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Métier à tisser à avance multiple, procédé de tissage utilisant un tel
métier à tisser et un tissu créneau ainsi obtenu.
La présente invention concerne un métier à tisser à avance
multiple. Elle concerne un procédé de tissage utilisant un tel métier à tisser
et
un tissu créneau ainsi obtenu. Elle trouve application notamment dans le
domaine de la réalisation de préformes en tissu pour pièces composites
comportant au moins un créneau.
Dans l'état de la technique, il est apparu un besoin de réaliser un
tissage d'un tissu unique multicouche présentant une partie au moins telle que
un groupe de couche soit localement disjoint des autres couches et présente
une longueur différente ou d'autres caractéristiques de tissage. Un tel groupe
de couches du tissu multicouche constitue un créneau qui forme ainsi une
excroissance au-dessus du tissu multicouche proprement dit. Il se forme ainsi
une sorte de tunnel dans le sens de la trame.
Selon une première technique connue, on exécute le tissage de
manière traditionnelle de deux tissus en parallèle. Puis on exécute le déliage
des tissus pour former un tube et enfin on réalise le liage des bords désirés
du
tube.
Selon une deuxième technique, on réalise une longueur
excédentaire de tissu en conservant des fils qui ne travaillent pas pendant le
tissage de la longueur excédentaire. A l'aide d'un peigne qui revient en
arrière,
on ramène le tissu à la base du tube de façon à former une boucle.
Selon une troisième technique, on utilise la technique de tissage en
piqué. Mais au lieu de faire varier la course du mouvement du peigne, on
exécute une avance négative en ramenant le tissu en arrière à la base de la
boucle.
De tels tissus ne sont utilisables pour réaliser des préformes que si
on leur applique ensuite des opérations de mise en forme et de consolidation
supplémentaire comprenant le drapage et le piquage.
Dans le document US-A-3.207.185, il est décrit un procédé pour
réaliser une préforme en tissu présentant deux couches parallèles et déliées
l'une de l'autre, mais reliées l'une à l'autre ensuite par une ou plusieurs
paires
de couches de remplissage. Le mécanisme permet d'ouvrir l'angle de tissage
pour relier l'une ou l'autre des deux couches parallèles par une couche de
remplissage.
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Or ces techniques présentent des inconvénients qui réduisent leur
emploi dans la réalisation de pièces complexes à base de préformes tissées.
En particulier, dans le tissage en général, les fils de chaîne sont contraints
à
une unique avance. Il est donc possible de produire des tubes de tissu, mais
dont le déliage ne permet pas de produire une boucle de grande longueur au-
dessus et/ou au-dessous d'une couche de tissu de longueur plus petite.
Dans le tissage piqué, la longueur maximale admissible est limitée
par la course du peigne ce qui restreint le rapport entre la longueur la plus
longue d'un groupe de couches de tissus et la longueur la plus courte des
autres couches. Le piqué ne permet pas non plus de reprendre une boucle sur
une autre boucle.
Lorsque le tube de tissu doit être réalisé en recourant à une avance
négative, il faut ravaler les seuls fils de chaîne qui ne font pas partie de
la
boucle plus longue et cette opération est impossible sur les systèmes de
stockage de fils actuels.
Enfin, les opérations de mise en forme nécessaires avec les
tissages précités constituent des opérations de production supplémentaires.
Ainsi, mécaniquement, il n'y a plus continuité des fils entre eux et les
propriétés
mécaniques du tissu final sont moindres ce qui est un inconvénient pour la
réalisation de pièces en matériau composite comme des rails de guidage ou de
portage, des poutres ou des panneaux porteurs.
Il existe donc un besoin pour réaliser un tissage produisant au
moins une surépaisseur de tissu présentant une longueur plus importante que
le reste du tissu en conservant la continuité des fils de chaîne.
A cette fin, la présente invention concerne un métier à tisser du
genre comportant un système d'insertion de fils de trame en une pluralité de
couches et un système d'insertion et de séquençage de fils de chaîne de façon
à produire un tissu d'armure déterminée multicouche. Le métier de l'invention
comporte au moins deux systèmes d'avance contrôlés en vitesse et force de
traction de sorte que, au moins localement, une partie des couches du tissu
est
entraînée par son propre mécanisme d'avance à une vitesse différente d'au
moins une autre partie des couches du tissu multicouche de façon à produire
au moins un créneau sur le tissu multicouche.
