Fréalablement séparé de son arbre
d'entraînement 24, puis de ses joues d'extrémité 19 et 20, l'en-
semble restant, comportant les secteurs 11 et les ceuronnes t4 et
15, ~tant ensuite enlevé puis déposé sur une plaque support 72.
Cette dernière comporte quatre colonnes verticales 73, comprenant
15 chacune un pignon denté 74, ces pignon coopérant deux par deux
avec les dentures 19 prévues sur les couronnes 14 et 15 de manière
à permettre l'entraînement du mandrin et sa rotation commandée autour
de son axe. L'un des pignons 74 comporte notamment un axe 75 termi-
né par un volant 76, permettant à l~opérateur de provoquer manuelle-
20 ment ou par toute commande de renvoi appropriée, le pivotement dumandrin 10 sur lui-même selon un angle de rotation déterminéO La plaque 72 repose par quatre tiges filetées permettant d'ajuster
l~horizontalité de son plan sur un chariot 789 muni de quatre roues
79 roulant deux par deu~ sur des rails de guidage latéraux, respec-
25 tivement 80 et 81, montés sur un socle de base fixe 82. Sur cesocle est montée, parallèlement aux rails, une crémaillère 83 dont
les dents 84 sont espacées d'une amplitude ëgale à celle de deux
points de la couture à réaliser. Le déplacement du chariot 78 est à
cet effet contrôlé pa~ deux électro-aimant9 85 et 86, dont les
30 noyaux actionnent deux pistons 87 et 8a commandés alt~rnativement
de telle sorte que l~un des piston$ étant eh contact avec une dent
de la crémaillère et l'autre en portée à la moitié de la distance
entre les deux dents, le chariot avance à chaque fois de la moitié
de la distance entre ces deux dents. Le chariot 78 est fixé à un
un
35 cable 89 passant sur une poulie de renvoi 90 et réuni à/contre-poids
91, permettànt d~exercer une traction sensiolement constante et, en
combinaison avec les électro-aimants de contrôle, de provoquer
l'avance pas à pas de ce chariot.
La Fig. 4 illustre également la machine à coudre mise en
40 oeuvrb dans l'appareil, cette machine dont le principe de fonctionnenent
''~
,................................................................. :
~ 12
~ 4~38Z
est déjà connu, étant convenablement.adaptée pour l'application
particulière qui e~ est faite. Notamient, cette ma.chine comporte
un bâti support tO09 reposant sur lel.socle 829 ce bâti comprenant
deux bras tD1 et 102, s'étendant par.all~lement ~ l'axe du mandrin
1D. A l'extrémité du bras 101 .destiné à s'engager à l'intérieur
du mandrin 10 à travers l'ouverture de la couronne 14 ou 15 située
en regard, est disposée une pa~sette 103, tandis que le bras 102
disposé au-dessus du cylind~e 10, comporte à son extrémité une tête :-
104 scus laquelle dépasse une aiguille 105, montée en regard de la .
passette tO3 et destinée à venir coopérer avec cette dernière à
travers le mandrin 10 pour la réalisation d'un point de chaînette :.
de part et d'autre de l'empilement 71. . -
La FigO 5 illustre avec plus de détails la r~alisation
pratique de la machine à coudre permettant d'effectuer la mise en
place du:troisième fil dans l'empilement 71. Comme on le voit sur
cette figure, l'aiguille 105 portée par la tête 102 est d'un type
classique et comp.orte à son extrémité inférieure un bec 106,
au-dessus duquel est articulé un clapet basculant 1~7 apte à former
avec le bec un oeillet ou chas recevant le fil de couture 108~ comme
les fils 49 et 67 des nappes préalablement dépos~es sur le mandrin
tO, peut être constitué de mèches, de tresses, de torons ou sous
toute autre présentatian adéquate. Ce fil de couture 1DB est alimen-
te :~.partir d'une ou plusieurs bobines (non représentées) à fric-
~ tion réglable et coulisse dans un guide coudé 109, porté par une
plaquette 11D elLe-même solidaire d'une tige mob~e 111, l'ensemble
constitué par le g.uide 109 et la tige 1t1 constituant la passette
103. Le bras 101 est en outre prolongé vers l'avant au-delà de l'ex-
trémité de la tige 111, par une équerre 112 à l'extrémité de la-
quelle est fixée une plaquette souple 113 permettant, de la manière
qui sera explicité.e plus loin, d'assurer la fermeture du clapet 107
à la remontée de l'aiguille 105. Celle-ci est portée par un fourreau
114 mobile ~ l'intér.ieur de la tête 104 à l'aide de moyens qui se-
ront également décrits en référence à la Fig. 6.
La tige 111 de la passette 103 se prolonge à l'intérieur
~5 du bâti support 100 et est rendue solidaire à son extrémité opposée
de deux bagues llSa et 115b en-tre lesquelles est montë un collier
115 à l'intérieur duquel.la tige 111 peut tourner librement. Ce
collier 115 comp.orte une bague de guidage 116 coulissant sur une
tige transversale fixe 117 solidaire par une plaque de fixation 11B
de la surface interne d'un boîtier 1t9 dont la position en hauteur
~ ~ 13 10~4~2
à l'intérieur du bâti lOO peut etre réglée par une Vi6 120 touril-
lonnant librement dans la paroi en regard du boltier et cooperant
avec une partie filetée formant écrou 121, prévu0 dans le fond de
ce bâti. La vis 120 permet ainsi de déplacer le boîtier ll9 dans le
S bati lOO de fa~on à amener à une hauteur co.nvenable le bras 101 de
la passette,103 au.traverS..d'une fente 122 de ce bati pour ajuster
la poaition relative de lajpassette par rapp.ort.à l'aiguille à
l'intérieur du mandrin lO. Le .colli0r 115 com~oorte à son extrém~té
opposée un galet pr.isonnier 123, roulant dans~la rainure profilée .
t24 d'une came 125, celle-ci permettant lors de sa rotation autour
~ de son ax0 126 parallèle à la .tige 11,1 de faire subir à cette der-
nière un déplacement transversal alternatif transmis au guide 109
et par suite au fil 1OB à la sortie de ce dernier, au voisinagc du
bec 106 de l'aiguille iO5. L'arbre.126 de la came 125 comporte
également une seconde came t27 et tourillonne dans des paliers 128
et 129 prévus à l~intérieur du boltier 119. Cette seconde came 127
coopère avec un galet 130 monté fou à l'extrémité d'un bras 131
terminé par un collier 132 solidaire de la tige 111. Un ressort
132a assure en permanence le rappel du bras 131 et l'application du
galet 130 contre la came 127. Cette dernière est excentrée sur l'ar-
bre 126. Lors de son entraînement en rotation, elle provoque le
débattementlatéral du galet 130 et par suite la rotation de la tige
111O Grâce à l'action combinée des deux cames 125 e-t.1279 la tige
111 portant la passette 103 et dis-tribuant notamment le fil 108
.25 subit ainsi un double mouvement, de déplacement axial par la came
125 d'une part et de rotation sur elle-même par la came 1Z7 d'autre
part.
