Brevet FR2001356A1 — publié le 19690926

OVÙ2537 1 2001356 La présente invention a essentiellement pourobjet une machine destinée à enrouler des filaments, fils, rubans ou analogues sur un noyau non-circulaire en couches régulièrement disposées» Lors du fonctionnement d'une telle machine, la vitesse linéaire 5 des filaments varie continuellement en raison de la forme non- circulaire du noyau. Le graphique représentant la vitesse est sensiblement une cycloïde dans le cas d'un noyau de forme allongée par exemple. Etant donné qu'il n'est pas possible de faire varier rapidement l'accélération ou la décélération des grosses bobines de 10 filaments, les fluctuations de la vitesse doivent être éliminées ou sinon la machine doit nécessairement opérer à une très faible vitesse. Toutefois, pour une raison d'économie de fabrication, il est nécessaire de réaliser le bobinage à grande vitesse. Un dispositif régularisant la vitesse est donc nécessaire si l'on veut 15 éliminer les fluctuations de cette dernière et permettre ainsi aux bobines de tourner à une vitesse angulaire constante. Selon l'invention, on a prévu une machine pour fabriquer des objets comportant des couches de filaments collés entre eux par un adhésif sur un noyau de forme non-circulaire, ladite machine 20 étant caractérisée en-ce qu'elle comporte des moyens pour fournir un ensemble de filaments sous la forme d'un ruban à partir de moyens de stockage individuels tels quB des bobines, des moyens pour revêtir lesdits filaments d'un adhésif et les calibrer au passage et un noyau entraîné en rotation pour recevoir des filaments ainsi revêtus 25 et les bobiner sous forme de couches de profil non-circulaire avec une accélération linéaire variable, d'autres moyens étant prévus pour faire varier automatiquement la vitesse d'alimentation des filaments au noyau et compenser ainsi l'accélération linéaire variable de telle sorte qu'une vitesse de sortie constante soit main- Of) tenue auxdites bobines. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et se réfère aux dessins annexés dans lesquels: La Figure 1 est une vue en perspective d'une machine comportant les divers moyens objet de l'invention. 35 La Figure 2 est une vue en plan de la machine de la Figxe 1 et, z La Figure 3 est une vue en coupe axiale d'un dispositif support j|2 pour l'une des bobines représentée aux Figures 1 et 2. O Si l'on considère plus particulièrement la Figure 1, on y voit § une table .comportant des pieds 10, 12 et 13 et un profilé latéral 14 03 m AOAOC!57 2 200 l associé à un profilé d'extrémité 16 recevant un plan de travail 18. Le plan de travail 18 va d'un bout à l'autre'de la table et peut dépasser les rails d'extrémité 16 comme représenté. A l'extrême crcite de la surface 18 sont prévus un certain nombre d'axes verti-5 eaux 20 vissés dans la surface 18. Sur ces arbres sont montés en rotation des mécanismes ce régulation de tension de fil 24 portant chacun une bobine de filaments 26. Les filaments, comme ceux montrés en 28 et 30, qui peuvent consister en de fins fils, proviennent de bobines 26 et passent sur des poulies de guidage 32 pour gagner un 10 bac de nettoyage 34. Ces filaments passent à travers le bac 34 qui contient un produit nettoyant dont la composition est telle qu'il assure l'élimination ce toutes les impuretés qui peuvent se trouver à la surface des filaments, lesquels sortent dudit bain sous forme d'un ruban 36 cui passe sur une poulie de guidage 38 pour descendre "5 vers une poulie 40 et repasser ensuite sur une poulie 42 pour pénétrer dans un pot 44 contenant une résine aahésive. Le galet 40 est monté en rotation à l'extrémité inférieure d'un plongeur 48 qui porte à son autre extrémité un galet 45 prévu pour coopérer avec une came 116, lequel galet 45 est monté en rotation entre des oreilles 20 46 solidaires de la tige du plongeur 48 laquelle est montée en coulissemer.t dans un cylindre 50. Des ressorts 52 et 54 sont reliés à l'extrémité inférieure ce la tige de plongeur 48 par une broche 56 sur laquelle est monté en rotation le galet 40 d'une part et c'autre part à l'extérieur du boîtier du cylindre au moyen d'une 25 broche.58. Il est possible ainsi de régulariser la longueur de la partie 60 du ruban entre le pot de résine 44 et le galet 40. Le pot de résine 44 comporte une filière de calibrage 62 sur sa face ce gauche. Il en sort un ruban 194 qui se dirige vers le noyau 64 lequel contient des douilles 66 et 68 sur ses extrémités 3C opposées, sur lesquelles douilles le ruban 36 doit être enroulé et ccilé en vue de la fabrication par exemple de barres élastiques de traction peur hélicoptères. Le