Selon d'autres caractéristiques optionnelles de l'invention :
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- un système d'avance comporte un système pour agripper le tissu
multicouche et l'entraîner au moins en dehors des périodes de tissage
de créneaux ;
- au moins un système d'avance comporte un mandrin pour étirage d'une
boucle en cours de formation sur au moins une couche ou groupe de
couches du tissu multicouche après déliage ;
- le métier comporte un plateau réservé au tissu multicouche et qui porte
un chariot moteur du système d'avance pour agripper le tissu
multicouche et au moins un plateau réservé pour le tissage d'au moins
un créneau et qui porte un chariot moteur du système d'avance pour
étirage d'une boucle en cours de formation sur au moins une couche ou
groupe de couches du tissu multicouche après déliage ;
- le dit au moins un plateau réservé pour le tissage d'au moins un créneau
présente une inclinaison déterminée relativement au plateau réservé au
tissage du tissu multicouche et est disposé de telle sorte que
l'inclinaison est mesurée entre les directions des avances des systèmes
d'avance respectivement du dit au moins un plateau de tissage de
créneau et du plateau de tissage du tissu multicouche ;
- le métier comporte au moins un système de maintien de la position du
point de tissage ;
- le métier comporte au moins un système de maintien de la position du
point de tissage associé à au moins un système d'avance pour maintenir
la hauteur du point de tissage au niveau du début du tissu, en aval d'une
région d'insertion de fils de trame et d'une foule associées, afin que la
foule et le tassage de la trame soient répétables pour maintenir la
hauteur du point de tissage en aval de la région d'insertion de fils de
trame et de la foule associée au niveau du début du tissu afin que la
foule et le tassage de la trame soient répétables ;
- le système de maintien de la position du point de tissage comporte un
premier et un second axes allongés sur la largeur du tissu de part et
d'autre des surfaces de tissu en aval du point de tissage.
Les caractéristiques ci-dessus sont obtenues quelque soit le nombre, le type
et
les dimensions du ou des créneaux.
La présente invention concerne aussi un procédé de tissage
utilisant un métier à tisser selon l'invention à avances multiples. Selon
l'invention, le procédé comporte une étape pour réaliser le début d'un tissu
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multicouche sous une avance déterminée, puis une étape pour exécuter le
déliage d'au moins une couche du tissu de base avec arrêt ou ralentissement
de l'avance du tissage du tissu multicouche, puis une étape de formation d'une
boucle par surconsommation de fils de chaîne et étirage sous une avance
déterminée d'une longueur de boucle déterminée supérieure à celle du tissu
multicouche restant et enfin une étape de fermeture de la boucle tissée par
liage et reprise, le cas échéant, du tissage multicouche.
Selon d'autres caractéristiques optionnelles de ce procédé :
- le procédé est répété le long du tissu multicouche de façon à former
plusieurs créneaux successifs ;
- le procédé est répété sur au moins une couche d'au moins un créneau
en cours de tissage de façon à former plusieurs créneaux intérieurs
et/ou plusieurs créneaux de directions différentes.
La présente invention concerne aussi un tissu obtenu selon le
procédé de l'invention. Le tissu créneau réalisé selon le procédé est destiné
à
réaliser des préformes tissées pour fabriquer par injection d'une matière
polymérisable par injection des pièces mécaniques parmi lesquelles :
- des panneaux monolithiques ou de type sandwich auto-raidis, dans
lesquelles la zone créneau tissée sur la préforme est utilisée pour réaliser
un raidisseur et/ou une chape et/ou comporter un raidisseur de type
oméga creux ou comblés par mousse ou structure en nid d'abeille,
une paire cornière ¨ bride, un raidisseur en T , etc. ;
- des pièces de structure monolithique comme un cadre d'inverseur de
poussée de nacelle de turboréacteur d'aéronef, une poutre, dans laquelle
la zone produite sur le ou les créneaux de la préforme est calculée
comme raidisseur et/ou comme chape et/ou rail composite ; et
- une pièce en matériau composite basée sur une préforme en tissage
créneau et calculée pour des contraintes géométriques et/ou de
raidissage et/ou de passage d'efforts mécaniques.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention
seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins annexés parmi
lesquels :
- la Figure 1 représente cinq étapes successives du procédé de
l'invention en utilisant une représentation schématique d'une partie du
métier à tisser de l'invention ;
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- la Figure 2 représente une vue en perspective d'une partie du métier à
tisser de l'invention selon un mode particulier de réalisation ;
- la Figure 3 représente la coupe schématique de cinq tissus réalisés
selon le procédé de l'invention donnés à titre d'exemples ; et
5 - les
Figures 4 à 7 représentent des plans de chaîne successifs d'un
exemple de réalisation d'un tissu selon l'invention.
