Elle vise plus spécifiquement une nouvelle structure d'étoffe permettant de réaliser des rubans de renforcement qui sont utilisés pour tre enroulés sur des structures de forme particulière, en vue de les renforcer.

L'invention vise également une machine permettant de fabriquer ce type d'étoffe.

Techniques antérieures De façon générale, de très nombreuses structures ont besoin d'tre renforcées, car elles sont le siège de contraintes mécaniques particulièrement importantes.

C'est pourquoi, il est d'ores et déjà connu d'enrubanner certaines pièces mécaniques avec des rubans à base de fils de haute ténacité. Ces rubans sont ensuite noyés dans une résine assurant la solidification de l'armature.

D'un point de vue mécanique, il est généralement préférable que les fils de l'armature conférant la plus forte résistance, soient orientés selon la grande direction de l'élément à renforcer. C'est pourquoi, pour ce type d'application, on utilisera des rubans, dont des fils de plus fort titre et présentant la plus forte résistance, se trouvent dans le sens trame.

Avec un ruban traditionnel, dans lequel les fils de trame sont perpendiculaires aux fils de chaîne, on constate que lorsque l'on enrubanne avec un certain pas, les fils de trame ne sont pas orientés par rapport à la grande direction de la pièce enrubannée, mais présentent avec cette direction un léger angle.

Un objectif de l'invention est de réduire cet angle, voire mme de l'annuler, de manière à ce que le renfort augmente de façon optimale la résistance de l'élément à renforcer.

Ce léger angle des fils de trame engendre une orientation privilégiée de la résistance conférée à l'objet à renforcer, au détriment donc d'une fragilisation sur une autre direction.

Dans le domaine textile, il existe déjà des étoffes qui présentent des fils de trame qui ne sont pas strictement perpendiculaires aux fils de chaîne. On peut ainsi citer les rubans tissés, dont les fils de trame sont légèrement décalés par rapport à la perpendiculaire des fils de chaîne. Toutefois, ce type de textile n'est pas utilisable en tant qu'armature de renforcement, puisque le tissage se traduit par un certain embuvage des fils de chaîne et de trame, qui se révèle tre un inconvénient.

En effet, dans le cas de traction importante exercée sur des rubans tissés, les fils de chaîne exercent des efforts transversaux sur les fils de trame, ce qui peut provoquer des ruptures de ces fils de trame, et donc de leur effet de renforcement.

On connaît également des textiles multi-axiaux, réalisés sur des machines à trameurs, et comportant des ensembles de fils disposés avec des orientations non perpendiculaires les uns par rapport aux autres. Ces ensembles de fils sont ensuite solidarisés les uns aux autres par couture. Ces textiles présentent des inconvénients notamment pour des applications de renforcement. En effet, en cousant les nappes de fils, on assemble des sous ensembles de fils selon le pas de couture, ce qui nuit à l'homogénéité du textile. En outre, la couture regroupe les fils en les tassant par sous-ensembles, ce qui réduit la mouillabilité du textile, dont on sait qu'il s'agit d'un facteur particulièrement important pour réaliser des renforts enduits.

Exposé de l'invention L'invention concerne donc une étoffe textile, qui est apte à tre intégrée dans une armature de renforcement. Cette étoffe est formée de l'association par thermocollage ou analogue d'au moins deux nappes de fils superposés, pour former une structure assimilable à une grille.

Conformément à l'invention, cette étoffe se caractérise en ce qu'elle comporte en trame des fils de très fort titre en comparaison avec les fils de chaîne.

Par très fort titre, on entend que l'essentiel de la masse surfacique de l'étoffe, c'est-à-dire au moins 80 %, est constitué par la nappe de fils de trame.

Conformément à l'invention, ces fils de trame présentent donc une inclinaison non perpendiculaire par rapport aux fils de chaîne. Autrement dit, les fils de trame ne sont pas strictement perpendiculaires à la direction principale de l'étoffe, de sorte que lors de l'enroulement de l'étoffe sur une pièce à renforcer, ces fils de trame se retrouvent parallèles à la direction principale de la pièce à renforcer, compensant ainsi l'effet du pas d'enroulage.

