Brevet FR2003517A1 — publié le 19691107

_i_ 2003517 La présenta invention co^corne d'un-.;: façon générale des apparails ut d-_s procédas r.our -tirer ot oobi:i-r te. toron do filanents le vjri\, continus, r-lus spéciale .ont, 1 ' i: v-ontion concerne un • ..endrin peur • .--intuiiir un tubo sur 1. quoi un toi ter on do fibres do verr . oet enr-julé s-ou s for; .6 l'un^ bobine ot un précédé d'utilisation d'un x^l ..mndrin conjoint-/. m;t o. un tube cou-pressiblo. A ccus-, de le plus grande résistance L la traction inhérente d'un toron do fibres de verro, de son allongement élastique sous l'effet dwS forces do traction, et do 1-v. vitesse à laquelle il est habituellement enroule sur des bobinaaux ou tubes, une plus grande force do compression est on^eiidree au cours du bobinage qu'avec dos terons d'autres fil--monts d'origine naturelle ou synthétique. C. tte grande force de compression accumulée dans la bobine achovee a pour offet nuisible, do comprinor 1^- tube d1 enrouleront à un plus x>etit dis. ^étro. dette force du compression peut rendre difficile l'enlèvement du tubo à. partir du mandrin. jSllo a éga-l^uont tendance à serrer si fortement les spires du toron do-verre autour du tubo que lv. déroule iont on vue d'une utilisation ou d'un traiteront ultérieur du toron, cczsie un retordage ot un toronnage, est pou satisfaisant. Un tubo de matière plastique élastique qui est extensible pendant lo bobinage du toron ot qui revient à un plus petit dia-nètre a été utilis-.. d'une façon très efficace pour supprimer la tension du toron .,:irouL= ot pour libérer le toron très facilement au cours des opérations do déroula, .yiit ultérieures du toron depuis le tube. Un mandrin qui a été utilisé avantageusement pour supporter de tels tubes de matière plastique est decrir dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique î."° ^ SÇl 798. Sons ce dispositif, il y a do longs doigts étroits, supportés avvjc ^;u par le _iandrin. Ils sont poussés vers l'extérieur contre la surf ;ce interne du tubd'enroulement par la force centrifuge -jng..=ndroo au cours do la rototion du mandrin pendant lo processus le bobinage, ot ils déploient l._ tube. Cette force centrifuge coupv-nsu l'effet do resserrement de 1 ' enrouleuent du toron sur lo tube déployé p3ndairc 1.. bobinage. À la fin du bobinage et do la rotation du mandrin, la force centrifuge est supprimée ot le tube peut alors se contractez- li- BAD ORIGINAL 06460 -2- 2003517 broment scus l'effort de resserrement iu toron -.jnroulé et peut revenir a sou di-rètre initial. Lo tube présente encore suffi-sament de j-..u sur 1d mandrin pour pouvoir. Otr.. facilement enlevé. Valurent, 1.: for. dé- -loyéo du tube nandrnt le rotation du .aridrin ,t 1m retour lu -eue:, é. s? dimension initiale à la fin de In rotation r.-daisent le serrage dos spires Au toron,' de sert a qiu. lo loroulement ultérieur du t- ron depuis le tube s ' effectue réguli jr.m:ont. 3i oous 1! effet U: 1' dilatation ut de la contraction alternées répétées, les tub..s de matière plastique peuvent se déformer. La tendance qu'ont l_,s tubes à exploser parfois sous l'effet de 11 accumulation des tensions internes est beaucoup plus genante et dangereuse. Un autre i~eerveniont de ces tubos pour l'industrie textile, qui est soumise a une grande concurrence ,est leur prix relativement élevé. Par conséquent, la présente invention a notamment pour but: - de fournir un mandrin conçu en particulier pour supporter un tube qui n'est pas sujwt à un gauchi s s orient ou un éclateront préjudiciable, et qui convient également pour coopérer avec les divers diamètres des tubes nécessaires pour enrouler efficacement un toron de v^rre sur lo tube et pour le dérouleront, satisfaisant du toron depuis ce dernier;. - de fournir