Installation pour effectuer la coupe de boucles placées sur un support pour en faire des crochets
L'invention a pour objet une installation pour effectuer la coupe de boucles placées sur un support pour en faire des crochets.
L'installation, objet de l'invention, est destinée à être utilisée pour la fabrication d'éléments d'accrochage souples formés de deux parties munies de boucles et de crochets, tels que ceux décrits par exemple dans les brevets suisses N"" 295638 et 339155.
Les crochets de ces éléments d'accrochage sont formés en général de fils de matière synthétique se présentant sous forme de boucles, lesdites boucles étant coupées de manière à en faire des crochets.
La conservation de la forme des crochets est obtenue par un traitement thermique appliqué normalement avant la coupe des boucles, qui est effectuée jusqu'à maintenant à l'aide de dispositifs mécaniques. Un de ces dispositifs est décrit dans le brevet suisse N" 333879. Ce dispositif comprend deux couteaux en forme de peigne, dont l'un, qui est mobile, est susceptible d'être entraîné en mouvement alternatif par rapport à l'autre qui est fixe pour obtenir un effet de cisaillement entre les deux couteaux. Les boucles de l'élément d'accrochage sont engagées entre les dents du couteau fixe et ainsi coupées par le mouvement de va-et-vient du couteau mobile. Les dispositifs mécaniques de coupe sont délicats, nécessitent un entretien coûteux et doivent constamment être ajustés.
D'autre part, lorsqu'ils effectuent la coupe d'une boucle pour en faire un crochet, le jambage coupé n'est pas enlevé et reste sur le support, de sorte que lorsque les crochets du support sont mis en position d'interpénétration avec des boucles, ledit jambage doit d'abord être poussé latéralement pour que le crochet puisse entrer dans une boucle.
Le but de la présente invention est d'apporter une installation pour la coupe des boucles d'un élément d'accrochage, qui puisse fonctionner à grande vitesse après un seul réglage initial et qui permette d'obtenir des crochets bien formés sans jambage restant comme c'est le cas avec les dispositifs de coupe mécanique.
Des procédés de découpage non mécanique de matières textiles en formes déterminées sont connus et décrits par exemple dans le brevet britannique N" 993705. On connaît d'autre part l'utilisation des rayons laser pour le découpage de feuilles et films en matière plastique, utilisation décrite par exemple dans la revue américaine Modern Plastics , volume 46, NO 5, mai 1969, pages 71 - 74.
La présente invention est partie de ces idées connues dans d'autres domaines et l'installation, objet de l'invention, est caractérisée en ce qu'elle comprend une surface d'appui supportant le support sur lequel sont fixées les boucles à transformer en crochets, un dispostif d'entraînement destiné à fendre et à faire avancer le support sur la surface d'appui, un ensemble de détections destiné à repérer le passage, à un emplacement déterminé de chaque rangée de boucles et à enclencher un laser de puissance dont le rayon coupe les boucles d'une rangée lorsque ladite rangée se trouve à l'emplacement prédéterminé.
Etant donné que c'est un rayon laser à haute puissance qui effectue la coupe des boucles, il est évident que l'installation selon l'invention n'est pas limitée à la coupe des boucles en matière synthétique, mais peut également être utilisée pour la coupe de boucles en métal fixées par exemple sur un support également en métal ou en matière plastique.
Le dessin représente, à titre d'exemple, un mode d'exécution de l'installation ainsi qu'une variante d'une installation selon l'invention et une utilisation de cette installation.
La fig. I est une représentation schématique d'une installation pour réaliser au moyen d'un rayon issu d'un laser la découpe des boucles d'une bande, lesdites boucles étant tissées parallèlement à l'axe de la bande et se présentant en rangées parfaitement alignées dans un plan parallèle au rayon effectuant la coupe.
La fig. 2 est une coupe longitudinale, selon la ligne II-II de la fig. 1, à travers un tambour de l'installation supportant la bande à l'endroit où la coupe est effectuée.
La fig. 3 représente une vue de détail de la bande fendue sur le tambour au moment où la coupe est effectuée.