noyau 64 comporte des plaques interne et externe 70 et 72 qui définissent la largeur du profil allongé réalisé entre les douilles 66 et 68 dont la largeur est généralement 35 équivalente à la largeur - comprise entre les flasques latéraux des cites counj.es. La oiacue interne 70 est solidarisée a l'extremite / 8. L'arbre 74 est monté sur le plan de travail 18 au moyen d'un loc formant palier 80-32 par des boulons 84. Une roulette 86 coopère 40 avec la surface de-1 'arbre-94- pour, .commander mécanisme_d'..entraîne- BAD ORIGINAL O902537 3 2001356 ment 88 d'un compteur 90 dont la fenêtre 92 donne l'indication du nombre de tours du noyau 84, ce qui permet de connaître le nombre de couches de ruban 36 collées sur les douilles 66 et 68. Une chaîne 94 passe sur une roue dentée 96 portée par un arbre 98 5 qui est relié par une chaîne 100 à des roues 101 et 102 respectivement reliées à un arbre 98 et un mécanisme formant réducteur 104. Le réducteur 104 est entraîné par une poulie 106 sur laquelle passe une courroie t08 elle-même entraînée par un moteur électrique 110. L'arbre 98 est supporté par des paliers 112 et 114 et comporte tO à l'extrémité opposée à celle qui porte la roue dentée 96, la came' 116 précitée dont la surface 118 a une forme qui sera expliquée plus loin et qui permet le positionnement du galet 40 de la tige du plongeur 48 dans le cylindre 50 à 1'encontre de la traction des ressorts 52 et 54. Le moteur 110 est fixé sur le plan de travail 18 par une bride de montage 120, il est relié par un câble 122 à une boîte de commande "" ï 24 reliée par un fil électrique 126 à une source de courant par l'intermédiaire d'une prise 128 qui se trouve derrièx la table. La boîte de commande comporte un interrupteur classique. 20 130 prévue pour assurer l'alimentation ou la mise hors service . du. moteur 110 et un rhéostat de commande 132 destiné à faire ,varier la vitesse de rotation du moteur 110 en fonction de l'indicateur de vitesse de rotation 134 qui se trouve sur la face antérieure de la boîte de commande 124. Des lampes indicatrices 136 25 et 138 sont également prévues sur la face antérieure de la boîte 124 pour indiquer le fonctionnement du moteur et sa surcharge éventuelle. Le pot de résine 44 est monté coulissant par l'intermédiaire d'une "tige 140 supportée en coulissement pour faire varier la 30 position latérale du pot de résine 44, Un galet 146 est fixé au pot de résine par l'intermédiaire d'écrous 144 disposés de part et d'autre d'une bride 146 qui fait saillie vers le haut à partir du pot 44. Le galet 142 roule sur la surface 146 d'une came 148 à double lobe entraînée par la boîte de réduction 150 reliée par 35 la roue dentée 152 et la chaîne 154 à la roue dentée 78 de l'arbre 74 entraîné lui-même par le moteur 110. La Figure 2 montre une vue en plan d'une machine comportant une disposition légèrement différente de celle de la Figure 1 en ce qui concerne l'entraînement par courroie lequel est effectué 40 directement vers l'arbre 74* par l'intermédiaire d'une poulie 156 6902537 4 2001356 et d'une boîte de réduction 150*, la came 116* étant entraînée par une chaîne 158 allant de l'arbre 74, à l'arbre 98' en passant sur des roues dentées 160 et 162 disposées aux extrémités de ces arbres. La boîte de réduction 150' est entraînée de la même manière que la 5 boîte 150 de la Figure 1, c'est-à-dire par une chaîne 154* qui passe sur des roues dentées 152* et 78*. La Figure 2 montre clairement en détail comment les différentes bobines 26 sont disposées sur le plan de travail 18* de telle sorte que leur filaments tels que les fils 162, 164,168,170,172,174 et 176 "10 après avoir quitté lesdites bobines passent sur des poulies de guidage respectives 178, 180, 182, 184, 186, 188, 190 et 192 pour constituer le ruban 36 dont la cohésion est assurée par la résine adhé-sive du pot 44* de façon à constituer un ruban collé 194 qui est enroulé dans l'intervalle 196 compris entre les plaques 70* et 72* ^ du noyau fixé à l'arbre 74* pour être entraîne en rotation par ce dernier par l'entremise de boulons 198. L'intervalle 196, comme on peut le voir clairement sur la Figure 2, a une largeur qui est égale à la distance entre les flasques latéraux 66 et 68 des douilles. Une autre modification de la machine représentée à la Figure 20 2, est la disposition du compteur de tours en-dessous de la surface 18* et sa liaison directe à l'entraînement de la poulie 156 de façon à compter le nombre de tours du noyau et indiquer ainsi le nombre de couches de ruban 194 enroulées sur les douilles du noyau. On a représenté à la Figure 3 un dispositif de régulation 25 de tension