un nandrin convenant pour Ctre utilisé avec un tubo compressible fait en une ratière qui ne présente pas une élasticité ou rigidité iiiportanto. On atteint ces buts et avantages de l'invention, ainsi que d'autres, grâce à if utilisation d'un ..ardrin dont les doigts présentent doS acres on creux dans 1-ours surfaces externes curvilignes classiques qui s*appuient contre la surface interne du tube et grâce a l'utilisation d'un tube compressible pliable dort dos parties peuvent se rassembler dans ces zones en creux pour effectuer une di: .inution du diamètre du tube. Les zones en creux peuvent être entourées par des bords effiles des doigts qui ont pour but supplémentaire de réduire au rinirum le pince- BAD ORIGINAL 69 06460 -5- 2003517 rient du tube entre les doigts. Le. fonctionnement avec succès de l'invention est encore pnélioré par l'utilisation d'un tubo qui revient à son diamètre initial par redressement de ses parties comprimées sous l'effet 5 de 1" poussée vers l'extérieur exercée par les doigts du mandrin. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention rassortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ces dessi-.s : la figure 1 est unu vue schématique d'un appareil classique destiné à former et à enrouler un toron de verre sous forme d'une bobine ; la figure 2 est une vue en perspective de l'un des doxgts du mandrin sur lequel le tube de bobinage est monté ; la figure 3 est une vue en bout du mandrin ; la figure 4 est une élévation de côté dudit mandrin ; la figure 5 ost une coupe partielle du mandrin suivant la ligne 5-5 de la figure 4, montrant trois doigts adjacents dans leur position déployée au maximum vers l'extérieur ; la figure 6 est une ccupe partielle analogue du mandrin sur lequel est représenté le tube de bobinage, les doigts étant légèrement enfoncés sous le tube ; la figure 7 représente la me .a coupe du mandrin et montre une partie préliminaire d'un toron enroulé sur le tube de bobinage ; et la figure 8 est une coupe analogue du mandrin sur lequel une bobine complète du toron a été formée, et qui montre les parties comprimées du tube après que la rotation du mandrin a cessé et que la feroe de compression du toron enroulé a resserré le tubo. En se référant plus en détail aux dessins, on a représenté sebématiquement sur la figure 1 une extrudeuse 12 de verre fondu présentant des ajutages de sortie 14 faisant saillie vers le bas. Des raccords de sortie 14, qui sont généralement au nombre de deux à quatre cents, sortent de petits filets de vurro fondu qui sont amincis sous forme de filaments 15. Les filaments sont étirés vers le bas par la rotation du mandrin 18 du mécanisme de bobinage 20. A un^ faible distance au-dessous de 1'extrudeuse 12, les filaments 16 sont enduits d'un apprôt par un dispositif d'application ^4, et sont ensuite groupés pour former un toron 26 par 69 06460 2003517 l'action de rassemblement d'un sabot rainuré 25. Un dispositif 27 à mouvement de va-et-vient de construction classique, représenté schématiquemont, aniue le toron 26 d'un mouvement de va-et-viont dans lo sens longitudinal do la surface 5 du tube de bobinage 22 monte sur lu mandrin 18. Les extrémités inférieures des doigts 2s de ...ainbien du tube du mandrin sont introduites dans dos rainures 31 en queue d'aronde s'étendant longitudinnlenent au corps 32 du mandrin 18 sensiblement sur toute sa longueur, et elles sont bloquées radialoaent dans les 10 rainures par leurs parties inférieures c-n forme de queue d'aronde et Icngitudinslement par un chapeau d'extrémité 33 et une bague de retenue 35» Le mandrin 18 est fixé à la broche effilée 37 d'un notour, représentée partielle:.: nt tiur la figure 4, qui s'étend vers leex-15 térieur depuis l'enveloppe du mécanisme de bobinage 20. Un élément 38 entoure la broche 37 ot comprend dos paliers pour supporter la broche et le .