La fig. 4 est une vue de détail de la bande tendue sur le tambour aprés que la coupe a été effectuée.
La fig. 5 représente un typé de bande différent de celui représenté avec l'installation de coupe de la fig. 1, les boucles étant disposées perpendiculairement à l'axe de ladite bande et étant placées en rangées perpendiculaires audit axe.
La fig. 6 est une coupe à travers la bande selon la ligne VI-VI de la fig. 5.
La fig. 7 représente schématiquement en coupe une variante de l'installation représentée dans la fig. 1, cette variante étant desti née à effectuer la coupe des boucles des bandes telles que celles représentées dans les fig. 5 et 6.
La fig. 8 est une vue en perspective de la variante représentée dans la fig. 7.
La fig. 9 représente une vue de détail d'un dispositif de repérage des rangées de boucles de la bande.
La fig. 10 est une vue de détail d'une coupe partielle de la bande tendue sur le tambour au moment où la coupe est effectuée, et
la fig. Il une vue semblable à celle de la fig. 10 après que la coupe a été effectuée.
L'installation représentée dans le dessin est destinée à effectuer la coupe d'un des jambages de chacune des boucles d'une bande pour en faire des crochets. Il est évident que cette installation ne peut être utilisée que pour effectuer la coupe d'une bande. dont les boucles sont disposées d'une manière très régulière et forment des rangées parfaitement alignées. Dans les fig. I à 4 du dessin, la bande représentée en I comprend des boucles tissées selon une direction parallèle à son axe, lesdits boucles étant alignées en rangées placées à la même distance l'une de l'autre perpendiculairement à l'axe de la bande. La bande 1. provenant d'un rouleau débiteur non représenté. passe sous un cylindre 2 (fig. 2), vient s'enrouler sur un tambour 3 et passe sous un cylindre 4 pour venir s'enrouler finalement sur un rouleau récepteur non représenté.
Le tambour 3 est solidaire de l'installation représentée dans la fig. 1, qui se compose d'un ensemble de détection 5 envoyant un rayon lumineux de synchronisation très fin destiné à repérer l'emplacement d'une rangée de boucles et d'un laser de découpe 6 enclenché par l'ensemble de détection 5.
L'ensemble de détection 5 comprend une source de très haute tension 7 alimentant un laser monochromatique 8 livrant un faisceau lumineux focalisé 9. Etant donné la focalisation du rayon 9, une puissance de quelques mWatts sera suffisante pour déclencher une cellule photo-électrique 10 frappée par ce rayon 9. Il a été choisi comme laser 8 un laser à l'argon. dont le rayon est visible, ce qui permet un réglage facile de l'installation. Il n'est cependant pas nécessaire d'utiliser un laser dans l'ensemble de détection.
Une source lumineuse conventionnelle focalisée de manière à livrer un rayon parallèle aussi fin que possible donne également des résultats satisfaisants.
Le rayon lumineux focalisé 9, qui est interrompu lors du passage d'une rangée de boucles, fait varier la tension aux bornes de la cellule photo-électrique 10, qui commande par l'intermédiaire d'une connexion Il un générateur de très haute tension par impulsions 12, lequel comprend dans son circuit d'entrée un synchronisateur commandé par la cellule photo-électrique 10. Les bornes de sortie du générateur à haute tension par impulsions 12 sont branchées par l'intermédiaire de deux cabales 13 et 14 aux électrodes 15 et 16 d'un tube à décharge laser à C02 17 alimenté par un tube 18, I'alimentation en CO2 étant réglée par un régulateur 19. Un ensemble de refroidissement 20 entoure le tube à décharge 17.
Pour des raisons de rendement on a choisi un laser monochromatique à CO2, car ce laser émet un rayon très fin et permet l'adjonction d'une optique de concentration sans effet de prisme dispersant le rayon. D'autre part les laser à CO2 émettent émettant une raie sur la longueur d'onde de 10 ,c'est-à-dire là où l'énergie thermique est la plus élevée. La puissance nominale du tube laser 17 est de 50 Watts en continu ou de 3 KWatts en crête d'impulsion de 100 Hz de fréquence de récurrence. Le tube laser 17 est muni d'un miroir de résonance 21 et d'un ensemble optique 22 formé de plusieurs lentilles, qui concentrent le rayon laser en 21 sous forme d'un rayon elliptique sur les boucles à couper de la bande passant sous le cylindre 2, sur le tambour 3 et sous le cylindre 4.
