L'invention concerne les dispositifs et les procédés permettant d'appliquer des fils sur des supports, notamment des supports en matières plastiques ou en caoutchouc, ces dispositifs et ces procédés permettant par exemple la réalisation de nappes de renfort, notamment de nappes de renfort pour enveloppes de pneumatiques. L'invention concerne en particulier les procédés et les dispositifs qui permettent d'appliquer des fils sur un support en leur donnant une forme non rectiligne, par exemple une forme sinueuse.

Des dispositifs permettant d'appliquer des fils sur un support en leur donnant une forme sinueuse sont décrits par exemple dans les brevets ou demandes de brevets suivants : FR 2 042 859, FR 2 325 497, FR 2 501 126, SU 704 816, WO 81/1151.

Ces dispositifs présentent au moins un des inconvénients suivants :

- complexité des dispositifs donnant lieu à des pannes fréquentes, ou nécessitant un entretien coûteux et fréquent ;

- manque de précision dans la pose des fils, de telle sorte que les nappes obtenues ont une géométrie hétérogène et présentent de ce fait des caractéristiques physiques qui varient suivant leur longueur.

La demande EP-A 318 791 décrit un dispositif permettant d'appliquer des fils sur un support en utilisant deux pinces, une pince avant et une pince arrière, dans la direction de progression du support et des fils, le dispositif comportant

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- 2 - des moyens permettant d'ouvrir et de fermer les pinces, et des moyens permettant de déplacer la pince arrière suivant la direction de progression, ou suivant une direction inverse à la direction de progression, ainsi que des moyens pour déplacer les fils dans des directions transversales. Le dispositif décrit dans cette demande EP-A-318 791 permet de déposer les fils avec une grande précision mais la vitesse de pose est relativement lente, par suite de la succession complexe des mouvements des pinces, qui nécessitent des arrêts du support lors des mouvements transversaux des fils, avant qu'ils ne soient appliqués sur le support, et lors de l'application des fils sur le support.

Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients.

En conséquence, le procédé conforme à l'invention pour appliquer plusieurs fils sur au moins un support, de façon à obtenir au moins une nappe, en donnant aux fils une forme non rectiligne, est caractérisé par les points suivants :

a) on fait arriver les fils, chacun avec une vitesse maîtrisée, sur un tambour cylindrique en rotation autour d'un axe ; b) on donne aux fils la forme non rectiligne à l'aide de dents, que l'on déplace les unes par rapport aux autres, parallèlement à l'axe de rotation ; c) au moins une partie de ces dents sont flexibles, entre une extrémité libre, au contact d'un fil, et une zone d'ancrage ; d) grâce à la flexibilité des dents flexibles, l'amplitude de déplacement de chaque fil mesurée parallèlement à l'axe de rotation est déterminée par le rapport entre la vitesse d'arrivée de ce fil et la vitesse périphérique du tambour ; e) on fait arriver le ou les supports au contact du tambour et on applique les fils sur le ou les supports, après

avoir déplacé les fils sur le tambour ; f) on enlève du tambour la ou les nappes constituées chacune par le support, ou un support, et par les fils au contact de ce support.

L'invention concerne également un dispositif pour appliquer plusieurs fils sur au moins un support, de façon à obtenir au moins une nappe, en donnant aux fils une forme non rectiligne, le dispositif étant caractérisé par les points suivants :

a) il comporte un tambour avec des moyens permettant d'entraîner le tambour en rotation autour d'un axe ; b) il comporte des moyens permettant de faire arriver les fils, chacun avec une vitesse maîtrisée, sur le tambour ; c) il comporte des dents et des moyens permettant de déplacer ces dents les unes par rapport aux autres, parallèlement à l'axe de rotation, de façon à donner aux fils la forme non rectiligne ; d) au moins une partie de ces dents sont flexibles, entre une extrémité libre, au contât d'un fil, et une zone d'ancrage ; e) il comporte des moyens permettant de faire arriver le ou les supports au contact du tambour et d'appliquer les fils sur le ou les supports, après que ces fils aient été déplacés ; f) il comporte des moyens permettant d'enlever du tambour la ou les nappes constituées chacune par le support, ou un support, et par les fils au contact de ce support.