-sndrin. Deux séries annulaires .le ressort 39 disposées individuellement dans des logements 40 ménagés près des extrémités opposées 20 des rainures, comm.. représenté sur la figure 4, s'appuient contre la face inférieure des doigts 29 pour les repousser jusqu'à la limite de leur mouvement Inns le sens radial, corne représenté sur * la figure 5- Dans cette position extreme .des doigts 29s l°s côtés évasés des doigts butent contre les parties effilées convergentes 25 des rainures 31. Dans la forme de réalisation décrite dans la présente de;lande, le mandrin a un'-_ longueur de 55 5 9 en, et il conprend douze doigts. Lorsque les doigts sont on position déployée, le diaiiè-tre du mandrin est d'environ 161,5 m. Les parties externes des 30 doigts sont suffisamment larges pour constituer ensemble une surface périphérique continue autour du mandrin,lorsque les doigts sont enfoncés jusqu'à la limite de leur mouvement vers l'intérieur dans les rainures 31. Sur lr figure 6, un tube de bobinage 22 est placé sur le 35 mandrin avec un léger enfoncement des doigts 29 à 1"encontre de l'action des ressorts 39. La compression des ressorts maintient le tube en position jusqu'à ce que la rotation du mandrin soit amorcée, ot elle n'est pas suffisante pour e?_tpecher 11 enlèvement ultérieur du tube. 4*0 Avant d'actionner le dispositif de commande du bobinage pour 69 06460 -5- 2003517 faira tourner le mandrin sur lequel 1 j tubo est monté, 1 ' extrémité do départ du toron do yurrc est attachée-| njiuolionent autour du tubo. Lorsque toron de verre vSt cii.si fixé au tubo, lo dispositif dj du bobinage est mi3 un fonctionneivant. Ceci peut Ctr, >:ffcctu,- en libérant un „:,brayege qui a été* maintenu on position iljbrfty ^ p r 1.^ fic.d de l'opérateur pondant qu'il plaçait le tub^ sur lo :.amérin ot qu'il fixait l'extrémité avant du toron de verre rutcur du tubo. _% :..-surc quo le. rotation du tubw ost accélérée jusqu'à se vitesse choisie (qui peut être de 10 OOO tours ou plus par minute), les doigts sont projetés vers l'extérieur par le force centrifuge contre la surface interna du tube. Sous 1 ' affût îo 1.- grande vitesse lo rotation du mandrin, le poids des doigts exerce ui;o force centrifuge considérable ecntrv le surface ir.t«rno du tubo et lo maintien- c l'état tendu. Pour do plus grandes bobinas du toron, des doigts en acier inoxydable chromé sont avantageux pour engeîidrer une plus grande force. Dos doigts en aluminium sont satisfaisants pour de petites bobinas. XJrx type de tubo do bobinage convenant pour la mise en couvre de la présent.; invention a son plus grand diamètre sous sa forme initiale comao lo tube représenté sur le mandrin sur la figure 5. Ge tube peut présenter deux ou trois couches et ôtre fait en papier ou autr^ base fibreuse suffisamment renforcée per un apprêt ou liant pour le rendre sensiblement inextensible, tout en conservant une grande flexibilité. Un tube de ce type, qui a été utilisé avec succès, a un diamètre interne de 161 nn et une épaisseur de paroi de 0,76 ,i.. Sur le figure 7> une partie du mandrin sur lo-quel se trouve le tube 22 est représentée en rotation, le bobinage du toron 26 sur le tube ayant été con,„.jncé avec l'étirage continu sinultanê des filaments 16 provenant de 1'extrudeuse 12 ot leur rassemblement sous forme du toron 26. Le dispositif à mouvement de va-et-vient 27 répartit régulièrement le toron le long du tube. La grande vitesse de rotation du mandrin applique une telle tension de traction eu toron en cours de rassemblement que le toron subit un allongement correspondant à une grande partie de 1'allongement possible estimé de trois pour cent environ. Cet allongement en longueur du toron est maintenu pendent le bobinage du toron. BAD 69 06460 r —o— 2003517 cru ;c ivs 1 ? résistance — csnique du toron et de sas caractéristiques clast'iqu^s •Joioiblon.c.t idéales, uco- force du cor.