Brevet FR2018749A1 — publié le 19700626

La présente invention concerne un procédé et un appareil destines à bobiner des "brins" et, plus particulièrement, des produits en brins constitués par un ou plusieurs groupements de brins formés par des fibres ou filaments continus à petit diamètre, pour donner une bobine commune. Bien que cette invention puisse s'appliquer notamment au bobinage de brins formés par des fibres ou filaments continus de verre, elle ne s'y limite pas forcément et peut être mise en oeuvre quand on veut bobiner des brins en bien d'autres matières, par exemple en substances minérales autres que le verre ou en résines synthétiques telles que les polyamides, les polytéréphtala- tes de glycols, le polyacrylonitrile, le polyéthylène, le poli- chlorure de vinylidène, le polychlorure de vinyle, les copolymères d'acétate de vinyle, les copolymères de chlorure de vinyle et d'aerylonitrile, des copolymères de chlorure de vinyles le nylon, la substance connue sous le nom dtrlon", des rayonnes, des fibres vinyl-acryliques, ainsi que des matières naturelles comme le coton, le lin, le jute, le kapok, la soie, les fibres de pulpe ligneuses ou de laine etc... L présente invention peut aussi slappliquer au bobinage des fibres de cellulose ou de ses dérivés, par exemple d'hydrates, d'esters ou d'éthers de cellulose, et au bobinage de caoutchouc naturel ou synthétique et de ses dérivés, de fibres en résines naturelles, ainsi que fibres et pellicules fabriquées par tranchage, découplage ou déchiquetage de pellicules non fibreuses. Dans un procédé connu, où l'on bobine un produit composé de plusieurs brins dont chacun comprend en grand nombre des filaments continus qui deviennent pâteux à chaud, par exemple des filaments amincis pris dans un groupe de filets vitreux sortant d'orifices ou de becs disposés sur plusieurs rangs le long d'un manchon ou d'un organe d'alimentation, les filaments sont réunis en plusieurs brins séparés, plus précisément au nombre de trois, par un dispositif à semelle groupeuse de filaments. A l'amont de ce dispositif à semelle, les divers filaments passent dans un poste d'enduction où ils sont revêtus par une résine, sous forme d'émulsion dans l'eau qui, entre autres, les fait adhérer les uns aux autres en aval dudit dispositif. @y a alors bobiere simultané des trois brins qui @@@@iuit vo@lu sur un @@@ret collecteur monté sur une pièce de serrage tournante ae bobineuse, en uC de produire un enroulement ou une bobine primaire. Il existe un mécanisme convenable à va-et-vient qui enroule les brins sur le touret selon un modèle souhaité. Les bobines primaires enroulées sur deux tourets collecteurs ou plus sont transférées au cours d'une autre opération de bobinage à un deuxième touret qui fournit un paquet final unique dont on peut dérouler simultanément deux brins ou plus. Cette autre opération de bobinage comprend uii retrait du touret collecteur du nombre voulu de bobines primaires et le montage séparé de chacune d'elles sur la bobineuse. Le produit en brin que porte chaque bobine primaire est déroule de l'inté- rieux de celle-ci qui, , ainsi9 agit en fait comme son propre touret lors du déroulement. Pendant que les brins séparés sont au contact du di- positif à va-et-vient, au cours de leur bobinage qui doit donner le produit en brin sur le touret collecteur, ces brins viennent en contact réciproque et, par conséquent, s'accolent les uns aux autres. Il résulte, de ce contact et de l'accolement qui s'ensuit, un produit dont les trois brins sont inégalement longs, si bien qu'il se forme des boucles peu souhaitables dans l'enroulement de la bobine primaire. Ces boucles lâches tendent à se manifester aux extrémités d'une couche d'enroulement au cours du bobinage du paquet final, c'est-à-dire d'une bobine de "roving" provenant d'un certain nombre de bobines primaires et, dans la pratique, ces boucles tendent grandement à porter tort au traitement subséquent du paquet final.De plus, la présence de ces boucles entrain des difficultés importantes au cours du déroulement consécutif simultané des produits en brin à partir du paquet final. Ce paquet final, c'est-à-dire la bobine de roving, est constitué par un certain nombre de brins séparés, posés en parallèle sans torsion, par exemple