L'invention concerne également les nappes obtenues avec le procédé ou le dispositif précédemment décrits, ainsi que les articles incorporant ces nappes, ces articles étant par exemple des tuyaux, des membranes, des courroies, des enveloppes de pneumatiques.

Le terme "fil" doit être pris dans un sens très général. Un fil peut être un "fil simple" constitué par exemple par un ou plusieurs filamen s. Lorsque le fil simple est constitué par un seul filament il est appelé "monofilament" et lorsque le fil simple est constitué par plusieurs filaments, il est appelé "multifilament".

Un fil peut être d'autre part lui-même un ensemble de fils simples. A titre d'exemple, un tel ensemble est appelé "retors" lorsqu'il est constitué par plusieurs fils simples réunis par une seule opération de torsion, et un tel ensemble est appelé "câblé" losqu'il est constitué par plusieurs fils, dont au moins un est un retors, réunis par une ou plusieurs opérations de torsion.

L'invention sera aisément comprise à l'aide des exemples non limitatifs qui suivent et des figures toutes schématiques relatives à ces exemples. Sur le dessin :

- la figure 1 représente en coupe un dispositif conforme à 1'invention ;

- la figure 2 représente, vu de profil, selon la flèche F représentée à la figure 1, le dispositif représenté à la figure 1, la coupe de la figure 1 étant schématisée par les segments de droite I-I à la figure 2 ;

- la figure 3 représente en coupe une portion du dispositif représenté aux figures 1 et 2 ;

- la figure 4 représente en coupe partielle la portion de dispositif représentée à la figure 3 selon deux états référencés 4-1 et 4-II, la coupe de la figure 4 étant schématisée par les segments de droite IV-IV à la figure 3 ;

- les figures 5 et 6 représentent chacune une disposition des fils sur le tambour du dispositif représenté aux figures 1 et 2 ;

- la figure 7 représente en coupe une portion d'un autre

dispositif conforme à l'invention.

Les figures 1 et 2 représentent un dispositif 1 conforme à l'invention. Ce dispositif 1 comporte un tambour 2 de forme générale cylindrique, et un moteur 3 permettant d'entraîner le tambour 2 en rotation autour de 1'axe xx' . La figure 1 est une coupe perpendiculaire à l'axe xx', qui est représenté par la lettre x sur cette figure, et la figure 2 est une vue de profil, selon la flèche F représentée à la figure 1, du dispositif 1.

La rotation du tambour 2 est schématisée par la flèche F ₂ à la figure 1. Le dispositif 1 comporte des rangées 4 de dents 5. Une rangée 4 sur deux, référencée 4A est telle que ses dents 5A soient fixes, et les autres rangées, référencées 4B ont des dents 5B flexibles, le nombre de dents 5B flexibles d'une rangée 4B quelconque étant le même pour toutes les rangées 4B et égal au nombre de dents 5A fixes d'une rangée 4A quelconque qui est aussi le même pour toutes les rangées 4A. Les dents fixes 5A sont fixées directement sur le tambour 2, les rangées 4A de ces dents étant parallèles à l'axe xx' et disposées selon des génératrices du cylindre 2. Les dents mobiles 5B sont disposées dans des rainures 6 du tambour 2, une rainure 6 pour chaque rangée 4B, chacune de ces rainures 6 étant orientée parallèlement à l'axe xx' et selon une génératrice du cylindre 2. Les moyens permettant de déplacer les dents mobiles 5B ne sont pas représentés sur les figures 1 et 2 et ils seront décrits plus en détail ultérieurement.