A la Figure 1, on a représenté des étapes successives d'un mode
de réalisation du procédé de l'invention. Le métier à tisser de l'invention
comporte les parties connues d'un métier à tissu multicouches. Il comporte
notamment un système d'insertion de fil de trame et un système de
séquençage de fils de chaîne selon une armure déterminée pour réaliser un
tissu multicouche. Il tisse dans une première étape (a) le début d'un tissu
multicouche 1. Le début du tissu multicouche est alors placé sur un mécanisme
4 d'avance pour réaliser une avance déterminée Avance 1 du tissu 1 avec une
force de traction et une vitesse déterminées lors de son tissage et qui pourra
être arrêtée ou ralentie par un contrôleur d'avance lors de l'exécution du
procédé de l'invention.
Les fils de chaîne 2 sont fournis à travers un système de
séquençage de fils de chaîne, non représenté, pour former une foule à
l'intérieur de laquelle un mécanisme d'insertion de trame 3 circule ainsi
qu'il est
connu.
Lorsque le tissage du créneau commence, on réalise un déliage 6
entre certaines couches du Tissu 1 (deuxième étape (b)). Lors du déliage, et
préférentiellement à la fin de celui-ci, le mécanisme d'avance 4 est débrayé
de
sorte que l'avance Avance 1 est stoppée. Dans d'autres modes de réalisation,
l'avance Avance 1 est seulement ralentie de sorte que la boucle qui va être
formée sur les couches supérieures aura une longueur plus importante que le
groupe inférieur des couches du tissu multicouche délié. Dans un mode de
réalisation, la longueur dans le sens de l'avance du métier à tisser du sous-
groupe inférieur 11 de couches du tissu multicouche (voir étape (d)) au-dessus
duquel est tiré la boucle en cours de tissage est nulle ou quasi nulle.
A la troisième étape (c), un rouleau ou mandrin 7 est inséré dans la
zone du déliage 6 et le rouleau 7 est attaché à un mécanisme d'avance 8 par
des liaisons 9. Une avance spécifique Avance 2 est alors appliquée par le
mécanisme d'avance 8 avec une vitesse et une force de traction déterminées
notamment par la tension requise sur les fils de chaîne et pour assurer une
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longueur supérieure de tissage sur la boucle ou créneau 10 par rapport aux
autres couches du sous-groupe inférieur 11 sur le tissu multicouche. Il se
forme
alors une boucle 10 sur la face supérieure du tissu 1. La partie basse 11 du
tissu 1 est constituée d'un sous-groupe inférieur des couches du tissu 1 déjà
tissé à la première étape (a). Dans un mode de réalisation, la longueur dans
le
sens de l'avance du métier à tisser du sous-groupe inférieur 11 est nulle ou
quasi nulle. On note que seuls les fils de chaîne 2 correspondant aux couches
supérieures du tissu, réservées au tissage de la boucle 10, sont consommés.
Les fils de chaîne 2 des couches du sous-groupe inférieur des couches du
tissu 1 déjà tissé sont réservés.
Dans un autre mode de réalisation, les fils de chaîne 2 des
couches du sous-groupe inférieur des couches du tissu 1 déjà tissé sont
consommés à une vitesse de consommation inférieure à celle des fils de
chaînes des couches supérieures 10. Il en résulte que la boucle constituée à
l'aide des couches supérieures 10 du tissu présente une longueur plus
importante que celle des couches du sous-groupe inférieur. A cette fin, le
tissage du sous-groupe inférieur 11 sur le tissu multicouche est poursuivi en
même temps que le tissage de la boucle 10. Mais son système d'étirage ou
avance Avance 1 travaille à une vitesse réduite par rapport à la vitesse du
système d'étirage ou avance Avance 2 pour assurer une longueur de boucle 11
supérieure à celle du sous-groupe 11 avant son liage 14.
A la quatrième étape (e), la boucle 10 a atteint une longueur totale
désirée. Les couches réservées au tissage du créneau ou boucle 10, 13 sont
alors liées au sous-groupe inférieur de couches du tissu multicouche. Les deux
mécanismes d'avance 8 et 4 passent à la même vitesse ou le second
mécanisme d'avance 8 pour le tissage du créneau est débrayé et le premier
mécanisme 4 seul entraîne le tissu multicouche. Le tissage du tissu
multicouche complet reprend alors sous l'effet du mécanisme d'avance 4 en
reprenant une vitesse de consommation de fils de chaîne 2 égale pour tous les
fils de chaîne de toutes les couches du tissu multicouche. Il a ainsi été
généré
un créneau ou poche 13, qui forme un tube dont les génératrices se trouvent
selon la direction de la trame et les ouvertures du côté des laizes du tissu.
On
note que la largeur ou laize d'un créneau tissé selon le procédé de
l'invention
peut être différente de la largeur ou laize du tissu multicouche de base.