Les cylindres de tension 2 et 4. le tambour 3 ainsi que les rouleaux débiteur et récepteur forment l'ensemble de défilement de l'installation destiné à faire avancer et à tendre une bande à traiter, cet ensemble étant entraîné par un moteur non représenté commandé par l'ensemble de détection 5. Le tambour 3 est dépla cabale et permet ainsi de placer les boucles au niveau désiré relativement au rayon lumineux de synchronisation 9 et au rayon provenant du laser effectuant la coupe en 21. Le tambour 3 est encore interchangeable et avec des tambours de différents diamètres il est possible. en fonction de la dimension des boucles, de l'espace entre deux rangées de boucles et de la souplesse de la bande. de choisir l'angle de coupe le plus favorable.
L'installation qui vient d'être décrite fonctionne comme suit:
La bande 1, dont on désire transformer les boucles en crochets est entraînée par le tambour 3. Lorsque les jambages avant des boucles d'une rangée - par rapport Åa la direction du mouvement d'avance de la bande - interceptant le rayon focalisé 9 provenant du laser 8, une baisse de tension se produit aux bornes de la cellule photo-électrique 10. qui enclenche le synchronisateur du générateur à haute tension 12.
Une impulsion à haute tension parvient aux bornes 15 et 16 du tube laser 17. lequel envoie en 21 un faisceau infrarouge focalisé. II suffit donc d'ajuster le laser 8 émettant le rayon de détection 9 de manière que le rayon infrarouge provenant du tube 17 et arrivant en 23 passe exactement entre deux rangées de boucles (voir fig. 3) et coupe les jambages avant des boucles de la rangée située à gauche dudit rayon ainsi que les jambages arrière des boucles de la rangée située à droite dudit rayon.
II est évident que pour obtenir les crochets représentés dans la fig. 4. il est nécessaire que le tube laser 17 ne soit enclenché qu'au passage des jambages avant - relativement au sens de déroule- ment de la bande - de chaque deuxième rangée de boucles. Il est aussi possible de régler le laser 8 de l'ensemble de détection 5 de marnière que le rayon focalisé 9 soit interrompu par les sommets d'une rangée de boucles, comme représenté dans la fig. 2. Comme dans le cas précédent. le laser de coupe 17 ne devra être enclenché qu'au passage des sommets des boucles de chaque deuxième rangée.
II est cependant également possible de réduire la section du rayon du laser de coupe 17 pour ne couper que les jambages avant ou arrière des boucles d'une seule rangée à la fois et de régler le laser 8 de l'ensemble de détection 5 de manière qu'il enclenche le laser de coupe au passage des sommets ou au passage des jambages avant ou arrière des boucles de chaque rangée.
Avec un laser de coupe monochromatique de 50 Watts émettant dans la bande des infrarouges. tel que celui décrit plus haut, on a traité un ruban de 60 mm de largeur défilant à une vitesse de 15 cm à la seconde, ce qui correspondait à une fréquence du laser de 60 impulsions par seconde. Cette vitesse de défilement correspondait à la vitesse du métier tissant la bande et l'installation de coupe ou laser avait été placée à la suite du métier à tisser.
La bande 24 représentée dans les fig. 5 et 6 présente des bou
cles 25 disposées perpendiculairement à l'axe de la bande et placées en rangées à égale distance les unes des autres, les rangées étant également perpendiculaires à l'axe de la bande 24. Il est évident que la bande 24 ne peut pas être traitée avec la même installation que celle utilisée pour traiter des bandes dont les boucles sont parallèles au sens de défilement de la bande. Il a donc été prévu une variante de l'installation décrite en regard des fig. 7 à 9 pour traiter les bandes du type représenté dans les fig. 5 et 6.