On fait arriver des fils 7 au contact du tambour 2 et des dents 5 des rangées 4. Pour cela, les fils 7 proviennent d'un dispositif d'alimentation comportant par exemple un cantre 8 et un cabestan 9. Chacun des ils 7 arrive sur le tambour 2 avec une vitesse maîtrisée. L'endroit où les fils 7 arrivent au contact du tambour 2 est schématisé par la lettre A. A cet endroit A, les dents fixes 5A et les dents mobiles 5B des

rangées 4A, 4B sont pratiquement disposées dans des plans P perpendiculaires à l'axe xx', ces plans étant les mêmes pour les dents fixes 5A et les dents mobiles 5B. Dans un but de simplification, la figure 2 ne représente que deux fils 7, et un seul plan P (représenté en pointillés). Par suite de l'orientation des dents 5 dans des plans P, chaque fil 7 contacte le tambour 2 pratiquement parallèlement aux plans P selon un cercle d'axe xx', entre des couples de dents fixes 5A et entre des couples de dents mobiles 5B.

Lors de la rotation du tambour 2, à partir de l'endroit A, il se produit un déplacement des dents mobiles 5B selon les flèches F _c , ce qui provoque une déformation des fils entraînés par les dents 5B et ces fils 7 ne sont plus circulaires sur le tambour 2, mais prennent une forme sinueuse, les rangées 4 étant entraînées en rotation autour de l'axe xx' avec la même vitesse angulaire que le tambour 2.

Les fils 7, après leur déplacement précité, parviennent au rouleau 10 qui permet d'appliquer par calandrage le support

11 sur le tambour 2. Les moyens permettant d'alimenter le rouleau 10 en support 11 sont connus et ils ne sont pas représentés sur le dessin dans un but de simplification. Le rouleau 10 comporte des rainures 12 qui sont orientées selon les génératrices du rouleau 10. La disposition des rainures

12 sur le rouleau 10 est telle qu'à l'endroit où le rouleau 10 applique le support 11 sur le tambour 2, les dents 5A, 5B traversent le support 11 et se trouvent disposées dans les rainures 12, sans toucher le rouleau 10. Cet endroit est référencé B à la figure 1. Pour la simplicité du dessin, l'arrivée du support 11 n'est pas représentée à la figure 2, et une seule rainure 12 est représentée sur les figures 1 et 2.

La nappe 13 constituée par le support 11 et les fils 7 sinueux appliqués sur ce support passe ensuite entre le

rouleau 10 et un rouleau 14 d'extraction, et on enroule la nappe 13 sur la bobine 15 actionnée par le moteur 16. Les axes des rouleaux 10, 14 et de la bobine 15 ne sont pas référencés sur le dessin et sont parallèles a l'axe xx'.

Les progressions des fils 7, du support 11 et de la nappe 13 sont représentées respectivement par les flèches F7, Fil et F13 à la figure 1.

Les figures 3 et 4 explicitent le fonctionnement des dents mobiles 5B.

La figure 3 représente une portion du dispositif 1 comportant une rangée 4B de dents mobiles 5B ainsi qu'une rangée voisine 4A de dents fixes 5A, et la portion correspondante du tambour

2. La coupe de la figure 3 est effectuée perpendiculairement à 1'axe xx' , comme la figure 1.

La figure 4 représente la rangée 4B correspondant à la figure

3, la figure 4 étant une coupe partielle selon un plan contenant l'axe xx', la coupe de la figure 4 étant schématisée par les segments de ligne droite IV-IV à la figure 3. Cette figure 4 représente deux états référencés 4-1 et 4-II. Chaque dent flexible 5B comporte une extrémité libre 5-1, destinée à venir au contact d'un fil 7, et une zone d'ancrage 5-2. Toutes les zones d'ancrage 5-2 de la rangée 4B sont liées de façon rigide à une pièce 17, cette pièce 17 et les dents 5B formant un bloc sous forme de peigne, réalisé par exemple d'une seule pièce par moulage d'une matière plastique, ou par usinage d'un matériau métallique. Les dents 5B sont flexibles entre leur extrémité libre 5-1 et leur zone d'ancrage 5-2, la flexion des dents 5B s'effectuant pratiquement selon un plan passant par l'axe xx', c'est-à-dire le plan de la figure 4. Les rangées d'extrémité 5-1 et les rangées de dents fixes 5A sont pratiquement disposées selon des génératrices du cylindre 2. Pour la

simplicité du dessin seuls deux fils 7 sont représentés à la figure .