Cette combinaison perm~t àu guide 10g de décrire autour
de l'extrémité de l'aiguille 105 un mouvement selon une c,ourbP ,
approximativement circulaire fermée sur e,lle-même, au cours'du,quel
le fil 108 est dévidé de sa bobine, pUi8 engag'ë dans le bec,de l'ai-
guille à chaque descente de celle-ci au travers de l~empileme~t de~ .
nappes 71. ,
L'arbre de commande 126 des cames 125 et 127 est rendu
solidaire d'un pignon d'entraînement 133 coopérant avec une chaîne
134, elle-m8me en prise avec un second pignon de commande 135. Ce
dernier est fixé sur un axe transversal 136 tourillonnant sur des
paliers 137 et 138 montés sur le fond supérieur du boîtier ll9. A
son extrémité, l'arbre 136 comporte un pignon conique 139, en~re- -
,,
~ ' ' ! .
~ .
~V~8~
nant avec un pignon de renv~i 140 selidarisé d'un arbre vertic?l
14~,par une clavette (non rPprésentée) engagée dans une rainure
longitudinale 141a permettant le coulissement relatif de ce pignon
140 lors des déplacements du boltier 119 dans le bâti 1000 L'aror~
141 comporte à sun extrémité oppDsée un autre pignon conique 142
recevant son mouvemen,t d'un second pignon 143, lui-meme-fixé sur
un arbre de commande générale 144. Ce dernier est enfin muni d'un
pignon 145 eoopérant avec une cha~ne 146, elle-même reliée à un
moteur d'entraînement (non repré!senté). Sur l'arbre 144, est éga-
lement claveté un se.cond pignon 147 dont le mouvement est renvoyésur un pignon 148 par l'intermédiaire d'une chaine 149, ce pignon
148 monté sur un arbre transversal 15.0, entraînant à sontour deux
cames paral~les 151 et,152 actionna.nt des relais (non représentés),
commandant par des connexions appropriées, la mise sous tension
des électro-aimants a5 et ~6 controlant le déplacement du chariot
7~ sur la crémaillère B3 (Fig. 4).
La Fig. 6 illustre à pIus grande échelle la tête de
couture 104 actionnant l'aiguille 105. Celle-ci montée dans s.on
fourrsau 114 est bloqu,ée par rapport à celui-ci au moyen de vis
159. Ce fourreau 114 est solidaire, à l'int~rieur du boitier 160
de la tête, d'une plaquette transversale 161, comport~t une
lumière horizontale 162. A ses extrémités, la plaquette 161 qst
solidaire de deux douilles de guidage 163 et 164, coulissant le long
de colonnettes 165 et 166 et présentant chacune une tête d'arrêt
167 à l'extérieur du boîtier 160 et à leurs extrémi~s opposées 9 une
partie filetée coopérant avec un écrou 16~ et une rand.elle d'appui
169. La lumière transversale.162 de la plaquette 161 coopère avec
un téton 170 prévu à la pé.riphérie d'un disque 171 dont le diamètr.e.
corre.spond ~ l'amplitude du mouvement axial d.e l'aiguille 105, ce
disque étant fixé sur l'extrémité de l'arbre de com~ende 144 se
prolongeant dans le bras 102 (Fig. 5). La rotation de cet arbre 144 .
ent~ainant le téton 17q.est ainsi trans~ormée en un débattement
alternatif.pour la plaq,uette 161, transmis 3 l'aiguille 105, perme~-
tant a celle-ci de traverser l'empilement des napp;es 71 ~ur le man-
drin 10, puis par entraînement du fil 109, de,r~aliser le point de ,
couture dé9iré. ..
Le passage de l'aiguill~ 105 à travers l'empilement 71 -,
et la prise du fil 1~B à la sortie du guide 109 de la passette 103,
postulent évidemment que l.e mandrin 10 ne s'oppQse pas à l'avance
~ ~, . . . . .
' 15
1~48~3Z
de cette aiguille et notamment qu~il puisse etre lui-mame 9 comme
l'empilement des nappes, traversé par celle~ci. A cet effet et
selon une disposition caractéristique de la présente invention, le
mandrin creux lO est aménagé pour offrir au passage de l'aiguille
S une lacune suffisante pour la réalisation d'au moins une ligne de
couture, s'étendant, dans l'exemple considéré, selon une généra-
trice de ce mandrin. Cette lacune est aisément réalisée au droit de
l'aiguille et de la passette dans le plan vertical de ces deux
organes, en retirant momentanément du mandrin le secteur 11 corres-
pondant, par simple enlèvement des vis 16 (Fig. 2), ce secteurétant ensuite remis en place après réalisation de la ligne de
couture. Une opération similaire est ensuite effectuée pour chaque
secteur à tour de rôle au fur et 3 mesure de la réalisation des
lignes de couture selon la périphérie du mandrin.
La Fig. 7 représente par une série de schémas successifs,
le processus de formation du point de couture dans l~épaisseur de - -
l'empilement des nappes 71, par l'intermédiaire de l'aiguille 105 et
de la passette 103 à travers la lacune du mandrin préalablement
réalisée par l'enlèvement d'un des secteurs de celui-ci. Sur le
schéma a, l'aiguille 105 est en position haute de départ et la
passette 103 derrière l~aiguille, en arrière du point de couture
j précédent. La tige 111 (non représentée) est en position rétractée,
¦ le fil 103 faisant sur le dessus de l'empilement 71 une boucle 1B0
engagée dans le bec 1D6. L'aiguille amor~ant sa descente, le clapet ~-
107 est ouvert, en étant repoussé par la boucle 1~00 Dans la phase
suivante, illustrée sur le schéma b, l'aiguille 105 est animée d'un
mouvement de descente par la tête de couture 104 et perfore l'épais-
seur de l'empilement 71.-Dans ce mouvement, l'aiguille coulisse dans
la boucle 130, le clapet restant ouvert et orienté vers le haut.