composés de fibres de verre. L'invention a pour but de perfectionner les procédés de bobinage des brins sur les tourets collecteurs en obviant largement à la formation des boucles précitées. Elle a ainsi d'abord pour objet un pr2cédé de bobinage de brins qui comprend l'alimentatien simultanee, @als separée, d'un touret collecteur commun par deux brins ou plus provenant d'un organe alimentaire, avec déplacement simultané, mais séparé, des brins pendant l'opération d'enroulement, en va-et-vient le long du touret pour que lesdits brins forment un nombre correspondant de couches d'enroulements. De préférence, la grandeur du va-et-vient est telle que les extrémités d'enroulements adjacents se recouvrent; les enroulements à chaque fois attenants se solidarisent ainsi mutuellement en position. L'invention a aussi pour objet un appareil à bobiner des brins, qui comprend un organe d'alimentation en matière première, des moyens destinés à former un certain nombre de filaments ou fibres à partir de cet organe, des moyens qui groupent les filaments ou fibres pour en former au moins deux brins séparés, un élément tournant propre à recevoir par montage un touret sur lequel doivent être enroulés les brins, ainsi qu'au moins deux organes 9 va-et-vient qui déplacent simultanément, mais séparément, les brins le long du touret pendant qu'il tourne, pour y produire ainsi un bobinage par couches. La description qui va suivre d'un exemple de bobinage de brins en verre, en regard des dessins annexéÛ, fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente schématiquement un appareil à bobiner des brins. La figure 2 est une vue latérale d'un premier mode de réalisation d'un mécanisme à va-et-vient pour brins, utilisé dans l'appareil de la figure 1. La figure 3 en est une vue en bout. La figure 4 en est la vue en plan. La figure 5 est une vue latérale d'un deuxième mode de réalisation d'une partie d'un mécanisme à va-et-vient pour brins utilisé dans l'appareil de la figure 1. La figure 6 en est une vue en bout. L'organe d'alimentation 1 que montre la figure 1 contient une certaine quantité de verre rendu pâteux par la chaleur. Son fond 2 comporte un certain nombre d'ajutages 3 par chacun desquels le verre fondu peut s'écouler pour former un filet. Sur la figure, seuls neuf de ces filets ont été indiqués dans un but de clarté. Dans la pratique, un très grand nombre de filets vitreux sortiraient du récipient, par exemple au nombre de 204, 408, 816 ou 1632. L'organe d'alimentation 1 peut astre chauffé par voie électrique et, à cet effet, on dispose à l'extrémité du récipient des bornes 4 qui servent de connexions à une source de courant convenable. Pour fonctionner en mode continu, l'organe 1 offre des goulottes ou trémies 5 recevant la matière première qui doit être fondue. D'une autre manière, l'organe 1 peut être associé à l'avant-foyer d'un four à verre et peut en recevoir le verre fondu. Les filets fondus qui sortent des ajutages sont amincis pour former des filaments 6 à 14 qui passent sur un ensimeur 15 à rouleaux qui leur fournit un enduit d'encollage ou lubrifiant. Les filaments sont alors menés, en passant par une semelle groupeuse 16, en nombre voulu de brins séparés. Sur la figure, les filaments sont répartis en trois brins 17, 18 et 19. Le brin 17 comprend les filaments 6, 7 et 8, le brin 18 les filaments 9, 10 et 11 et le brin 19 les filaments 12, 13 et 14. Dans une installation de mise en pratique, où llorga- ne d'alimentation comporte 408 ajutages 3, les 408 filaments qui en résultent sont groupés en trois brins, dont chacun comprend autant que possible 136 filaments. On constate qu'il est pratiquement très difficile de séparer exactement un grand nombre de filaments très fins et délicats en groupes dont chacun va contenir un nombre bien précis de filaments. Afin de faciliter le groupage des filaments quand le manchon offre 408 ajutages, on dispose ceux-ci selon un schéma rectangulaire de 15 fois 26 ajutages, avec une rangée supplémentaire de 9 ajutages à chaque bout. Cette disposition conduit à grouper convenablement les filaments en trois brins dont chacun comprend respectivement 129, 150 et 129 filaments. Les brins 17, 18 et 19 sont menés séparément à un poste d'enroulement 20. Ce poste comporte une pièce