La pièce 17 est solidaire d'une barre 18 susceptible de venir au contact d'une came 19 grâce à un ressort de rappel 20. Pour la simplicité de la figure 4, la pièce 17, la barre 18 et les dents 5B ne sont pas représentées coupées. La partie 4-1 de la figure 4 représente la position de la rangée 4B lorsque la came 19 n'exerce aucune action sur la barre 18. Dans ce cas les dents 5B ont une position non fléchie, chacune se trouvant pratiquement dans un plan P précédemment défini contenant au moins une dent 5B. Les dents 5B se trouvent dans cette position lorsqu'elles reçoivent en A les fils 7.

La partie 4-II de la figure 4 représente la position de la rangée 4B lorsque la came 19 exerce une action sur la barre 18. Dans ce cas, il se produit un déplacement des dents 5B dans le sens de la flèche F5, parallèle à l'axe xx', donc dans le plan de la figure 4. D'autre part, il se produit une flexion des dents 5B, les fils 7 limitant la course des extrémités libres 5-1 des dents 5B à une valeur inférieure à la course de leur zone d'ancrage 5-2. La course de la zone d'ancrage 5-2 de toutes les dents 5B est la même pour toute la rangée 4B, cette course étant référencée "d" à la figure 4-II. La flèche de chaque dent 5B est référencée "f", une seule de ces flèches étant représentée à la figure 4-II. La course "c" de l'extrémité 5-1 d'une dent 5B, dans le sens de la flèche F5, est donc égale à d-f. Les dents 5B prennent cette position après qu'elles aient reçu les fils 7 en A et jusqu'à l'application du support 11 en B. La disposition est identique à ce qui a été décrit pour toutes les rangées 4B de dents mobiles 5B.

Les figures 5 et 6 représentent chacune des portions de cinq fils 7 disposés sur le tambour 2 lors de la réalisation de la

nappe 13, à l'endroit B, c'est-à-dire au moment où le support 11 est appliqué contre les fils 7. Sur les figures 5 et 6, la direction longitudinale, c'est-à-dire la direction moyenne des fils 7, correspondant à des cercles du tambour 2 d'axe xx', est représentée par Fl et la direction transversale, correspondant aux génératrices du tambour 2, est représentée par la flèche Ft.

Les fils 7 des figures 5 et 6 ont tous une forme sinueuse par exemple périodique. Par définition, le taux T d'un fil 7 est le rapport entre, d'une part, la longueur d'une portion de fil ramené à une position rectiligne, et, d'autre part, la distance rectiligne entre les extrémités de cette portion lorsque le fil a une forme sinueuse. Aux figures 5 et 6, chaque fil 7 a des tronçons pratiquement rectilignes entre deux dents 5A, 5B successives au contact de ce fil. Sur ces figures 5 et 6, la longueur de fil 7 entre une dent 5A et une dent 5B successives est représentée par "a" et la distance entre deux dents 5A successives est représentée par 2b "b" représentant la distance entre deux rangées successives 4A, 4B, cette distance étant par exemple constante sur tout le pourtour du tambour 2. On a donc dans ce cas T = ^.L'invention s'applique au cas où les fils 7 ont des formes sinueuses qui ne comportent pas de segment rectiligne, T ayant toujours la même définition. Pour un fil 7 donné, quelconque, T est égal au rapport entre la vitesse à laquelle on fait arriver ce fil 7 sur le tambour 2, et la vitesse périphérique de rotation du tambour 2, le fil 7 étant supposé inextensible.