Pour reprendre le tissage d'un tissu multicouches en aval de la
poche ou tube 10, 13, on réalise un liage entre l'extrémité 14 des couches
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supérieures 10 tissées avec le reste du sous-groupe 11 de couches inférieures
et le tissage d'un unique tissu multicouche reprend à la suite du liage de
l'extrémité 14. Le liage est naturellement exécuté par le tissage d'une armure
permettant de lier les couches en contact de la fin du tissage du créneau et
celles du sous-groupe inférieur 11. Les opérations de liage et de déliage
seront
expliquées plus loin sur un exemple.
Dans un métier à tisser de l'invention, le premier système d'avance
réservé au tissage du tissu 1 proprement dit, comporte dans un mode de
réalisation deux plaques 4 allongées dans le sens de la trame et entourant de
part et d'autre l'épaisseur du tissu multicouches 1. Les deux plaques sont
amovibles pour permettre leur montage et leur démontage sur la première
extrémité du tissu quand il est encore dans sa première zone de tissage en une
seule unité multicouche en aval de la boucle ou créneau 10, 13 pas encore
tissée. L'assemblage des deux plaques est vissé ou solidarisé autrement sur
l'extrémité du tissu et il est relié par une liaison 5 à un chariot moteur de
façon
à appliquer une avance notée Avance 1 dont la vitesse et la force de traction
sont déterminées en fonction du tissage multicouche et de la tension
nécessaire des fils de chaîne 2. Ainsi qu'il a été décrit, le chariot moteur
qui
entraîne selon Avance 1 l'extrémité du tissu est contrôlé par un contrôleur
d'avance de sorte que Avance 1 puisse être réduite ou annulée tout en
maintenant le cas échéant une force de traction suffisante lorsque le créneau
ou boucle 10, 13 est en cours de tissage. On note qu'un système d'avance du
tissu utilisant des mandrins d'enroulement de tissu classiquement utilisés
pour
du tissage bidimensionnel n'est en général pas recommandable à cause des
variations d'épaisseur. Le système d'avance Avance 1 de l'invention utilisant
un principe de pincement de l'extrémité du tissu multicouches permet de mieux
contrôler la vitesse d'avance du tissu et la force de traction, même avec un
tissu multicouche très épais, et avec un ou plusieurs créneaux ou poches 10,
13 importants.
Dans un métier à tisser de l'invention, le deuxième système
d'avance réservé au tissage de la boucle plus longue 10, 13, comporte dans un
mode de réalisation un axe rigide 7 ou mandrin, qui traverse toute la largeur
du
tissu 1. L'axe rigide 7 est monté sur deux câbles de traction amovibles 9 dont
une première extrémité est connectée de manière amovible à une extrémité de
l'axe 7 de manière à permettre son montage et son démontage une fois que le
créneau, poche ou tube 10, 13 a été tissé et lié au reste du tissu 1. Une
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seconde extrémité des deux câbles de traction du mandrin 7 est solidaire d'un
chariot moteur 8 dont l'avance est contrôlée en fonction de la surconsommation
de fils de chaîne 2 calculée pour produire le créneau ou poche 10, 13 de
longueur déterminée. L'avance notée Avance 2 produite par le chariot moteur 8
est aussi déterminée en vitesse d'avance et en force de traction par la
tension
nécessaire sur les fils de chaîne 2.
Dans un métier à tisser de l'invention utilisant plusieurs systèmes
d'avance comme il a été exposé à l'aide de la Figure 1, il est nécessaire de
réaliser une fixation du point de tissage, qu'il se trouve sur le tissu
multicouche
de base complet, ou sur le tissage de la boucle 10. A cette fin, il est
disposé au
moins un système de maintien de la position du point de tissage. La fonction
du
maintien de la position du point de tissage est d'empêcher le déplacement
vertical du tissu en cours de tissage, notamment lors du tissage d'une boucle
comme la boucle 10. En effet, l'axe de tirage de la boucle 10 par le système
d'avance Avance 2 (Figure 1) est désaxé par rapport à la foule des fils de
chaîne. De plus, la différence de hauteur du système d'avance Avance 2 qui
assure le tirage de la boucle 10 par rapport au système d'avance principal
Avance 1 peut engendrer une modification de la hauteur du point de tissage et
décaler verticalement la foule. Un tel décalage peut générer des problèmes
d'insertion des fils de trame puisque la position verticale de la foule
pourrait ne
pas être maîtrisée.
Pour remédier à cet inconvénient, le système d'avance Avance 2
disposé au dessus du système d'avance principal Avance 1 est équipé d'un
système de maintien de la position du point de tissage 70.