Cette variante comprend des cylindres 26 et 27 et un tambour 28 placé entre et au-dessus desdits cylindres 26 et 27. Une
bande 29 semblable à celle représentée dans les fig. 5 et 6 du dessin est tendue entre le tambour 28 et les cylindres 26 et 27 et est entraînée par un dispositif d'entraînement non représenté. Le tambour 28 présente un diamètre relativement petit - environ 3 fois la distance entre deux rangées de boucles de la bande - afin que la bande, qui défile dans le sens de la flèche 30 présente chaque rangée de boucles l'une après l'autre sans que la rangée précédente ou suivante s'intercale dans l'espace de travail nécessaire pour la transformation des boucles de ladite rangée en crochets.
Au moment précis où une rangée de boucles se trouve à son point maximum sur le tambour 28, elle interrompt le rayon émis par un laser a faible puissance 31 et dirigé sur une cellule photo-électrique 32. Le laser 31 et la cellule 32 forment l'ensemble de détection de l'installation, cet ensemble étant représenté en détail dans la fig. 9. Lorsque le rayon provenant du laser 31 est interrompu par une rangée de boucles de la bande 29, la cellule 32 déclenche un émetteur laser à impulsions 33 destiné à effectuer la coupe des boucles de la rangée pour en faire des crochets. Le rayon laser émis par le laser de puissance 33 est concentré par une lentille au césium ou un ensemble optique approprié 34, qui envoie ce rayon laser sur un masque 25 perforé de fentes allongées 36, comme représenté dans la fig. 8.
Les dimensions des fentes 36 du masque 35 doivent correspondre aux dimensions et à l'espacement des boucles à traiter, de sorte que les faisceaux traversant les fentes 36 et tombant sur les boucles aient, vues en coupe, la forme représentée dans la fig. 10. Dans le cas où plusieurs types de bandes différents doivent être traités sur la même installation, un jeu de marques correspondant au nombre de boucles, aux dimensions et espacements des boucles de la bande devra être prévu pour chaque type de bande.
Devant la brève impulsion livrée par le laser 33 les faisceaux sortant des fentes 36 et tombant sur les boucles coupent lesdites boucles et en font des crochets comme représenté dans la fig. Il. Après avoir traversé les boucles, les faisceaux laser tombent sur une anode 37 chargée électriquement, destinée à améliorer le parallélisme desdits faisceaux et à interrompre lesdits faisceaux, afin que ceux-ci ne tombent pas sur les personnes ou les objets placés à proximité de l'installation.
Lors des essais qui ont été effectués avec un laser à impulsions de 10 KWatts de puissance de crête, les boucles d'une rangée ont été coupées et transformées en crochets en 1/100 de seconde.
L'installation qui vient d'être décrite en regard des fig. 6 à 8 peut être modifiée pour traiter des bandes dont les boucles sont disposées en rangées selon un angle quelconque relativement à l'axe de la bande. Il suffit dans ce cas de prévoir des dispositifs de réglage permettant d'effectuer une rotation de l'ensemble de détection 31 et du laser de coupe 34 d'un angle correspondant à la disposition des rangées relativement à l'axe de défilement de la bande et de guider cette bande sur le tambour 28 de manière que les rangées soient parallèles à la génératrice dudit tambour.
Un autre système d'émetteur laser peut être constitué par un tube à résonance plié en son milieu 34 comportant deux miroirs de résonance et un focalisateur optique 37 oscillant selon un certain angle et dont le balayage proportionnel à cet angle couvre la totalité du masque 35.
Le faisceau passe ainsi par les ouvertures 36 du masque et on obtient un traitement qui, à la différence de celui obtenu par le système décrit ci-dessus, a une beaucoup plus grande densité calorifique parce qu'il est plus concentré mais, par contre, doit balayer en un instant très court la totalité de la rangée de boucles à traiter.
Cette variante est très importante dans le cas des rubanes Velcro d'assez faible largeur et qui requiert une température plus élevée parce que la matière est plus épaisse ou parce que la structure demande un apport calorifique plus élevé (par exemple le tissage métallique).