Sur la figure 5, les courses "c" des extrémités libres 5-1 sont toutes identiques car les fils 7 ont tous été introduits sur le tambour 2 avec la même vitesse, le taux T est alors le même pour tous les fils 7.

Sur la figure 6, les courses "c" des extrémités libres 5-1

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- 10 - sont différentes d'un fil à l'autre, car les fils 7 ont tous été introduits sur le tambour 2 avec des vitesses différentes. Le taux T varie donc d'un fil 7 à l'autre. La figure 4-II correspond à un tel cas de réalisation, la flèche f variant d'un fil 7 à l'autre.

Sur la nappe 13 terminée, les fils 7 gardent pratiquement la disposition qu'ils avaient juste avant le retrait des dents 5 dû à la rotation du tambour 2, c'est-à-dire que les sommets S des trajets sinueux des fils 7 correspondent pratiquement à la position antérieure des dents 5A, 5B (figures 5 et 6).

Il est nécessaire de maîtriser la vitesse à laquelle on délivre les fils 7 sur le tambour 2. Ce contrôle peut être réalisé par exemple selon deux méthodes. Dans une première méthode, on utilise un cabestan 9 unique, chaque rouleau du cabestan comportant autant de galets que de vitesses différentes pour les fils 7. Pour modifier la loi de variation des vitesses des fils 7, il suffit de modifier l'empilement des galets sur les arbres cannelés des tambours. Ces arbres cannelés et le tambour 2 sont entraînés par exemple par un moteur unique avec une chaîne cinématique sans glissement utilisant par exemple des engrenages, des chaînes ou des courroies crantées. On assure ainsi de façon mécanique le rapport des vitesses entre les fils 7 et le tambour 2.

Dans une deuxième méthode, on utilise autant de cabestans 9 qu'il y a de vitesses différentes, la vitesse variant donc d'un cabestan à l'autre, ces cabestans étant motorisés séparément avec, pour chacun, un asservissement de la vitesse en fonction de la vitesse périphérique du tambour. Cette dernière méthode est actuellement plus coûteuse que la précédente, mais elle procure une plus grande souplesse.

Les deux méthodes précédemment mentionnées sont connues et elles ne sont pas représentées sur le dessin dans un but de

simplification.

Il est possible de faire varier la vitesse pour des groupes de fils, et non fil à fil, pour simplifier la réalisation, c'est-à-dire que, dans la première méthode, chaque galet correspond alors à un groupe de fil ayant la même vitesse d'introduction sur le tambour 2, et, dans la deuxième méthode, chaque cabestan correspond à un tel groupe de fils. Dans ce cas, il peut être avantageux d'avoir, dans chaque rangée 4B, une seule dent fourchue 5B par groupe de fils, cette dent ayant autant d'extrémités libres 5-1 qu'il y a de fils 7 par groupe.

L'invention présente les avantages suivants :

- On opère en continu, sans arrêter la rotation du tambour 2, ce qui permet d'avoir des vitesses élevées qui peuvent par exemple atteindre ou dépasser 5 /min.

- On obtient une nappe 13 dont les fils 7 sont disposés avec une grande régularité sur le support 11. Le taux T d'un fil 7 est déterminé, comme mentionné précédemment, par le rapport entre la vitesse d'arrivée de ce fil 7 sur le tambour 2 et la vitesse périphérique de ce tambour. Comme il est possible d'imposer pour ce rapport des valeurs voulues, le taux T peut être maîtrisé avec une grande précision. La fluctuation du taux T de chaque fil est par exemple de 0,5 %, par excès ou par défaut par rapport à une valeur nominale quelconque T , choisie pour ce fil.

- Le taux nominal peut varier dans de larges limites, d'un fil 7 à l'autre de la nappe 13, ce taux supérieur à 1 pouvant par exemple aller jusqu'à 3.