En pratique, les fils de trame sont choisis parmi les familles de fils de haute ténacité, tels que les fils de verre, les fibres d'aramide et les fibres de carbone.

En pratique, on observe que les fils de trame sont aplatis et jointifs, pour former une surface continue, tandis que les fils de chaîne sont au contraire espacés et régulièrement répartis, de manière à perturber au minimum la disposition des fils de trame. Dans certains cas, on peut prévoir d'omettre un ou plusieurs fils de trame pour générer un espace vide améliorant le fluage de matrices associées au renfort.

Avantageusement, en pratique, les fils de chaîne peuvent tre enduits d'un matériau thermofusiblej permettant leur solidarisation aux fils de trame, et donc le blocage de la structure. Dans certaines variantes, on peut intégrer dans les fils de

trame des fils voluminisés, par exemple par texturation, ou bien encore des fils pré- imprégnés à base de matrice thermoplastique.

En pratique, l'angle que forment les fils de trame et les fils de chaîne, peut tre variable en fonction de l'application et du pas d'enroulage. En pratique, il est généralement compris entre 60 et 89°, et préférentiellement voisin de 80°.

En pratique, l'étoffe peut se présenter sous différentes formes. Ainsi, elle peut se présenter sous la forme d'une structure tubulaire, dans laquelle les fils de trame forment des hélices, lorsque la structure tubulaire est mise sous forme d'un cylindre. Ce cylindre peut tre aplati pour posséder donc des couches dont les fils de trame sont orientés de part et d'autre de la perpendiculaire aux fils de chaîne. Ce cylindre peut tre également découpé selon une de ses génératrices, de sorte que l'étoffe se présente alors sous la forme d'un ruban plat.

L'invention concerne également une machine pour la réalisation de ce type d'étoffe. Cette machine comporte : des moyens d'alimentation en plusieurs fils de chaîne, 'un cylindre recevant sur les génératrices de sa face externe les fils de chaîne issus de ces moyens d'alimentation, des moyens pour entraîner ces fils de chaîne le long des génératrices, 'des moyens pour déposer, autour de ce cylindre, un ou plusieurs fils de trame sur les fils de chaîne, pendant l'entraînement de ces derniers, des moyens de chauffage permettant d'assurer le thermocollage ou analogue des fils de trame sur les fils de chaîne.

Autrement dit, cette machine permet de déposer continûment les fils de trame, et de générer l'inclinaison des fils de trame par rapport aux fils de chaîne par l'avancée continue de ces fils de chaîne le long du cylindre.

Avantageusement, en pratique, les moyens de chauffage permettant de thermocoller les fils de trame et les fils de chaîne, peuvent tre formés par une

portion du cylindre, sur lequel défilent et viennent en contact les fils de chaîne et de trame.

Dans une forme particulière de réalisation, la machine peut également comporter des moyens pour régler la vitesse d'entraînement des fils de chaîne, ainsi que la vitesse de dépôt des fils de trame, de manière à régler l'angulation des fils de trame par rapport à la perpendiculaire des fils de chaîne.

L'étoffe ainsi fabriquée à la tombée de cette machine peut tre soit conservée sous forme tubulaire, pour tre intégrée dans un renforcement, ou bien encore tre ouverte sur une génératrice, pour former alors des rubans dont tous les fils de trame présentent une orientation unique.

Ce ruban peut ensuite tre utilisé pour enrubanner différents types de pièces mécaniques, possédant une section soit cylindrique, ou bien encore une section variable, telle que conique ou tronconique.

Description sommaire des figures La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, à l'appui des figures annexées dans lesquelles : La figure 1 est une vue de dessus d'une étoffe conforme à l'invention.

La figure 2 est une vue en coupe dans le sens trame de la figure 1.

La figure 3 est une vue de dessus d'une pièce cylindrique renforcée par un ruban à base de l'étoffe illustrée à la figure 1.

La figure 4 est une vue générale en perspective sommaire d'une machine permettant de réaliser l'étoffe conforme à l'invention.