de serrage tournante 21 sur laquelle est placé un touret 22 où les trois brins doivent être enroulés simultanément. Les brins séparés sont guidés sur le touret 22 au moyen d'un mécanisme distributeur tournant 2) qui comprend, pour chaque brin, un organe homogène à va-et-vient séparé 24. Le rôle du mécanisme distributeur consiste à poser séparément les brins 17, 18 et 19 sur le touret, de manière que le bout de l'enjroulement 25, représenté en traits pleins et constitué par le brin 17, recouvre légèrement le bout adjacent de l'enroulement 26, indiqué en tirets et constitué par le brin 18, et de façon que l'autre bout de 11 enroulement 26 recouvre le bout adjacent de l'enroulement 27, indiqué en traits mixtes et constitué par le brin 19. Ce recouvrement stabilise le bobinage et en facilite la manipulation ultérieure. Eu égard à ce recouvrement, il est souhaitable d'obtenir une séparation précise des filaments en brins isolés, pour que l'épaisseur des enroulements soit sensiblement uniforme. Sur la figure 1, le mécanisme distributeur 23 comporte trois organes séparés va-et-vient 24 La configuration de deux modes de réalisation d'un tel organe 24 est représentée plus en détail aux figures 2, 3, 4 et 5, 6. Dans organe des figures 2 à 4, six cames en spirale 30, 31, 32, 33, 34 et 35 sont montées sur un moyeu creux 36 qui offre en bout des brides 37, dont chacune est conçue pour recevoir et mettre en position les cames 30 à 35. Chacune de ces cames est force par un fill 9n laiton acier ou en une autre matière qui, résistant à l'usure du brin, ne l'endommage pas de manière superflue; chaque came a la même torsade angulaire autour de l'axe de rotation du moyeu. Quand il y a six cames, la torsade porte sur 600 de la circonférence du moyeu. La came 30 comporte une partie guide-brin 30A qui s'étend le long du moyeu et décrit la surface d'un tronc de cone, dont le plus grand rayon est défini par une autre partie 30B, radiale et longue, du fil de came et dont le plus petit rayon est défini par une partie radiale courte 30C du meme fil. Les cames 31 à 35 comportent toutes des parties analogues qui, sur les dessins, sont désignées par des références qui se correspondent. Les cames 30 à 35 occupent sur le moyeu 36 des positions telles qu'elles y forment des guides successifs pour le brin. L'organe à va-et-vient 24 fonctionne de la manière suivante: On suppose que cet organe tourne en sens anti-horaire quand on regarde la figure 3 et qu'un brin à bobiner vient initialement au contact du guide 30A de la came 30, en un endroit proche de sa partie 30B, c'est-à-dire celle qui a le plus grand rayon. @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ combinés de l'organe à ve-ev-vien @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 23 font que le br@@ @@@@@@@@ en glissant le guide 30A vers la penite parpi waiale 30C. Au coaus de ce glissement, le point de contact Qu brin avec le touret 22 se déplace ie long de ce touret dans une première direction, plus précisément vers la droite sur la figure 2, pour y poser le brin en couche qui avance d'un out du touret à l'autre. A un certain moment de la rotation de l'organe 24, le brin, alors qui se déplace de la came 30 vers le touret 22, est intercepté par la came suivante 31 dudit organe. La disposition et la géométrie des cames sur organe 24 font que la came 31 intercepte le brin près de l'extrémité à grand rayon du guide-fil 31A en un endroit proche de la partie 313. A la suite de cette interception, le brin est alors conduit à dessendre le guide 31A vers l'extrémité à petit rayon 31C de la came 31, c'est-à-dire vers la gauche sur la figure 2. Le mouvement longitudinal qui en résulte se fait en direction opposée à celui qu'avait produit la came 30 : il y a ainsi renversement correspondant du sens de déptiv du brin sur le touret 22.Le brin dessend le guide 31A jusqu'à interception par le guide 32A de la came suivante 32, interception qui a lieu près ae sa grande partie radiale 32B. A la suite de cette deuxième interception, le sens du mouvement du brin le long du touret s'inverse à nouveau. I1 résulte de ceci qu'à chaque interception du brin par une nouvelle came, son sens de pose sur le touret 22 s'inverse. Done, dans le cas de l'organe 24 des figures 2 à 4, il