Dans l'exemple de la Figure 1, un point de tissage est constitué au
début du tissu que ce soit sur l'ensemble des couches du tissu principal 1,
lors
de l'étape (a), au début de la boucle 10 lors de son tissage propre notamment
lors de l'étape (d) et au début du tissu à partir du point 14 de liage de
l'extrémité de la boucle 10 au sous-groupe 11 de couches inférieures du tissu
principal ou de base. Le point de tissage s'étend sur la laize complète ou
pleine
largeur du tissu dans le sens de la trame et il est précédé d'une région
d'insertion de trame dans laquelle intervient le mécanisme d'insertion de
trame
3 et l'ouverture de la foule des fils de chaîne. Le système de maintien de la
position du point de tissage 70 prévu ici pour le tissage de la boucle 10,
comporte donc un moyen pour maintenir la hauteur du point de tissage au
niveau du début du tissu. Ce moyen est disposé en aval d'une région
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d'insertion de fils de trame et d'une foule associées au point de tissage,
afin
que la foule et le tassage de la trame soient répétables.
Dans un mode de réalisation, le système de maintien de la position
du point de tissage 70 comporte deux axes disposés de part et d'autre du
tissu,
le long de la direction de la trame. Un premier axe est disposé au-dessus du
tissage de la boucle 10, et un second axe est disposé en dessous du tissage
de la boucle 10. Les premier et second axes sont étendus sur toute la largeur
du tissage de la boucle 10. Les premier et second axes du système de
maintien du point de tissage 70 sont écartés d'une distance suffisante pour ne
pas gêner le tissage et le tirage de la boucle 10, mais suffisamment
rapprochés
pour maintenir la hauteur du point de tissage de la boucle en aval de la
région
d'insertion de fils de trame et de la foule associée aux couches réservées au
tissage de la boucle 10. Les deux axes se positionnent ainsi juste au niveau
du
début du tissu afin que la foule et le tassage de la trame soient répétables.
Dans un mode de réalisation, les premier et second axes sont
démontables pour favoriser le montage de l'axe ou mandrin 7 du système
d'avance Avance 2 pour le tirage de la boucle 10.
Dans un mode de réalisation représenté à la Figure 1, le système
de maintien du point de tissage est dupliqué pour chaque système d'avance
comme le premier système d'avance Avance 1 qui comporte un premier
système de maintien du point de tissage 71 et comme le deuxième système
d'avance Avance 2 qui comporte un deuxième système de maintien du point de
tissage 70, déjà décrit. Les premier et deuxième systèmes de maintien du point
de tissage sont analogues. Notamment, lorsque la largeur de la boucle 10 est
différente de celle du sous-groupe inférieur 11 de couches les longueurs des
premier et deuxième axes du premier système de maintien de la position du
point de tissage 71 portant sur toute la largeur du sous-groupe 11 de couches
de tissu sont différentes de celles des premier et deuxième axes du deuxième
système de maintien de la position du point de tissage 70 déjà décrit.
A la Figure 2, on a représenté une partie d'un métier à tisser selon
un mode de réalisation de l'invention. La partie représentée comporte les
mécanismes d'avance ou systèmes d'étirage primaire et secondaire.
Dans le mode de réalisation de la Figure 2, le système d'étirage
primaire 28, 29 comporte principalement un plateau horizontal destiné à
recevoir le tissu multicouche en cours de tissage. Le système d'étirage
secondaire 21 présente une table inclinée disposée au-dessus du plateau
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horizontal du système d'étirage primaire. Sauf à leur inclinaison relative,
les
systèmes d'étirage primaire et secondaire sont sensiblement identiques et on
va décrire le système d'étirage secondaire 21. Il présente deux rails
parallèles
22, 23 sur lesquels glisse un chariot moteur 26 monté sur des patins 24 et 25
5 en prises sur les rails parallèles 22, 23. La force motrice 27 du chariot
moteur
est identique à l'avance Avance 2 décrit à la Figure 1. Le tissu du créneau ou
poche 10, 13 est destiné à être étiré sous l'action du chariot moteur 26 qui
est
connecté aux câbles 9 reliés au mandrin 7 inséré dans la poche en cours de
tissage décrits à la Figure 1.
10 De même, sur le système d'étirage primaire 28, 29, le chariot
moteur 28 de la Figure 2 est attaché au système de pincement 4 de la Figure 1
par les barres 5 de la Figure 1 convenables de sorte que la force motrice 29
de
la Figure 2 soit appliquée au tissu en cours de tissage dans la direction
horizontale selon l'avance Avance 1 décrite à l'aide de la Figure 1.
On n'a pas représenté les mécanismes d'approvisionnement en fils
de chaîne et en fils de trames en amont des systèmes d'étirage primaire et
secondaire.