Manière de réaliser l'invention Comme déjà évoqué, l'invention concerne une étoffe textile qui peut tre utilisée à l'intérieur d'une armature de renforcement. Un exemple d'une telle étoffe est illustré à la figure 1. Une telle étoffe (1) s'assimile, d'un point de vue de la

structure, à une grille, et elle comporte dans le sens chaîne (C) deux nappes de fils (2,3), situées de part et d'autre d'une nappe de fils de trame (4). Plus précisément, la nappe de fils de chaîne (2) est réalisée à partir de fils de faible titre, en comparaison avec celui des fils de trame (4).

Comme illustré à la figure 1, l'étoffe comporte deux nappes de fils de chaîne, situées l'une en dessus (2) et l'autre en dessous (3) de la nappe de fils de trame (4), mais l'invention couvre également les variantes dans lesquelles une seule nappe est utilisée en chaîne.

Ces deux nappes sont associées par des phénomènes de thermocollage, en utilisant par exemple des fils de chaîne qui sont préalablement enduits par extrusion annulaire, et qui, lorsqu'ils sont soumis à une source de chaleur, voient leur enduction passer dans un état de fusion. Il peut également s'agir de fils réalisés uniquement à base de matériaux thermofusibles. L'association des deux nappes peut également mettre en oeuvre, de manière supplémentaire ou unique, des phénomènes de collage par l'emploi de poudre thermofusible appliquée sur les fils de chaîne et/ou de trame par phénomènes électrostatiques.

Conformément à l'invention, les fils de trame (4) présentent une orientation qui n'est pas exactement perpendiculaire à la direction des fils de chaîne (2), mais qui forme un angle a, comme illustré à la figure 1. Cet angle a, qui diffère donc de 90°, est déterminé en fonction de la géométrie de la pièce à enrubanner, du pas d'enrubannage sur cette pièce, ainsi que la largeur du ruban.

Selon une autre caractéristique de l'invention, il peut se révéler utile que les nappes de fils de chaîne (2,3) présentent des densités variables, avec un maximum situé au niveau médian du ruban. On forme donc une zone plus dense en fils de chaîne au niveau central du ruban, pour faciliter la traction du ruban lors de sa mise en place sur la pièce à renforcer. Cet effet peut également tre augmenté en utilisant en chaîne des fils différents entre la zone centrale et la zone périphérique.

A titre d'exemple, on a réalisé une étoffe selon la figure 1 comportant une nappe de fils de trame, d'une masse surfacique de 400 g/m2, réalisée à partir de fils de trame (4), d'un titre de 1200 tex, et comportant 3,33 fils/cm. En chaîne, les fils (2') de la zone centrale peuvent tre des fils de verre d'un titre de l'ordre de 70 tex, enduits d'un matériau à base de copolyamide. La densité de ces fils de chaîne est de l'ordre d'un fil par centimètre. En bordure, les fils de chaîne (2) peuvent tre des fils de polyester enduit, d'un titre voisin de 40 tex, avec une densité de l'ordre de 2 fils/cm.

Dans l'exemple illustré, les fils de trame (4) forment un angle a de 80° environ avec les fils de chaîne (2,3). Cette étoffe (1) peut, lorsqu'elle est mise sous forme de ruban, tre enrubannée sur une pièce (10) comme illustré à la figure 3, de telle sorte que les fils de trame (4) sont tous parallèles à la direction principale (11) formant l'axe de la pièce (10).

L'invention concerne également une machine permettant de réaliser ce type d'étoffe, telle qu'elle est illustrée à la figure 4. Une telle machine (20) comprend un cylindre associé à des moyens d'alimentation en fils de chaîne, et des moyens permettant de déposer les fils de trame.

Plus précisément, et comme illustré à la figure 4, le cylindre (21) comporte, dans sa partie haute, deux ensembles (22, 23) de bobines (24,25) de fils de chaîne.