-yrossien considérable est exercée con -ro le tube. Cependants le teids los doigts ot 1.-. vitesse lo rotation ont été calculés d'une 5 préiétor. ineo pour uiig^nircr uno force cerxtrifug3 suffi sante contre lo tubo pour lo r.rintouir à-l'encontre do la force centripète antagoniste lu toren. Il est possi'clo Cju'un léger p.llongerient du tube puisse se produire a ccuso do 1;. cce.prossion eu du rossorreiont du tube 10 entre los forces entrgonistos centrifuge et centripète» Tout amincis sériant ot tout allongèrent latéral du tubo qui en résultent seraient compenses par un épaississenent ou un plisseront dus parties du tubo disposées au-lessus dos gorges 43 et des bords effile-s 45 dos doigts 29. 15 La contraction principale lu tube se produit lorsque le bo binage du toron sur 1,. tube est achevé, ot que la rotation du nandrin est arrêtée. Alors lo toron, par son élasticité inhérente , a tendance a. se raccourcir pour reprendre sa longueur initiclo. £0:. allonge ont précédent sous l'effet de la force de 20 traction exerceo par Ir rotation peut varier dans une garme approxinativo ce;.prise entre 1,5 et 3 pour cent en fonction de la vitesso de rotation du nandrin, de la durée du bobinage et de la coiiposition du verre. Une plus grande vitesse et une plus longue durée du bobinage augnentent toutes deux l'allongenent » 25 Sur la figure 8, le bobinage du toron 26 est teminé, et la rotation du nandrin 18 est arrotée. Coiine représenté, le tube 22 est rossorrô de deux pour cent environ de son dia; être par le raccourcissenooc du toron jusqu'à sa longueur noruale à partir -de 1'allongenent provoque prr lu processus de bobinage. Dans 30 les cas extrones, la réduction voulue du diamètre du tube peut atteindre six pour cent. Les doigts 29 sont représentas cojjrie étant légèrorient enfoncés au-dessus de la linite de leur r.ouvenent vers 1 ' intérieur qui, dans cette fom-o de réalisation, est déterminé par le cen-3? tact des bords adjacents des d--igts„ Oette linite vers l'intérieur pourrait être également déteminée dans dos unndrins de construction différente par les extrénités internes des duigts qui touchent le fond des rainurus 31 ou par lc. base dos robords des doigts qui s'appuient contre des cordons plats du corps 32 40 BAD ORIGINAL 69 06460 -7- 2003517 La diminution correspondante; du diamètre du tube 22 est obtenue par la conpression dés parties du tube au-dessus des gorges contrains longitudinales 43 et des bords effilés 45 des doigts qui constituent enseaiblu, dans le présent cas, un tiers 5 environ des faces externes des doigts. Dans les espaces formes par les gorges ot los bords effilas, l„s parties excédentaires du tube sont rassemblées sous forme plisaée corne indiqué en 22c. Bien que la nature fon:-amentale de la conposition fibreuse des tubes résiste à un t^l plissement, il est favorisé par l'atnos-10 pbère huiJ.de régnant dans la zone de bobinage. La réduction de la tension du toron qui accompagne la diminution du dis;.être permet d'enlever le tubo supportant la bobine à l'écart du , .andrin et le déroulement facile ultérieur du toron depuis le tube eu cours de procédés de toronnage et de retordage. 15 Outre 11 allongeaient réel du toron pendant le processus do bobinage, l«s filaments du toron sont redressés et fortement serrés ensemble par la force de traction à l'encontre de toute-tendance individuelle à un frisr.ge variable. Le toron peut être également considéré cor sic «tant incurvé d'une façon qui n'est pas 20 naturelle autour du tube et couie ayant tendance à se redresser. Par conséquent, on jense qu'il existe des contraintes auxiliaires dans le toron qui sont réduites par la diminution du diamètre du tube et dont l'élimination facilite le déroulement du toron. 