Le métier à tisser à avance multiple de l'invention comporte au
moins un plateau 21 réservé pour le tissage d'au moins un créneau. Un
système d'avance est donc réservé pour réaliser un créneau primaire et/ou au
moins un créneau intérieur au créneau primaire. Chacun de ces plateaux de
tissage de créneaux présente une inclinaison déterminée relativement au
plateau 28, 29 réservé au tissage du tissu multicouche. Le plateau de tissage
de créneau est disposé de telle sorte que son inclinaison est mesurée entre
les
directions 27, 29 des avances des systèmes d'avance Avance 1, Avance 2
respectivement du dit au moins un plateau 21 de tissage de créneau et du
plateau 28, 29 de tissage du tissu multicouche.
Dans un mode de réalisation, on note que le procédé de tissage
d'un tissu créneau formant une poche ou tube transversal dans le sens de
trame comporte principalement les étapes suivantes :
El : une première étape de formation du tissu de base comportant
un nombre déterminé de couches présentant une armure déterminée ;
E2 : une deuxième étape de formation d'une boucle ou créneau par
déliage entre des couches supérieures et un sous-groupe inférieur des
couches du tissu de base ;
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E3: une troisième étape de formation du tissu de la boucle ou
créneau par surconsommation des fils de chaîne ; et
E4 : une quatrième étape de fermeture de la boucle ou créneau par
liage 14 de l'extrémité du tissage de la boucle ou créneau 10, 13 au sous-
groupe inférieur des couches du tissu de base. Le cas échéant, le tissage du
tissu unique multicouche, identique ou différent du tissu unique multicouche
du
début du tissage et serré dans le système de pincement 4, 5 qui applique
l'avance Avance 1 est repris au-delà du point de l'opération de liage 14 du
créneau ou poche 10, 13.
Il est entendu que la désignation de couches supérieures ou de
sous-groupes inférieurs est faite en référence à l'exemple de réalisation de
la
Figure 1. Il est possible de retourner le tissu en plaçant ainsi la formation
de la
boucle ou créneau sur la face inférieure du tissu multicouche. Dans un autre
mode de réalisation d'un métier à tisser de l'invention, un système d'avance
supplémentaire est disposé en dessous du système d'avance principal comme
le système d'avance Avance 1 (Figure 1). Pour réaliser des créneaux sur la
face supérieure du tissu multicouche, il est donc prévu un système d'avance
supérieur et pour réaliser des créneaux sur la face inférieure du tissu
multicouche , il est prévu un système d'avance inférieur, analogue au système
d'avance supérieur, mais contrôlé de manière indépendante. Les systèmes
d'avance supérieur et inférieur sont disposés de part et d'autre du système
d'avance principal.
Le procédé de l'invention permet de réaliser successivement
plusieurs créneaux ou poches dans le sens longitudinal du tissage, ou celui de
l'avance Avance 1. Un tel créneau successif sera formé au-delà du point de
liage 14 du premier créneau, et préférentiellement au-delà d'une reprise de
formation du tissu multicouche initial. Le nombre de créneaux ou poches
successifs comme le créneau 10, 13, n'est pas limité.
Le procédé de l'invention permet aussi de réaliser un ou plusieurs
créneaux ou poches sur un créneau ou poche 10, 13 en cours de formation.
L'avantage d'un tel procédé est de permettre de réaliser plusieurs créneaux
les
uns sur les autres sans demander d'opération supplémentaire de drapage, de
piquage ou autrement. Ainsi qu'on l'a évoqué ci-dessus, plusieurs systèmes
d'avance à contrôles indépendants sont donc disposés en plus du système
d'avance principal, qui assure l'avance du tissu multicouche de base.
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Dans le cas d'un procédé de tissage d'un tissu à plusieurs
créneaux simultanés, le métier à tisser de l'invention comporte au moins deux
systèmes d'avance comme les systèmes d'avance Avance 1 et Avance 2
décrits à l'aide de la Figure 1 et de la Figure 2. Particulièrement, le métier
à
tisser du mode de réalisation de la Figure 2 est alors complété par un ou
plusieurs plateaux inclinés supplémentaires au plateau incliné 21-27, chaque
plateau incliné comportant au moins un système d'avance associé avec son
propre contrôle.
A la Figure 3, on a représenté cinq exemples de (a) à (e) de
réalisation de créneaux ou boucles ou poches. Sur chaque exemple, les parties
à droite et à gauche du créneau ou des créneaux correspondent à des couches
ou à des sous-groupes de couche d'un tissu multicouche formé lors de l'étape
(a) (Figure 1) ou à la fin de l'étape (e) (Figure 1). De ce fait, les diverses
couches ou sous-groupes de couches dans ces zones sont unies par des fils
de chaîne selon des armures déterminées. Elles sont au contraire ainsi qu'il a
été décrit déliées à l'étape (b) (Figure 1) ou liées au début de l'étape (e).
Dans l'exemple (a) de la Figure 3, un créneau ou poche d'axe
vertical 32 forme une zone déliée 31 entre un sous-groupe inférieur de couches
du tissu multicouches, ce sous-groupe regroupant trois couches représentées
au dessin liées ou déliées, et un sous-groupe supérieur de couches du tissu
multicouches, ce sous-groupe comportant aussi trois couches représentées au
dessin.