Pendant ce même mouvement, la tige 111 et le guide 109 s~avancent
sous l~effet de la came 125 (Fig. 5) et présentent le fil 10~ au
drolt de l~aiguille. Dans la troisième phase, représentée sur la
schéma c, l'aiguille 105 poursuivant son mouvement de descente amène
; son bec 106 ~ un niveau où le mouvement de basculement de la tige
11t, commandé par la came 127, oblige le fil 10~ à s'engager dans ce
bèc Dans la phage suivante, illustrée sur le sch~ma d, l'aiguille
continue son mouvement de descente de telle sorte que la plaquet'te
souple 113 dépasse le niveau du clapet en échappant a celui-ci et
en se plaçant l~gèrement au-dessus. Dans la phase suivan-te, repré-
g - r; ~
.
.
-
~ 16
10~ 82
sentée sur la schéma e, l'aiguille cDmmenCe sa remontée, la pla-
quette 1t3 f.ermant le clapet 107 qui emprisonne le fil 108 ; si~ul-
tanément, la passette 103 revient rapidement en arrière sous l'e~fqt
du déplacement inver~e de la tiye 111 par la came 125. Le clapet
maintenu rabattu maintient le fil 10~ dans l~ bec 1060 Le fil est
alors entraîné (schéma f) par l'~iguille avec un frottement mini~al
à travers l'~paisseur de l'empile~ent 71 et poursuit son mouvement
jusqu'à traversée de la boucle 1~0, l'aiguille ét~nt à son point le
plus haut (schéma.g). La passette bascule alors sous l'effet de la
came 127, tandis que l'aiguille amorce son mouvement de descent,e
pour la réalisation du point de couture suivant, la boucle ouvràn.t
le clapet pour ramener les pièces dans leur éta$ initial (schéma h).
Le cycle recommence ensuite, la distance séparant deux points de
- couture s.uccessifs correspondant au demi-écart entre deux dents a4 de
la cr~maillère e3 (Fig. 4), la commande alternative des électro-
aimants 85 et 86 ayant au cours du cycle realisé le d~placement
relatif du mandrin par rapport à l'aiguille de la distan~e corres-
pondant.e.
- La r~pétition du cycle ci-dessus réalise ~ t~avers
llempilement 71 des nappes, une ligne de couture continue à points
de cha~nette consécutifs, assurant la cohésion de l'ensemble par
mise en place dans l'~paisseur du tissu de fils perpendicuL~irss
ceux des nappes, résultant pour le.ur part des opérations de trama-
ge et de bobinage. Une fois l'empil.ement des nappes cousu selon une
génératrice, les éléments de la machine~ notamment le chariot 73,
sont.ramenés à }eur point de départ. Le mandrin 10 subit ensuite
autour de son axe propre une rotation convenable, commandée par Le
volant 76, pour amener l'aiguille et la passette- à l'endroit où
doit ê.tre r~alisée une nouvelle ligne parallèle à la précédente m~is
décalée par rapport à celle-ci. Avantageusement, les lignes de cou-
ture..sont qffectuées par zones successives décalées sur la péri-
ph~rie du mandrin, de manière à répartir convenablement dans l'épais-
sur de celui-ci la troisième direction de filD A chaque fois, l'opé-
ration de couture n~cessite l'enlèvement préalable du sectèur 11
dis.posé en regard de manière à laisser libre le passage de l'aiguil-
le. ~n fois plusieurs lignes de couture effectuées, le secteur ~st
remis en place, le processus se répèt~nt ~utant de fois que néces-
saire et de la mame manière avec tous les secteurs du mandrin
jusqu'à obtenir une densité adéquate des lignes de couture et~
partant, des fils de l~ troisième dimcnsion dans l.'épaisseur du tissu
, ..... .
~04~ 3Z
Une fois la totalité de~ coutures effectueep il suffit de retirer
les couronnes d'extrémité 14 et 15 avec les picots 27, puis les
secteurs 11, de manière à démonter le mandrin et à dégager le corps
de révalution tri-dimensionnel réa~se~
La FigO 8 illustre une var1ante de réalisation du mandrin
support cylindrique permettant selon le procédé et à l'aide de l'ap-
pareil décrit en relation avec les Fig. 2 à 79 de réaliser un corps '~
de même forme en tissu tri-dimensionnel. Dans cette variante9 le man
drin est constitué d'une forme cylindrique 2009 creuse et comportant
1~ une fente ou lacune longitudinale 201. Cette fDrme 200 est montée
par l'intermédiaire de roulements à billes 202 sur des couronnes
d'extrémité, respectivement 203 et 204 qui9 comme dans l'exemple
de la Fig. 2, comportent à leur périphérie une denture 205 permet- -
tant l~entraînement du mandrin autour de son axe. Sur ces couronnes9
sont fixées des joues d'extrémité dont une seule 206 est vue sur
le dessin, comportant un manchon central 207 et une vis de blocage
20~ pour le passage et l'immobilisation d'un arbre d'entraînement
(non représenté). Enfin, les couronnes 203 et 204 comportent une
série de ~ous 209 dans lesq4els sont engagés des picots 21U pour le
guidage et la tension du fil lors du dépôt des nappes de trame
se~on la direction des génératrices du cylindre9 ces picots étant
répartis sur les couronnes avec une densité correspondant au nombre
des fils 3 déposer. Dans cette variante9 les couronnes 203 et 204
sont également associées 3 une série de barres cylindriques 2119 ré-
gulièrement réparties autour de la périphérie de la forme 200 etmontées entre la suIface de celle ci et les bords rentrants des
couronnes 203 et 204 sur des roulements à billes 212 autorisant le-ur
libre ~tation par rapport 3 ces couronnes. Le dépôt de la première
nappe ds fils s~enroulant en hélice surla périphérie des rouleaux
211 est réalisé comme dans l'exeiimpls déj3 décrit9 de même que la
superposition 6ur cette première nappe de la seconde entre les picots
210 des couronnes d'extrémit~. C'est seulement au niveau de la troi-
si~me direction de fil9 réalisée par la couture de l'empilement des
nappes que la mise en oeuvre du mandrin se différencie de l'exemple
précédent. Dans la pr~sente variante eneffet9 la fente 201 de la
forme cylindrique 200 est amenée en regard d'un vide ménagé dans
l~assemblage des barres 211 par suppression d'une quelconque de ces
dernières. Un ergot ou doigt de verrouillage (non représenté) permet
de solidariser la cage f~rm~ie par 16s barres, les o~urnnnes diextré- -
~ '
,
1 ~ ~Va~B~.
mit~ et la forme cylindrique, de manière à placer en colncidenc~
la fente de cette dernière et le vide ainsi créé, autorisant pour
l'aiguille de couture la traversée du mandrin et la réalisation
d'une ligne de couture selon la direction de la fente 201. Pour
5 effectuer ensuite d'autres lignes de couture, il suffit sans autre
modification de la cage des barre-s autour de la forme cylindrique
interne, de dégager le doigt de verrouillage et de faire tourner
l'empilement des nappes sur les barres gr8ce aux roulements pré~us
en bout de ce~ dernières, pour amener au droit de la fente 201 cha-
1D que zone du corps cylindrique où doit être réalisée une couture.