25 Le nouveau diamètre réduit du tube est conservé jusqu'à ce qu'il soit de nouv-.au utilisé. Toute hu.-idité absorbée par ledit tube au cours du bobinage initial est éliminée pendant 1'emmagasinage ou le déroulement ultérieur du toron depuis le tube. 30 Sous l'effet de la poussée centrifuge des doigts au cours de l'opération suivante de bobinage d'un toron, le tube est déployé jusqu'à son diamètre initial. Àu lieu de commencer avec un tube à surface lisse, on peut utiliser un tube fabriqué sous forme initialement gaufrée. Le. 35 gaufrage peut être réglé pour permettre unu augmentation du diamètre d'au moins trois pour cent. Lorsqu'on place un tel tube pour la première fois sur 1^ nandrin, il abaisse les doigts d'une distance comparable à celle des doigts de la figure 8, puis p.~r l'action des doigts, il est déployé jusqu'à un diamètre corros-40 pondant à celui du tube représenté sur la figure 6. Lorsqu'il BAD ORIGINAL 69 06460 -8- 2003517 ost ultérieure: lent comprimé, lo gaufrage du tube est concentré dans les espaces dos gorges 4-3 ot des borda effilés 4-5. Les diverses caractéristiques gui contribuent au succès de 1* invention corner-er-n Ait des doigts :._unis de rebords externes qui 5 recouvrant autant que- possible le périphérie totale du uandrin et fournisèent ri:, si un La principale caractéristique du nandrin de la présente invention est la présence do zones en creux dans lesquelles les parties ou excès du tube peuvent Stre rassemblées pour permettre la réduction voulue du diamètre du tube. Bien qu'on préfère une gorge centrale et des bords effilés pour forcer des zones de rassemblement, des zones en creux ayant d'autres for:tes et d'r.utr^s proportions peuvent être tout aussi efficaces. Ces zouus doivent -z ' étendre de manière assez uniforme le long des doigts, t doivent être régulièrement espacées pé-ri-phériquement autour du ..amdrin. D'autres forces peuvent comprendre deux gorges décalées de plus petite dimension à la place de la seule gorge centrale, une série de creux sphériquos ou de gorges courtes, ou des conbinai-sons de ces derniers. Outre la présence de l'espace de rass-ribleuent pour les parties plissé es du tube, comme sus-mentionaé, les bords effilés ont pour but supplémentaire important de réduire la possibilité d'un pincement du tube entre les bords des doigts adjacents. Dans certains cas, la présence des bords effilés seuls peut permettre dtatteindre le but de la présente invention. de En résume, on remarquera que l'invention concerne un uandrii/ construction spéciale destinée à permettre un rétrécisses ,-nt 'd'un tube de natièz'e non élastique et un procédé d'utilisation d'un tel nandrin avec un tube du type mentionné. Saturellement, l'invention n'o-st pas limitée à la forme do réalisation décrite et représentée-, et'est susceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. BAD ORIGINAL 69 06460 _c,_ 2003517 3JV"3i:_'IOATICi;S ■ * 1. Landrin dostirié à" supporter un tubo sur lequel un t> rcn d-3 verre est bcbini, •. •:.drin caractérisé en ce qu'il ccnprend plusieurs ici gts s ' etee-l-nt le long lu •-.-.ndriu, los f ?.ces externes les dai^ts -t nt dis-poc^ os de façon serrée et constituât la 5 surface exturno lu -n.lrin, un .oyen nai: ton _:rt ot guidant les deigts en vue .'.'un ... .uvj: _-;nt rc- liai li mite, les surfaces ext.-r-nes des deigts étant en grande partie incurvées pour fumer ensemble un profil cylindrique ot des zones en creux ménagées dans les surfaces externes et situées le long de parties longitudi-10 nales desdites surfrocs. 