Dans le mode de réalisation de l'exemple (a), les trois couches de
chaque sous groupe sont liées entre elles selon des armures définies, dans la
zone du créneau ou boucle.
Dans l'exemple (b) de la Figure 3, trois créneaux internes l'un à
l'autre formées d'une ou de plusieurs couches de tissu et déliées entièrement
ou partiellement, sont formés sur l'axe 33 au-dessus d'un sous-groupe
inférieur
de trois couches liées. Chaque créneau intérieur présente une longueur de
plus en plus grande atteignant ainsi trois hauteurs différentes H1, H2, et H3.
Chaque créneau est mono-couche. Dans un autre mode de réalisation, le
créneau est multi-couche de couches liées, partiellement ou totalement. Dans
d'autres modes de réalisation, chaque créneau intérieur ou le créneau
extérieur
de hauteur H3 est tissé en un sous-groupe de couches liées. La réalisation est
effectuée à l'aide de trois avances liées, la première avance étant commune
aux trois créneaux, puis arrêtée pour le créneau intérieur de hauteur H1.
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L'avance suivante entraîne les deux créneaux plus extérieurs jusqu'à la
hauteur H2 et enfin, la troisième avance entraîne ensuite jusqu'à la hauteur
H3
le seul créneau le plus à l'extérieur.
Dans l'exemple (c) de la Figure 3, deux créneaux 33 et 34 sont
opposés sur un axe 36 autour d'une couche ou sous-groupe de couches liées
centrales 35. Les deux créneaux opposés 33 et 34 présentent dans l'exemple
deux couches liées ou non. Dans cet exemple de réalisation, un système
d'avance principal, entouré d'un système d'avance supérieur et d'un système
d'avance inférieur sont disposés sur le métier à tisser qui comporte donc
trois
systèmes d'avance avec leurs contrôles respectifs.
Dans l'exemple (d) de la Figure 3, le côté supérieur d'une couche
ou sous-groupe de couches centrale est porteur de deux créneaux 37 et 38
dont les axes sont distants d'une longueur L1 tandis que le côté inférieur est
porteur d'un troisième créneau 39 disposé entre les axes des deux créneaux
37 et 38 à une distance L2 de l'axe du créneau 37. Dans l'exemple de
réalisation, le créneau 37 présente un créneau intérieur (sans numéro de
référence) tandis que les créneaux 38 et 39 comportent plusieurs couches liées
(deux sans numéro de référence au dessin). Les couches indiquées à la Figure
3 sont données à titre d'exemples. Elles peuvent être multipliées ou associées
en unités multicouches, avec ou sans parties liées ou déliées.
Dans l'exemple (e) de la Figure 3, un premier créneau 41 est
disposé avec deux couches déliées ou sous-groupes. Sur le même axe 42 que
ce premier créneau 41, on forme un deuxième créneau 40 constitué de deux
couches ou sous-groupes de couches liées. Lors de l'étirage du deuxième
créneau 40, la première couche ou sous-groupe disposée à l'intérieur du
deuxième créneau 40, est déliée de la deuxième couche ou sous-groupe de
couches extérieure, qui reçoit alors son propre étirage pour former une
troisième créneau 43 d'axe 44 différent de l'axe 42 des premier et deuxième
créneaux 41 et 40.
Le métier à tisser de l'invention pour réaliser des créneaux
successifs sur la face supérieure, respectivement inférieure du tissu,
comporte
un seul système d'avance supplémentaire au système d'avance principal. Pour
réaliser des créneaux intégrés et/ou intérieurs, un système d'avance
supplémentaire pour chaque créneau. Il en résulte que le métier à tisser de
l'invention doit comporter autant de systèmes d'avance supplémentaires que
de créneaux intégrés et/ou intérieurs en sus du système d'avance principal.
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Pour réaliser des créneaux sur la face inférieure du tissu, au moins un
système
d'avance supplémentaire est disposé sous le système d'avance principal. Si
plusieurs créneaux intégrés et/ou intérieurs sont prévus pour la face
inférieure,
leur nombre impose un nombre égal de systèmes d'avance supplémentaires
comme pour la réalisation précitée de créneaux intégrés et/ou intérieurs de la
face supérieure décrite ci-dessus.