Comme on l'a déjà précisé9 le procédé selon l'invention -~
ne se limite pas à la réalisation de corps tri-dimensionnels en
forme de cylindres creux du genre obtenu avec l'apparell décrit dans
l'une ou l'autre des deux variantes précédentes. Notamment9 le pro-
15 cédé peut être mis en oeuvre pour la fabrication de corps ou pièces
présentant d'autres profils, pa~ exemple pour la réalisation de
troncs de cône, à l'aide d'une contre-partie rigide ou mandrin oreux
de même forme et dont la Fig. 9 illustre un mo~e de réalisation
particulier.
Sur cette figure, le mandrin adopté, désigné par la réfé-
rence 220, est constitué comme dans l'exemple de la Fig. 29 par
l'assemblage de secteurs fuselés longitudinaux 22l, de profil adapté,
délimitant entre eux des jeux de montage 222, ces secteurs 221 étant
maintenus gr~ce à des embrèvements 223 ménagés eh bout de ces sec-
25 teurs entre deux couronnes d'extrémité dont une seule, désignée par
la référence 224, apparaît sur le dessin. Cette couronne 224 9 est
solidarisée d'une joue d'extrémité 225, munie d'un manchon central
226 et d'une vis de blocage 227 pour le passage et l'immobilisation
d'un arbre d'entraînement (non représenté). La cauronne 224 comporte
30 également une denture extérieure Z2~ permettant, en l'absence de
l'arbre d'entraSnement, d'assurer la rotation du mandrin conique 220,
notamment lors de la couture des nappes empilées sur ce dernier.
Enfin, le mandrin 2Z0 est associé à une série de picots radiaux Z29,
r6partis à la fois dans des trous 230 ménagésidans chaque couronne
35 d'extrémité, mais également dans des logements analQgues prévus ~-;
sslon les génératrices des secteurs 221, avec ùn espacement qui
dép~nd du profil du cône et de la densité de recouvrèment de celui-ci
par les nappes à y déposer.
Mais si la forme du mandrin sur lequel doit atre réalisé
: '
r
1 9 ~ 4~
le corps en tissu tri-dimen~1~nnel9 no présente pas d~ difficultés
particulières pour S3 réalisati~n9 notamment pour lui ~onner un
profil en tronc de cone9 il exige certaines adapta~ions spéciales
de l'appareilFermettant de dépaser sur sa surface externe les nappes
5 successives formant l'empilement épais nécessaire et également pour
effectuer ensuite sur cet empilement9 les lignes de couture réali-
sant la troisième direction du tissuO :
Sur la FigO 1 09 on a représenté la première partie de la ~.
machine ainsi adaptée à la forme conique du mandrin, pour déposer
10 sur celui-ci des nappes successives selon des directions respecti- '
vement circonférentielle et sensiblement axiale, Le mandrin 2Z0 est
monté par l'intermédiaire de ses joues dlextrémité 225 sur un arore
d'entraînement 2319 l'ensemble étant à nouveau disposé sur un bâti
support 232, muni de flasques latéraux parallèles 233 et 2340 Llar- :~
15 bre 231 comporte un pignon dientralnement 235 coopérant avec une
cha;ne 236, elle-meme commandée par un moteur 2370 Le mouvement
de la chaîne est renvoyé sur un deuxième pignon 23~ qui bansmet son .~
mouvement avec un rapport de démultiplication convenable à une vis --
sans fin 239, supportée par le bati 2329 cette vis 239 réalisant :~.
20~e déplacement axial d'un premier chariot 240 formant écrou, dit ;
chariot bobineur. Le mouvemr,nt de rotation de la vis 239 est trans- c -:
formé pour le chariot 240 en un mouvement de translation axiale par
rapport au mandrin conique 220 9 gr3ca à une barre parallèle 24t sur '.
laquelle coulisse ce chariot. Ce dernier supporte une bobine a
25 friction réglable 242 et un guide-fil Z43 monté libre dans deux bra,s
supports 244 et 245~ Le guide 243 comporte un ergot 246, coulissant
dans une rainure 2479 ménagée entre deux tiges 248 et 249 montées
dans le b~ti 232 et parallèles aux génératrices du tronc de c8ne du
mandrin 220.. A leurs extrémités, ces tiges 24~ et 249 sont rendues
30 solidaires de deux blocs 250 et 251 assurant leur ent.rr,toisement et ' .'.'
coopérant avec des vis de blocage 252, de telle sr3rte que liorien- "tation relative de ces tiges puisse être réglée parle déplacement
de ces vis dans des r,ainures allongées 253 et 254 prévues dans deux
tablettes 255 et 256 portées par les flasqu.es latéraux 233 et 234 du ;"
35 bâti 232. A s.on extrémIté dirigée vers le mandrin 2209 le guide-fil ''
243 comporte une partie en équerre 257 à l'extremité de laquelle est
monté un électro-aimant 25e. Celui-ci coopère avec une Fll~quette
métallique flexible 259, disposée en regard et munie en bout d'un ,
élément de tube ou douille 260 ~ travers laquelle passe lè fil 261 ..
40 dévidé de la bobine 2429 ce fil étant destiné à former sur le man~
.. : .~ " ':':
. :. .
~ '. . .'.~ ':
~ 20 ~ Z
. . .
drin 220 la premi~re nappe~ en s'enrou].ant sur celui-ci selon une ,::
hélice criconférentielle. L'électro-aimant 258 a notamment pour
but de permettre le bobinage régulier du fil 261, en évitant au .
cours de son enroulement des picots 229 qui, dans le cas particulier
du mandrin conique et c~mme illustré sur la Fig. 9, sont répartis
non seuiement sur les c~uronnes d'extrémité 224 mais également selon
la longueur des ~ecteurs 221 du mandrin.