- Grâce à la grande précision des taux T pour la nappe 13, celle-ci se caractérise par des propriétés mécaniques bien définies dans l'article où elle est incorporée, par exemple une enveloppe de pneumatique, et ceci même si cet article subit une conformation lors de sa fabrication.

- La variation du taux T est très facile à obtenir, on peut donc modifier rapidement ce taux lors d'une fabrication, de faç ⁵ on à avoir une variation de Tn non seulement dans le sens transversal, c'est-à-dire parallèlement à l'axe xx', mais également dans le sens longitudinal par exemple lors des réglages du dispositif, c'est-à-dire dans le sens de déroulement du fil 7 et du support 11.

En général, les fils 7 adhérent suffisamment au support 11 pour se séparer spontanément des dents 5 à l'endroit B. Cependant, il peut être utile de rendre rétractiles les dents fixes 5A et mobiles 5B, par exemple avec un système excentrique tel que le montre la figure 7. Un excentrique creux 21 entoure le tambour 2 dont le diamètre est plus petit que celui de l'excentrique 21. Cet excentrique tourne autour de son axe représenté par z sur la figure 7, tandis que le tambour 2 tourne autour de son axe xx', représenté par x, différent de z, la figure 7 étant une coupe perpendiculaire aux axes x, z qui sont parallèles. L'excentrique 21 et le tambour 2 tournent, chacun sur son axe, avec la même vitesse angulaire. Les dents 5, fixes ou mobiles dépassent fortement du tambour 2, et peuvent passer à travers l'excentrique 21 grâce à des saignées 22 usinées dans celui-ci et parallèles aux axes x, z. En disposant correctement l'axe z, on peut obtenir que les dents 5 finissent de se rétracter dans les saignées 22, précisément à l'endroit où le support 11 est appliqué sur les fils 7, c'est-à-dire à l'endroit B. Ceci permet de libérer les fils 7 qui ne risquent donc pas de rester accrochés aux dents 5.

D'autre part, dans le mode de réalisation précédemment décrit, le passage des fils en position sinueuse était obtenu par l'action d'une came, ce qui provoquait la compression d'un ressort. Dans un autre mode de réalisation envisageable, ce passage peut être réalisé par cessation de l'action d'une came provoquant la détente d'un ressort.

La nappe 13 peut être utilisée comme renfort dans des articles, par exemple des tuyaux, des membranes, des courroies, des enveloppes de pneumatiques.

Il est possible de faire disparaître la forme sinueuse des fils 7, lors de la conformation de l'article où la nappe 13 est utilisée, comme décrit dans la demande EP-A 318 791 précitée, ou bien cette forme sinueuse peut subsister en totalité ou en partie dans l'article terminé.

Les fils 7 sont de préférence des fils textiles dont le diamètre varie de 0,2 à 4 mm.

L'invention couvre aussi les cas où la diminution du taux nominal _n est réversible, par exemple dans le cas d'une membrane constituée par une nappe conforme à 1'invention dont le support est élastique, la déformation de cette membrane, par exemple sous l'effet de la pression d'un fluide, provoquant une diminution de ce taux, mais les fils reprenant leur taux _n initial lorsque la membrane reprend sa forme initiale. Cette membrane, réalisée par exemple en caoutchouc vulcanisé, peut servir notamment pour la confection, la conformation ou la vulcanisation d'enveloppes de pneumatiques.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation précédemment décrits.

C'est ainsi que, dans l'exemple précédemment décrit, les dents flexibles 5B sont celles dont les zones d'ancrages 5-2 sont déplacées, mais on peut envisager des cas où ces zones d'ancrage sont fixes, tandis qu'on déplace des dents rigides. On peut également envisager des cas où toutes les dents soient flexibles.

On peut également envisager que toutes les dents, rigides ou flexibles, aient des zones d'ancrage actionnées, par exemple les unes dans un sens les autres dans 1'autre sens.