Un premier ensemble (22) est situé à l'extérieur du cylindre, tandis que le second ensemble (23) est situé au dessus du volume intérieur du cylindre (21). Ces différents ensembles (22,23) comportent différentes bobines réparties circulairement, éventuellement en plusieurs couronnes, comme c'est le cas pour l'ensemble intérieur (23). Ces deux ensembles (22,23) alimentent le cylindre (21) en fils de chaîne, de telle sorte que ces fils de chaîne se déposent sur les génératrices verticales du cylindre (21).

La machine (20) comporte également, en partie haute, un plateau tournant (27), recevant différentes bobines de fils de trame (28). Ce plateau est équipé en

partie basse d'un ensemble de cannes permettant l'acheminement des fils de trame à destination de la partie haute (30) du cylindre (21). Les fils de trame (4) sont donc déposés selon des circonférences du cylindre (21). Dans un mme temps, l'étoffe obtenue est tirée vers le bas par des moyens de renvidement, de telle sorte que les fils de chaîne se déplacent le long des génératrices. Ce faisant, les fils de trame (4) adoptent une géométrie d'hélice sur l'étoffe tubulaire se déplaçant sur le cylindre.

Conformément à l'invention, la machine comporte, au niveau médian (33) du cylindre, une zone de chauffe. Cette zone de chauffe (33) permet d'apporter à température de fusion l'enduction thermofusible des fils de chaîne. La température de la zone de chauffe ainsi que sa longueur est choisie en fonction de la vitesse de défilement et des matériaux des fils de chaîne.

Le cylindre (21) comporte également, en partie basse (36), une zone de refroidissement, permettant. la fixation des fils de trame sur les fils de chaîne.

L'extrémité basse du cylindre (21) peut présenter une forme légèrement conique, avec un diamètre se rétrécissant, pour permettre l'échappement de l'étoffe par rapport au cylindre.

L'étoffe est ensuite acheminée vers des moyens de renvidement formés d'un cylindre d'appel et de moyens d'enroulement non représentés.

Dans la forme illustrée, l'étoffe tubulaire obtenue en tombée de cylindre, est découpée pour tre ensuite ouverte et enroulée à plat. On peut également prévoir de réaliser plusieurs rubans à partir d'une mme étoffe tubulaire.

Toutefois, dans une variante non représentée, l'étoffe tubulaire peut également tre renvidée sans avoir été ouverte, de telle manière à former une étoffe double couche dans laquelle les fils de trame sont orientés de part et d'autre de la perpendiculaire aux fils de chaîne, d'une couche à l'autre. Il est également possible d'assurer un réchauffement de l'ensemble pour assembler les deux couches.

Il ressort de ce qui précède que l'étoffe textile conforme à l'invention présente l'avantage important de permettre d'orienter les fils de trame de forte résistance selon la direction principale de l'objet sur lequel l'étoffe est enroulée, dans un but d'optimiser la résistance supplémentaire conférée par l'armature. Pour obtenir un produit d'épaisseur constante, on peut alors éliminer les lisières par découpe notamment.

Bien que décrite dans les exemples avec des fils de verre, cette étoffe peut également tre obtenue à partir de fils de haute performance, et notamment à base de fibres d'aramide ou de carbone. Pour certaines applications, on peut également trouver avantage à mixer différents type de fils de trame, notamment en intégrant des fils voluminisés, par exemple par texturation. On peut également associer cet étoffe avec un voile ou un non-tissé présentant un certaine épaisseur, pouvant par exemple jouer le rôle de réserve de résine lorsque le ruban est utilisé en imprégnation.

Applications industrielles Cette étoffe peut tre utilisée pour former de nombreux types de renforts, notamment en association avec des résines thermodurcissables, ou bien encore en intégrant des fils de trame pré-imprégnés de matrices thermoplastiques, tels que ceux par exemple commercialisés par le société VETROTEX, sous la marque Twintex@.

Cette étoffe de renforcement peut notamment tre utilisée pour enrubanner de nombreux types de pièces mécaniques nécessitant une forte résistance longitudinale.

Parmi les applications possibles, on peut citer le renforcement de parties de pales d'éoliennes, de citernes, de tuyauteries, et de façon générale, les pièces de forme creuse devant résister à des contraintes longitudinales.