Comme dans le mode de réalisation mettant en oeuvre un :
.mandrin cylindrique, l'appareil comporte un second chariot 262, dit
tO chariot trameur, apte à réaliser sur le mandrin conique, le dépôt .
de nappes d'un second genre où les fils présentent une orientation .,
approximativement axiale et sensiblement perpendiculaire à l'orien- ~:
tation circonférentie.lle des fils des pre~ières n.appes. Ce ch~riot
262 est également guidé sur deux tiges parallèles 263 et 264 orien-
tées parallèlement aux génératrices du tronc de c~ne du mandrin 220. ~ .- ..A cet effet, ces tiges sont-solidarisées à leurs extrémités. de deux ;.~
plaquettes 265 et 266,.prolongées par des barres de positionnement ~ : :
267 et 26a coopérant chacune avec un écrou d'immobilisation 269 .,
mais dont la position peut être réglée par coulissement dans des
rainures 270 et ~27,1 ménagées dans les flasques latéraux 233 et 234
du bâti 232. Le chariot 262 comporte une pince 272, en prise av,ec
un câble 273 guidé sur une pou e de renvoi réglable 274 et coopérant :
avec une poulie d'entraînement 275 commandée par un moteur 276, ce .,
cable.assura'nt le dépl.acement du chariot 262 sur les tiges 263 et
264 parallèlement aux génkratrices du,mandrin conique 220. Le cha-
riot 262 comporte enfin un guide-fil en forme de tube ou de douille ,~ ,.. ,~ ,
277.pour un fil 27~ dkvidé à partir d'une bobine (non représentée),
: ce guide-fil ~tant susceptible de se déplacer transversal,ement dans
. une rainure 279 du char,iot sous l'effet d'un second électro-aimant
(~galement non représenté) monté à l'intérieur du chariot, de manibre
à permettre, comme pour le fil des premières nappes, d'échapper au-
tant que de besoin aux picots 229 prévus dans la surface du mandrin
220~ notamment sur les secieurs 221 de ce dernier lors de l'opération
. de tramage.
La Fig. 11 explicite avec plus de détails la mise en . .
. oeuvre pratique des chariots bobineur 240 et trameur 262, et la ~ise
en placq des fils 261.et 27~ sur la surface externe du mandrin Z20,
; p~ r réaliser la superposition de nappes orientée,s selon deux direc~
;., tions~ différentesO En effet, la forme du mandrin en tronc de cône
~ 40 nécessite pour la mise en place des, na4pes, certaines adaptations
: ::
.~ : ' - ' ,
.: . :
r -
. ~ ~ . , .
. . .
. .. .
~ . .
'~ 21
1~4~8~
pour obtenir à tra~ers l'empilement à réaliser une densité sensible-
ment homogène9 les directions des fils n'étant pas, du ~ait de la
nature meme du support sur lequel elles sont appliquées, rigoureuse-
ment perpendiculaires ~ntre elles.
IL convient en effet, quelle que soit la section du tronc
de cane considéré, que la nombre de fils au centimètre snit sensi-
blement constant 9 ceci pour obtenir un tissu présen~nt des proprié-
tés identiques dans toutes les directions. C'est à cet impératif que
répond la présence des picots 229, non seulement dans les couronnes
lD d'extrémité du mandrin conique 220, mais également dans les secteurs
longitudinaux 221 de ce dernier.
Le mandrin 220 ayant été, préalablement au bobinage de là
première nappe 9 garni dans ses couronnes d'extrémité et dans ses
secteurs longitudinaux d'un certain nombre de picots 229 convenable- :
t5 ment répartis 9' on'd'ispose dans un p.remier temps sur ce mandrin le fil "~':
261 3 1'aide du chariot bobineur 240 selon une direction cir.~onfé- .
rentielleO A~cet effet9 la rotation du mandrin est synchronisée dans
'un rapport d'entraînement convenable, avec celle de la vis sans fin
239, 'de telle sorte que le chariot-240 se déplac-e par rapport à ce
20 mandrin en réalisant sur celui-ci une hélice sensiblement continue, ~. '
à spires jointives ou avec un recouvrement ou un especement préala-
blement d'éterminé O Dans cette première opération, le guide-fil 243 . :.' ':permet de maintenir sensiblement constante la distance entre la :'.'.' :
douille Z60 et la surface du mandrin grace au coulissement du doigt "
'25 246 entre'les tiges'248 et 2499 parallèles.aux génératrices du tronc ~-
de cane.' Dans ee mouvement, la douille 260 évi'te de buter sur les ''~
picots 229 gr8ce ~ l'électro-aimant 2S~ commandant le léger dépla~e- '"
ment transversal de la plaquette 259 nécessaire, au fur et à mesu.re
; . du bobinage circonférentiel. Sur la Fig~ tl, le trajet suivi par la
; 30 douille 260 dé'livrant le fil 261 par rlapport à la surface d'u mandrin
conique est schématiquement représenté. '.
Une fois le bobinage terminé, la mise en place de la . .
seconde.nappe s'effectue selon une direction approximativement axiale
:~ avec toutefois un lég.er décalaoe du chariot pour réaliser, égalemen.t
35 selon cette direction , une densité.dans la n~appe sensiblement homo-
~: gène. Le processus consiste9 comme dans l'exem~p~le préc~dent, à relier
' tout d'abord l'extrémité du fil 273 à un des picots Z29 d'~une des
couronnes d!extrémité 224, puis à faire subir au c.hariot trameur Z62 '.
~un mouvement de déplacement parall~le à l'ax'e du mandrin 220.
. . . . -
, -
... .
: .
.... ,.,.. , .. ; . . , , ,.. ,.,, ,, ~,,, , , ,,,,, ; ,, ,, ,,,,, ~, . ... ..
L~ t'il 27~i Vl~Ot de la sorte jusqu'à la couronne d'extré-
mi.té opposéc, toulr-~ autour du picot 229 pr~vu en regard, puis
revient vers la couronne inltiale. Après av~r à nouveau tourné
autour d'un second picot de cette derni.ère, le fil se dépose derechef
5 sur la surface du mandrin, le mouvement du cha.riot étant arr8té -~
avant d'atteindre la seconde couronne sur un picot 229 repéré sur
le secteur 221 correspondant et ainsi de suite avec des di.minutions
successives au fur et à mesure du recouvrement de la surface du
mandrinO Comme pour le charlot bobineur, les mouvements de va-et-
vient du chariot trameur 262 sont combinés avec un léger débattement
à l'int~rieur de la lumière 279 de la douille 277 délivrant le fil
278 sous l'effet de l'~lectro-aimant porté par ce chariot, de manie- ~
re à éviter sa rencontre avec les picots répartis le long ~es sec- :
teurs 221, et perme-ttre au contraire de tourner autour de ceux-ci
~5 à cha~ue inversion de sens de défilement du chario-t. Compte tenu de
l'orientation légèrement oblique ainsi rendue nécessaire pour la
répartition du fil 278 entre les picots 229, le mandri.n 220 doit à
chaque course du chariot 262 9 se décaler légèrement par rapport à
sa direction axiale, notamment si les dimensions relatives du man-
drin en largeur sont importantes par rapport à ses dimensions longi-
tudinales, c~est-à-dire si l'angle au sommet du tronc de cone est
assez grand 9 exigeant pour les nappes de trame une'orientation obli~
que sur l'axe non négligeableO Dans ce but9 on prévoit notamment
de modifier l'orientation de la rainure 271 et de monter en bout
d'une des barres de guidage du chariot 2629 par exemple à l'extré-
mité de la barre Z6~, coopérant avec cette rainure9 une pièce
transversale 290 dont la partie centrale carrée 281, est prolongée
par defi tiges 292 coulissant dans des oreilles 293 et 294 du b~ti.