de fil 24 monté sur un arbre 20 destiné à être utilisé avec la machine selon l'invention. Plus particulièrement, ce dispositif comporte une rondelle d'acier 200 montée à force sur l'arbre 20 et sur laquelle est disposée une rondelle de bronze 202 comprise entre ladite rondelle 30 d'acier et la bride radiale 204 d'un support de bobine 206 comportant une broche d'entraînement 208 destinée à recevoir la bobine 26 et à l'entraîner en rotation. Le contact à frottement entre la bride 204 et entre le disque annulaire de bronze 202 et la rondelle en acier 200 est maintenue par un ressort 210 dont la force peut être réglée 35 au moyen d'un écrou 212. Le tube support de bobine 206 est monté sur l'arbre 20 par l'intermédiaire de paliers 214 et 216. Le fonctionnement de la machine qui vient d'être décrite est le suivant: Les bobines de filaments 26 sont montées sur les supports de 40 bobines 206, la broche 208 pénétrant dans un trou prévu dans la o702537 5 2001356 bride inférieure de la bobine 26 (non représenté). Les filaments provenant des bobines 26 sont alors tirés de celles-ci pour passer sur les différentes poulies de guidage 178,180,182,184,186,188,190 et 192 puis à travers le bac de nettoyage 34 ou 34' avant de 5 gagner la poulie de guidage 38, la poulie inférieure 40, la poulie de guidage 42 et enfin le pot d'enduction de résine 44 ou 44*. Une fois que le ruban de filaments a été tiré à travers le pot de résine 44 et 44', la filière de calibrage 62 est placée dans sa fente sur la facé du pot de résine 44 ou 44* d'où sortent les filaments. Les 10 extrémités des filaments sont alors partiellement enroulés sur l'une des douilles à l'une quelconque des extrémités du noyau 64 ou 64* et serrées sur le corps de ladite douille entre les flasques latéraux de cette dernière. Ensuite l'interrupteur 130 est fermé et le rhéostat 132 réglé à la vitesse de rotation convenable du 15 moteur 110 de sorte que le noyau 64 ou 64' soit entraîné en rotation par le moteur 110 au moyen de la liaison par chaîne ou courroie. Au cours de l'enroulement du ruban de filaments 194 sur le noyau, la position latérale du ruban est contrôlée par la filière 62 du pot de résine 44 ou 44* qui est solidaire de l'arbre 140 de façon 20 à se déplacer latéralement. La position de l'arbre 140 solidaire du pot de résine est contrôlée par la came à double lobe 148 dont le rayon maximum et le rayon minimum ont une différence telle qu'elle est égale à la largeur de l'espace 96 entre les plaques 70 et 72 ou 70* ou 72*. La boîte de réduction 150 est conçue de telle sorte 25 que la came tourne d'un demi-tour pendant le temps nécessaire pour effectuer le bobinage d'une couche de fils sur le noyau 64 ou 64'. Lors du fonctionnement de la machine, la vitesse linéaire dds filaments du ruban 36 et la vitesse du ruban 194 varient d'une façon continue en raison de la forme allongée du noyau 64 ou 64'. Un 30 graphique de cette vitesse se présente sous la forme d'une cycloïde. Etant donné qu'il n'est pas possible d'accélérer ou décélérer rapidement les lourdes bobines de fil 26, ces fluctuations de vitesse doivent être éliminées, sinon la machine doit fonctionner à une très faible vitesse. Il est donc prévu un régularisateur de vitesse 35 sous la forme de la came 116 et du galet 40 pour éliminer la fluctuation de vitesse de fourniture des filaments ce qui permet à la bobine 26 de tourner avec une vitesse angulaire constante. La came 116 est une came à lobe unique qui entraîne le plongeur 48 dans un mouvement alternatif en coulissement. Dans le mode de réalisation 40 représenté, la vitesse de la came 116 est choisie de telle sort^- 6902537 5 ^.->1356 *. V v l J JU qu'elle fournit un cycle de régularisation par tour qui est égal à un demi-tour de noyau 64. Lorsque la came provoque la descente du plongeur 48, la vitesse de.base du fil augmente et inversement lorsque le plongeur remonte, la vitesse de base instantanée du fil 5dans le pot de résine 44 ou 44' peut être déterminé mathématiquement pour chaque orientation donnée du noyau. La vitesse différentielle qui doit provenir du dispositif de régularisation comportant la came 116, le galet 40 et le plongeur 48 disposé dans son cylindre 50 et qui doit être imprimé à la vitesse de base du filament est 10 obtenue en comparant la vitesse instantanée du filament à celle de la vitesse moyenne. La vitesse différentielle étant ainsi déterminée, le mouvement du plongeur en extension ou en contraction pour produire cette vitesse différentielle est alors calculé. Etant donné que la vitesse angulaire de la came 116 est connue, il est alors 15 possible de définir les rayons