Aux figures 4 à 7, on a représenté quatre plans de chaînes d'un
exemple de réalisation d'un tissage à un seul créneau 52. Le créneau 52 est
limité entre deux plans de trame 50 et 51. Au dessin des quatre figures, le
tissu
multicouche unitaire se trouve à gauche du plan 50 et à droite du plan 51. Il
est
essentiellement composé dans l'exemple de sept couches de fils de trame
référencés de Ni à N7 alignés par niveau. On a référencé 53 le premier fil de
trame du niveau supérieur N7. Le sous-groupe inférieur de couches sur lequel
le créneau est tissé comporte les couches Ni à N4. Elles sont liées par les
fils
de trame qui entourent une trame sur deux de deux niveaux respectivement
Ni, N2 et N3, N4 sur le plan de chaîne de la Figure 4. Au plan de chaîne
suivant, représenté à la Figure 5, le niveau Ni est occupé par un seul fil de
chaîne, tandis qu'un fil de chaîne relie deux à deux les fils de trame de deux
niveaux suivant N2 et N3. Le dernier niveau N4 du sous-groupe inférieur est
quant à lui lié à la couche suivante N5 de sorte que le sous-groupe inférieur
des couches Ni à N4 est lié aux couches supérieures qui forment le créneau
52 entre les plans 50 et Si.
A la Figure 6, au plan de chaîne suivant celui de la Figure 5,
l'armure du sous-groupe inférieur Ni à N4 reprend la forme de celle de la
Figure 4. A la Figure 7 qui représente le quatrième plan de chaîne, la
situation
est analogue à celle de la Figure 5. Cependant, on note que le Niveau N4 entre
les plans 50 et Si n'est plus du tout lié par le fil de chaîne avec le Niveau
N5
qui, appartenant au tissage du créneau 52 est étiré vers le haut et délié du
sous-groupe inférieur Ni à N4, par l'action de son propre système d'étirage 7-
8
(Figure 1) ou 21 (Figure 2).
Pour réaliser l'armure du tissage du créneau 52, au-delà des plans
50 et Si, on réalise une liaison des trois couches N5 à N7 à l'aide d'au moins
deux séries de fils de chaîne. En jouant avec une alternance de un plan de
chaîne sur deux, les couches N7 et N6 sont liées entre elles par les fils de
chaîne des plans successifs 54 (Figure 4), 56 (Figure 5), 59 (Figure 6) et 63
(Figure 7), tandis que les couches N6 et N5 sont liées entre elles par les
fils de
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chaîne des plans successifs 55 (Figure 4) ; 57 (Figure 5), 60 (Figure 6) et 64
(Figure 7).
On ne détaille pas les fils de trame qui sont concernés par
l'entrelacement des fils de chaîne dans les trois couches N5, N6 et N7 qui
5
constituent le tissage du créneau 52, mais on peut constater sur les Figures 4
à
7 que les trois couches sont parfaitement liées entre elles.
Le procédé de tissage et le métier à tisser de l'invention permettent
de produire des préformes en tissu multicouche de différentes armures
présentant des surépaisseurs en relief en forme de créneaux ou de poches au-
10 dessus, au dessous ou de part et d'autre d'un sous-groupe de couches
centrales. Il est aussi possible de produire ainsi des pièces composites de
renfort avec des formes en U , en T , des rails, des charnières et
autres.
Dans un mode de réalisation, il prévu de disposer un ou plusieurs inserts
et/ou
l'insertion de mousse ou de structures en nid d'abeille dans le créneau ou
15 boucle formée.
Les pièces en matériau composite auxquelles sont destinées les
préformes tissées de l'invention sont fabriquées par injection d'une matière
polymérisable par injection et comportent :
- des
panneaux monolithiques ou de type sandwich auto-raidis : la zone
créneau tissée sur la préforme tissée selon l'invention est utilisée pour
réaliser un raidisseur et/ou une chape et/ou comporter un raidisseur de
type oméga , oméga creux, ou comblés de mousse ou de
structures en nid d'abeille, une paire cornière ¨ bride, un raidisseur en
T , etc. ;
- des pièces de structures monolithiques comme un cadre d'inverseur de
poussée de nacelle de turboréacteur d'aéronef, une poutre, dans laquelle
la zone produite sur le ou les créneaux de la préforme est calculée
comme raidisseur et/ou comme chape et/ou comme rail composite ; et
-
toute pièce en matériau composite basée sur une préforme en tissage
créneau selon l'invention et calculée pour des contraintes géométriques
et/ou de raidissage et/ou de passage d'efforts mécaniques.
L'invention trouve son application tout particulièrement dans le
domaine de la fabrication de pièces en matériaux composites, composés avec
de la résine polymérisable et des tissus fabriqués conformément à ce qui
précède. De telles pièces sont utilisées dans l'aéronautique, et notamment des
panneaux composites pour les nacelles de turboréacteurs d'aéronefs.
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L'invention s'applique quelque soit le type d'armure de tissage, quelque soit
la
nature, notamment carbone, verre ou kevlar, le type et la taille des fils
utilisés.