Cette partie carrée 291 présente une crémaillère coopérant avec un
secteur denté 285. Ce dernier est articulé sur un embout 296 prévu à
l'extrémité de la tige 2~7 d'un v~rin Z8~9 qui permet ainsi de d~ca-
ler légèrement l!orientation relative des tiges 263 et 264 assurant
le guidage du chariot 262 par rapport à la génératrice du mandrin
et de réaliser le passage du fil entre les.picots 229. 9ien entendu,
~ la fin de chaque série de diminutions successives, le chariot
trameur recommence son cycle apr~s que le mandrin ait été tourn~
autour de son axe par l'arbre 231 d'un angle convenable.................... :
Avantageusement9 la commande des chariots bobineur et ~ .:
trameur et ainsi que des électro-aimants associés au guide-fil ~:
de ces chariots, est mémorisée d'après la répartition des picots
~ .
. "".
. .
.. .
B~ - ' ' ',' ' .'~ .
;' .
23
10~ 32
i~lplantés sur la surface du mandrin. Par ailleurs91a commande
des chariots est de preFérenee c~ntr~lé~ par un variateur de ::
telle sorte que la vitesse linéair.e des fils soit sensiblRment '-
constante penr~ant toute la durée du bobinage et du tramageO
Une fois l'empil.ement des nappes ainsi réalisé, le ~:
mandrin 2ZD est retiré et amené sur une seconde partie de la
machine~ réalisant la coutur~ de l'empilement selon une série :
de lignes de couture radiales et contiguës, convenablement
réparties dans l~épaisseur de l~ empilement. Cette seconde partie '
est illustrée sur la Fig. 130
~ Dn retrc)uve sur cette figure, des dispositions sensi- ::
blement analogues à celles envisagées dans le premier exemple
d~e réalisation, notamment un corps de machine à coudre 300, com- '
port~ant deux bras parallèles 30t et 302 supportant respectivement .. :'
une passette 303 et une tête de couture 304 munie d'une aiguille ' . '.
305. Le mandrin 220 revêtu de son empilement de nappes 3C6 est ' '
monté dans un berceau form~ par quatre pignons dentés 307 COO! ; ''
.pérant deux par deux avec les dentures 22a prévues sur les cou- ~
ronnes dlextrérnit-é du mandrin, ces pignons 307 étant montés à -.. ..
l'ex~émité de quatre colonnes 308 prévues sur une plaque-suppo'rt .
30~0 Cette dernière re.pose par des pieds réglables 310 sur un '~.
chariot 311, en appui sur un socle de base 312 par l'intermédiaire
de quatre chemins de roulement 313, 314, 315 et 3.16, coopérant
chacun aves une roue 317 du chariot 311.
Selon une disposition particulière a-daptée au cas pré- : :
cisément où le mandrin 220 présente une fQrme conique, les quat're . -:~
chemins de roulement 313 .à 3~6 sont inclinés sur l'horizontale :~.
par rapport au plan du socle 312 de fa~an que, lors dL~ déplacement
du chariot .311, celui-ci s'~lève par rapport au plan du socle, en
maintenant la génératrice du mandrin conique Z20 selon laquelle
doit.atre réalisée une ligne de co:lture, à une distance unifqrme
de la tête 304 et de la passette 303, cette dernière étant dans
cette position décalée par rapport à l'axe du.m.andrin. E~ans ce ..
but, l'un des chemins de roulement du chariot, par exerrlple le '
chemin 313 t est associé sur sa surface latérale externe à une ..
35 crémaillère 313, coopérant avec des pistons plongeurs commandés
par deux électro-aimants 319 et 320 prévus sur le chemin de rou- .. ' ....lement et dont la comrnande alternative, comme dansle précédent ~:
excmple, permet de faire avancer le chariot 311 pas à pas, d'une '
~ ''' ~"'.
, ~,,
' ~ ,.. ' ~'. -
distance ~ chaque ~ois ~gale à celle qui sépare les dents succes-
sives de la crémaill~r6. La ~,placement de celui-ci est rFalisé
au moyen d'un bras 321 articulé en 322 sur la tige d'un vérin 323.
nn conçoit toutefois que, pour réaliser une couture
5 convenable sur l'empilement 306, il convient que l'aiguille 305 de
la tête 304 soit elle-même orientée perpendiculairement à la sur-
face du tronc de cône du mandrin bien que cette orientation ne soit
pas n~cessairement obligatoire, A cet effet, et selon une disposi-
tion illustrse sur la Fig. 14, la tête de couture 304 est aménagée
10 de maniPre à pouvoir basculer par rapport à son bras support 302
d'un angle égal à l'angle au sommet du mandrin conique 220. A cet
effet, le bras 302 se prolonge par un manchon coulissant 330 dont ~ ,-
la position est arrêtée par rapport au bras à l'aide d'une vis de
blocage 331. L'arbre 332, réalisant la commande d~s débattements de
15 l'aiguille 305, disposé selon l'axe du bras 302, se termine de même
par une douille creuse 303 à l'intérieur de laquelle est monté un
axe 334 immobilisé en rotation par rapport à la douille 333 par une
clavette 335, ce montage permettant le déplacement axial de l'arbre
334 dans la douille. Cet arbre 334 est guidé dans un palier 336 amé-
20 nagé au centre d'une plaque 337 fermant l'extrémit~ du bras 302 etse termi.ne par un dispositif à cardan 33B, comportant une chape 339
pivotant sur la première partie 340,du croisillon du cardan, la
seconde partie 341 perpendiculaire à la précédente étant elle-mame
solidarisée d'une seconde chape 342. Celle~ci est prolongée par une
25 patte de fixation 343 avec la tête 304. Grâce à ces dispositions t
le mouvement de rotation de l'arbre de commande 332 est transmis
~ l'aiguille 305 par le cardan 338, en tolérant néanmoins un débat-
tement angulaire de la tête 304, l'aiguille 305 de celle~ci étant
montée dans un fourreau 334 et bloquée par rapport à celui-ci par
30 une Vi5 345. Afin de maintenir la tête 304 dans sa position angu-
laire par rapport au manchon 330, cette t8te comporte ~ son extre-
mité superieure une plaquette 346 munie d'un pion taraudé 347,
coopérant avec une tige filetée 34B dont la position est commandée
par un bouton moleté 349. A son autre extrémité, la tige filetée
35 348 coopère avec un second pion 350 fixé sur une patte 351 liée au
manchon 330.