2. mandrin selon 1- revenlic tion 1, caractérisé en ce que les zones en creux pré-s entent des rainurfoj s'étendent au cei-trc des doigts et le long de ces derniers. 3. mandrin selon rov-jn lic^.tion 1, caractérisé en ce quo fornees par 15 les zones en creux sont/. les bords biseautés c.es doigts, 4-. kandrin selon la roven.icrtion 1, caractérisé en ce que los zones on cr«ux s'étendent sur une z 5. i-andrin oelon la revendication 1, caractérisé en ce que 20 les doigts ont une section droite approximativement en for_e de T, la partie inféri eure du G? et rjit placée dans une rainure de guidage ;t les bords jxtemos le la partie supérieure du T viennent sensiblement c-n contact lorsque les doigts sont à l'extre-uité la plus intere-.v de leur „ouveuent radial. 25 S. i:-mdrin utilisé en cc:.binaison avec un tube qu'il sup porte et sur lequel un toron de verre est enroulé, ledit nandrin étant caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs doigts s'étendant dans le sens de sa longueur, les faces externes des doigts étant disposées près les unes des autres et constituant 30 la surface externe du nandrin,et un -..oyen maintenant et guidant lesdits doigts en vue d'un mouvement radial limité,los surfaces externes des doigts étant en grande partie incurvées pour former ensemble un profil cylindrique,et des zones en creux de surface importante dans los surfaces^ externes ménagées le long des pc.r-35 ties longitudinal^s^desdites surfaces, les doigts étant mainte-nus vers 1'extérieur sous l'effet de la force centrifuge pendent 1: rotation du nandrin et aintenant le tube a l'état tendu,et les doigts étant enfoncés vers l'intérieur par le resserrement du t ®AÔ ORIGINAL 69 06460 2003517 -10- et los parties duJ.it tube se ropli-mt d-ns los zon^s en creux sous 1 ' offot du rjsscrroruiit du ter on do verr^. 7- i..r::Jrin rotatif on combinaison av .c un tube do bobinage pour ui- toron de fibres do v^rr-j destiné «. etrt. :.ontï sur le ...andrin, ledit ^rv.drir. présentant un; surface périphérique déployable gourai.. ...nt cylindrique, .t lo tubo do bobinage étant on une .atièro t-ndu.,- do con.--sition floociblo et non élastique, lodit n^rin ~t nt cc-ractérisé on ce-qu'il présente dss zones en creux de grsr.de ét.nduo dans s- surf-ce extern^, do façon que le tubu puisse â-tro 1: .intenu tendu lorsoue lr». surface périphérique cylindrique e^t à i' = t:rb déployé, ot les p arties du tube peuvent so repli, r et pén.tror dans les zen^s en creux lorsque la surface périphérique cylindrique est a l'état resserré ou conprin;. 8. Mandrin destin^ & supporter un tube sur lequel un toron de fibres de verre est enroulé, caractérisé en ce qu'il présenta des doigts s ' étendant longitudinale- ,ent, les doigts ?ynnt des surf--.c is i=xtvr:io3 générale, ^ent arquées qui constituent ensemble une surf ".ce externe cylindrique du nandrin, chacun des doigts r.y nt une gorge longitudinale centrale et des bords effilés vers l'intérieur. 9- irocédé de bobinage l'un toron de fibres de verre sur un tube non Sl-.xstiquo, caractérisé en ce yu'il consiste à riaintenir le tube sous forr.o cylindrique tondu o pendant que le toron de fibres de xrorro est enroulé sur lui sous tension, à relâcher lo tube & partir do l'état t^ndu après le bobinage du toron de fibres de verre, à supporter le tubo sous for,.o géneralenent cylindrique de plus p .tit diai.ètre pour relâcher la tension du toron bobiné, et à forner des zones en creux dans lesquelles les parties du tube peuvent so rasserïbler sous fome plissée pour permettre une telle réduction du dimètro du tube. 10. Procédé solon le: revendication 9 3 caractérisé en ce que le tube ost de composition fibrousu. 11. Procédé selon la revendication 93 caractérisé en ce que lw diai.ètre du tubo est réduit dans une proportion de deux à six pour cent. BAD ORIGINAL