des points adjacents sur la came de telle sorte que la vitesse convenable du galet 40 puisse être obtenue. En conséquence l'invention envisage qu'en faisant vaii er la vitesse de la came 116 et/ou la forme de son profil 118, il est possible de bobiner n'importe quelle forme de noyau en grande 20 vitesse tout en maintenant une vitesse d'alimentation constante des filaments provenant dee bobines 26. De même en augmentant le nombre des galets 40 commandés par la came 116, le mouvement du galet 45 coopérant avec la came peut être réduit en élongation. Il y a lieu de conclure cette partie de la description relative 25 au fonctionnement de la machine en insistant sur le fait que le dispositif de régulation de la vitesse selon l'invention était une nécessité importante pour toutes les machines de ce type étant donné que le contrôle de la tension des filaments provenant des bobines 26 est extrêmement important. S'il existe des variations 30 sensibles de la tension entre les bobines d'alimetation et le noyau, le produit obtenu sera défectueux. Ainsi la tension à chaque bobine dans unë machine de ce type est contrôlée par des dispositifs de régulation de tension individuelle pour chaque bobine. Ces dispositifs de régulation de tension considèrent le fait que la tension 35 du filament est proportionnelle au couple et inversement proportionnelle au rayon externe mesuré au point de départ du filament des bobines 26. Un couple de freinage est créé par le frottement entre la bague de bronze 202 et la bague d'acier 200. On a observé qu'avec de tels matériaux le rayon moyen de frottement et le coefficient 40 de frottement sont tels que lorsque le couple diminue en raison de 6902537 * . 2001356 là réduction de poids de la bobine, la tension de filament reste constante en raison de la réduction du rayon de filament au point de départ du fil de la bobine. Un autre avantage de ce dispositif régulateur de tension 24 est que la bobine 26 peut être remplacée 5 sans qu'il y ait lieu de modifier les réglages de la tension de celle-ci. s 6902537 8 2001356 REVENDICATIONS 1• Machine pour fabriquer des objets comportant des couches de filaments collés entre eux par un adhésif sur un noyau de forme non-circulaire, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour fournir un ensemble de filaments sous la forme d'un 5 ruban à partir de moyens de stockage individuels tels que des bobines, des moyens pour revêtir lesdits filaments d'un adhésif et le les calibrer au passage et un noyau entraîné en rotation pour recevoir des filaments ainsi revêtus et les bobiner sous f orme de couches de profil non-circulaire avec une accélération linéaire TO"gariafete-^- d*auLres moyens étant prévus~pour faire varier automa- tiquement la vitesse d'alimentation des filaments au noyau et compenser ainsi l'accélération linéaire variable de telle sorte qu'une vitesse de sortie constante soit maintenue auxdites bobines. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que 15 les moyens pour assurer l'alimentation en filaments comportent des dispositifs de réglage de la tension desdits filaments à la sortie des bobines et les moyens de guidage permettant la disposition des filaments pour qu'ils suivent un trajet rectiligne longitudinal dans la machine sous la forme d'un ruban. 20 3. Une machine selon l'une des revendications 1 ou 2,, caractérisée en ce que les moyens prévus pour faire varier automatiquement la vitesse d'alimentation des filaments comportent un plongeur relié auxdits filaments , une came susceptible de déplacer en mouvement alternatif ledit plongeur, ladite came ayant 25 une surface qui est fonction de la vitesse instantanée, de la vitesse de base et de la vitesse moyenne des filaments, des moyens étant prévus pour relier en rotation ladite came au noyau d'enroulement des filaments de telle sorte que ladite surface de came soit entraînée en fonction de la rotation dudit noyau. 30 4. Une machine selon l'une des revendications précédentes dans laquelle les moyens prévus pour revêtir les filaments adhésifs comportent un pot oscillant transversalement synchronisé sur le dispositif d'entraînement en rotation du noyau. 5o Une machine selon la revendication 2 dans lequel les 35 moyens de réglage de la tension de sortie des filaments hors d'une bobine comportent un support tubulaire monté tournant sur un axe BAD ORIGINAL 9 2001356 vertical solidaire du bâti de"la machine à la base duquel se trouve une bride annulaire comportant un moyen d'entraînement, pour la bobine et reposant sur une bague de friction reposant elle-même sur une autre bague disposée sur ledit bâti. 02537 bad original.