Quel que soit le mode de réalisation envisagé, le procédé
selon l'invention présente llavantage essentiel de permettre la
fatrication de corps ou pièces de formes quelconques, à l'aide de
~ ,.
r '
~-
~: '
' 25
lV~488;2
tissus tri-dimensionnels dans lesquels l~orientatlon des fils et la
répartition de oes derniers peuvent etre ajustées a volonté. Grâce
en effet, à llutilisation d'un mandrin-support dont~ la forme propre
reproduit celle du corps à réaliser, ce mandrin étant lui-même formé
d'éléments amovibles permettant, par enlèvements su~cessifs de cha-
cun d'eux de dégager une lacune à travers ce mandrin, nécessaire au
passage de l'aiguille de couture, il est possible d'adopter une
vari-été notable de profils divers, résultant notammen~ de *outes
les combinaisons techniquement utiles entre un cylindre9 un cône,
lD un tonneau, une sphèrej etc... 0 Par ailleurs, il va d'e soi que le
procédé permet également de réaliser, avec des moyens largement
simplifiés, toute forme parallèlépipédiqu-e, de section carrée, rec- .
tangulaire ou autre, la seule condition nécessaire étant de ménager '
à travers le mandrin-support sur lequel est effec-tuée la super~osi-
tion des nappes altem ées selon les deux premières directions, un
passage ou une fente pour la couture selon la troisième direction.
Le~s dispositions de l~invention offren~ ainsi une tr~s
g~a~e souplesse d'utilisation, notamment pour l~e choix des ma~é-
riaux mis en oeuvre sous forme de fils, filaments, fibres, ~e file
textur~s, etc... . De même, en plus de la latitùde fournie quant
au choix de la nature des fils, toutes les variantes peuvent être
envisag~es quant à la combinaison de ces derniers à travers 1~9
différentes n~ppes du tissu tri-dimensionnel. A titre indicatif,
le procé~é se prêt~e à la realisation de tels tissus, en utilisant
aussi bien des monofilaments de douze~microns de diamètre, cor~es-
pondant aux dimensions les plus réduites normalement disponibles
dans l'industrie, jusqu'à des fils de fort diamètre, atteignan~ ':
2400 tex et plus (un tex correspondant à un élément équivalent en
poids à 10.~0'0 mètres de fil de douze microns). A noter boutefoi~s
30 que la troisième direction de fil, réalisant la couture de l'em- '''
pilement des nappes selon les deux premières directions, doit atre , '
de p'référenca mais non obligatoirement réalisée avec un matériau
relativement plus résistant, avantageusement en utilisant des fils
prot~gés extérieurement par tout procédé chimique ou mécanique en
l~ui-même connu.
Le procédé' de l'invention n'est pas non plus limité dans '
l'orientation des fils selon l'une quelconque des trois directi'ons '
du tissu. Ces fils peuvent être en effet orientés selon un angle
quelconque préalablement défini, choisi de telle sorte que dans le
40 mat6riau composite-finalement obtenu, les forces auxquelles il e8t '
: ';
., .
26 ~ 4~82
soumis rencontrent une résistance appropriée. Ces possibilités
permettent not~ment d'envisager toute une série de combinaisons,
en faisant varier aussi bien l'angle de bobinage, l'angle de tra-
mage ou l'angle de couture. De m@me, il va de soi que dans chacune
5 des directions des fils, il est possible d'utlliser des matériaux
de nature et d'origine différentes selon les applications envisa-
gées.
Les corps ou piaces en tissus tridimensionnels obtenus
par le procédé de l'invention peuvent en effet répondre à de nom-
10 breux impératifs. Notamment, on a déjà cité la réalisation decapots protecteurs, corps de rentrée ou boucliers thermiques pour
les engins interspatiaux ou les fusées, ces él~ments devant à la
fois présenter une bonne tenue mécanique à haute température, un
excellent pouvoir isolant thermique et une tenue au choc élevée.
15 Avantageusement, on utilisera pour une telle opération un tissu où
la nappe externe assurera l'isolation thermique, en ~tant réalisée
à partir de fils de carbone ou de graphite. Le tissu retenu devant
présenter également une r~sistance mécanique élevée à haute tempé-
ratura, on pourra adjoindre aux nappes en fils de graphite situées
20 dans l'épaisseur du tissu, des fils présentant de hautes perfor-
mances~ du genre de filam0nts de bore, de carbure de bore et de
carbure de silicium. La tenue aux chocs sera obtenue par une ou
plusieurs nappes internes en fils de silice fondue, combinéss avec
des fils de carbone à haute résistance, disposées selon la troisième
25 direction de couture du tissu.
De la m8me manière, il est possible, à l'aide du procédé
de l'invention, de faire varier l'épaisseur de chacune des nappes
et d'imbriquer ces dernières avec la troisième dimension selon
toutes les combinaisons souhaitées. En particulier, la mise en
30 oeuvre du procédé considéré n'est pas limitée par les dimensions
dee corps à réaliser, celles-ci étant en fait indépendantes des
matériau~ utilisés, pouvant se présenter selon le ca9 en fils sim-
ples ou torsadés de très faible diamètre ou en m~ches à filaments
parallèles, de diamètre plus important. Enfin, l'emploi de fils,
35 fibres ou filaments à très hautes performances mécaniques peut
permettre de les utiliser soit seuls, soit en combinaison avec des
fibres synthétiques ou autres, le tissu obtenu pouvant être fina-
lement noyé dans une matrice de renforcement en résine polyester,
~.. . . ~
27 1~4~
époxy, polyamide, etc... . Parall~lement, en outre, ~ la recherche
d'un mélange ou d~une combinaison la plus adaptée des fils et des
résines, il convient de tenir compte également de la densité rela-
tive de ces fils dans les différentes nappes, cette densité pou-
vant à l'évidence conditionner les performances des tissus obtenus.A titre indicatif, avec des fils torsadés de gros diamètre, on
pourra obtenir des tissus dont la résistance à la traction est de
l'ordre ou dépasse 4 kg/mm2. Cependant, en remplacant ces fils
torsadés par des fils à filaments parallèles, permettant d'obtenir
une densité de nappes relativement plus élevée, il sera possible
de réaliser des tissus dont la résistance à la traction atteindra -
15 kg/mm2. Dans le m8me esprit, l'augmentation de la résistance à
la traction peut s'accompagner d'un accroissement du module d'élas-
ticité, de la résistance à la compression et de son comportement
à l'abrasion, par un choix convenable de la répartition des fils
dans les différentes directions des tissus.
Enfin, il va de soi que les tissus tridimensionnels
réalisés à l'aide du procédé de l'invention peuvent subir en ce
qui concerne les fils utilisés, tout traitement préalable approprié.
Notamment, les fils de carbone ou de graphite peuvent être infiltrés
sous forme de dép~t de pyrolyse, les fils à base de silice étant
pour leur part généralement pré-imprégnés d'une résine époxy De
m8me, le tissu peut, avant imprégnation par la résine de la matrice,
subir une finition convenable pour modifier sa structure ou pour ;
améliorer sa dureté ou encore augmenter sa densité initiale.
On donne ci-après à titre également purement illustratif,
quelques exemples de réalisation de tissus tridimensionnels,
réalisés conformément au procédé de l'invention.
Exemple 1 : ;
Fabrication d'un tissu tridimensionnel, constitué par
des nappes successives d~orientations différentes, notamment à
angle droit, de fils de chaine et de trame en fibre de verre,
titrant 236 tex, dont la densité est de dix-huit fibres au centi-
mètre et dont l'épaisseur est de 0,28 mm, l'empilement de soixante-
trois nappes étant cousu avec un fil de verre de meme titre et de
m9mes caractéristiques. Ce tissu présente une épaisseur de 35 mm
et une densité d'environ 1,3 kg/dm3.
Exemple 2 :
Fabrication d'un tissu tridimensionnel utilisant suivant
des directions de chaine ou de trame, des mèches de carbone à 1 OûO
2E3 ~ 'h
filaments chacune, dont la densité dans chaquP direction est de
20 fils/cm et dont l'épaisseur dans chaque nappe est de 0,25 mm. Un
empilement de cinquante couches est cousu avec un fil de carbone
à 1.000 filaments par mèche, préalablement traité avec une résine
5 époxy. Le tissu tridimensionnel obtenu présente une épaisseur de
25 mm et une densité d'environ 0,76 kg/dm3.
Exemple 3 :
Fabrication d'un tissu tridimensionnel utilisant dans
le sen~s de la chaîne et dans le sens de la trame, un fil de silice
10 titrant 66 tex, dont la densité dans chaque direction est de
2 fils/cm, l'épaisseur ds chaque nappe étant de 1,6 mm. La couture
de dix nappes est réalisée par un fil de silice titrant 34 tex,
avec une densité de couture dans le sens longitudinal et le sens
radial de 2,8 fils/cm. Le tissu présente 32 mm d'épaisseur totale
15 et une densité d'environ 1,2 kg/dm3.
Exemple 4 :
Fabrication d'un tissu tridimensionnel utilisant dans
le sens de la cha~ne et dans le sens de la trame, des mèches de
graphite de 10.000 filaments, dont la densité dans chaque direction
Z0 est de 4 mèches/cm et dont l~épaisseur dans chaque nappe est de
0,25 mm. Un empilement de cent nappes est cousu avec une meche de
carbone de 3.000 filaments, préalablement traitée avec une résine
époxy, la densité de couture dans le sens longitudinal et le sens
radial étant de 8 mèches/cm. Le tissu tridimensionnel obtenu pré-
25 sente une épaisseur de 50 mm et une densité d'environ 0,95 kg/dm3.
Exemple 5 :
Fabrication d'un tissu tridimensionnel, du genrellsandwich", obtenu en interposant entre une nappe médiane, deux
nappes contiguës d'une autre nature, semblables entre elles. Utili-
30 sation pour les couches externes du sandwich dans deux directionsperpendiculaires de mèches de silice de 666 tex, de densité dans les deux directions égale à 2 fils/cm et dont llépaisseur dans
chaque nappe est de 1,6 mm. Pour la couche médiane, emploi d'un fil
de tungstène de 60 microns, dont la densité dans chaque direction
35 est de 60 fils/cm et dont l'épaisseur dans chaque nappe est de
0,13 mm.
L'empilement formé de trois nappes de fils de silice
puis trente nappes de fils de tungstène et enfin trois nouvelles
nappes de fils de silice, est cousu par un fil de silice de 34 tex
40 dont la densité de couture dans chaque direction longitudinale et
8'~
radiale est de Z,5 fils/cm. Ce tissu t~idimensionnel obtenu pré-
sente une épaisseur d'environ 22 mm et une densité de ltordre de
1 n kg/dm3.
Exemple 6 :
Fabrication d'un tissu tridimensionnel utilisant selon
les deux directions perpendiculaires dans deux nappes superposées,
des mèches de carbone à l 000 filaments, dont la densité dans cha-
cune des directions est de 20 fils/cm et dont l'épaisseur dans
chaque nappe est de 0,25 mm. Un empilement de soixante nappes est
cousu avec un fil de verre texturé, titrant 136 tex, avec une densi-
té de couture dans le sens longitudinal et le sens radial, de
18 fils/cm. Le tissu tridimensionnel présente une épaisseur de
30 mm et une densité de 0,96 kg/dm3.
Comme il résulte donc de ce qui précède, les différents
exemples ci-dessus n'étant présentés qu'à titre purement indicatif,
il doit être entendu que l'invention se prête à de nombreuses ~
variantes de mise en oeuvre selon les applications plus particuliè- -
rement envisagées. Par ailleurs, il va de soi que l'appareil éga-
lement décrit pourrait être modifié et adapté selon la forme du
corps en tissu tridimensionnel à obtenir. De la même -fa~on, la
technique selon laquelle sont réalisées les lignes de couture,
pourrait être adaptée à chaque cas particulier, ltaiguille pouvant
notamment être un autre type, par exemple, du genre connu dans la
technique sous le nom d'aiguille "compound", constituée d'une
partie cylindrique à l'intérieur de laquelle coulisse un axe jouant
le rôle du clapet de ltaiguille classique. Dans certains cas,
il egt avantageux de munir la tête de couture, en avant de ltai-
guille, d'un poinçon, permettant de réaliser à travers l'empilement
des nappes, une perforation préalable facilitant lors de l'avance
de la tete, la pénétration de llaiguille elle-mame. Enfin, la tate
ds couture peut etre aménagée pour que la troisième direction du
fil de couture soit orientée de façon à faire un angle donné avec
celles des fils dans les deux autres directions, angle non plus
nécessairement égal à 90~. Cette disposition peut être réalisée
- 35 tr~s 8implement, par exemple avec le système à cardan décrit en
. relation avec la Fig. 14.
.
:
"''~
,.