s'inverse six fois par révolution de cet organe. Le rapport du nombre de tours par unité de temps du touret 22 à celui de l'or- gane 24 régit en pratique le couchage des brins sur le touret. Les figures 5 et 6 montrent un organe 24 qui comporte quatre cames à fil 38, 39, 40 et 41 montées dans des plaques 42 en bout d'un moyeu 43, lui-même conçu pour être mis en rotation par un mandrin convenable non représenté. Le mode de fonctionne- ment de cet organe est en principe le même que celui des figures à à 4. A cet égard, il est superflu d'en faire une explication détaillée. Dans l'appareil de la figure 1, les trois organes 24 sont construits comme le montrent les figures 2 à 4 ou bien les et 6. En reut, si on le désire, disposer sur un organe ent des @emes à fil en nenbre @rérieur ou inférieur s in@@ @@@ Dans @@@@@@@@@@@@@@@@@ de la fagure 1, Il est très souhaitable de prendre des intervalles pour mettre en positons mutuelles précises les cames des organes adjacents à va-et-vient 24, pour que les brins 17, 18 et 19 se déplacent exactement en phase au cours de leur mouvement longitudinal sur le touret 22. Ce touret, pour permettre de produire le paquet final voulu où l'on peut dérouler simultanément trois brins séparés, est retiré de la matière qu'il porte et le bobinage composite constitué par les enroulements solidaires en position relative 25, 26 et 27 est monté dans un ensemble bobineur. Les trois bouts principaux des brins sont saisis et enroulés simultanément sur le touret formateur du brin.Le déphasage des brins en cours d'renvidage sur le touret 22 est maintenu à peu près constant, dans la mesure où il est assuré par le procédé de bobinage qui vient d'être décrit, les trois brins ne se rejoignant jamais, chacun d'eux étant tout juste déplacé de son voisinage immédiat pour réduire au minimum leur possibilité de venir se déphaser au cours du dévidage des bobinages composites 25, 26 et 27 sur le touret à paquet unique non indiqué. On constate, en mettant en oeuvre ie procédé de bobinage conforme à l'invention, qu!on peut grandement remédier à la naissance de boucles due aux variations des tensions d'enroulement, au cours de l'étape d'enroulement final par laquelle on produit le paquet unique précité. I1 est évident que, bien qu'ayant été décrite pour le bobinage de trois enroulements séparés sur un touret commun, l'invention peut s'appliquer au bobinage d'enroulements séparés au nombre de deux, quatre ou plus. Ce nombre dépend, entre autres facteurs, de l'usage ultime auquel on destine le paquet bobiné. En outre, on peut produire si on le désire des bobines non solidariméessur un touret bobineur commun. On se rend compte que les organes à va-et-vient 24 peuvent être remplacés par d'autres formes d'exécution convenables de guides-brin permettant de poser un brin le long d'un touret et, par exemple, un rouleau "Reece", c'est-à-dire un rouleau cylindrique à gorges hélicoidales en opposition, le rôle de ces gorges étant identique à celui des fils 30. Dans la description qui précède et comme il a déjà été dit, le bobinage des brins de verre n' a été donné qu'à titre d'exemple et on peut bien sûr enrouler de la même façon d'autres brins. -REVENDICATIONS- 1. Procédé de bobinage de brins, caractérisé par l'alimentation simultanée, mais séparée, d'un touret collecteur commun par deux brins ou plus provenant d'un organe alimentaire, avec déplacement simultané, mais séparé, des brins pendant le bobinage en va-et-vient le long du touret pour que lesdits brins forment un nombre correspondant de couches d'enroulement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la grandeur du va-et-vient est telle que les extrémités d'enroulements adjacents se recouvrent, les enroulements à chaque fois attenants étant ainsi rendus mutuellement solidaires en position. 3. Appareil qui sert à mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, caractérisé par un organe d'alimentation en matière première, des moyens destinés à former un certain nombre de filaments à partir de cette matière première, des moyens groupant les filaments pour en former au moins deux brins séparés, un élément tournant conçu pour recevoir par montage un touret sur lequel les brins doivent être enroulés et au soins deux organes à va-et-vient qui déplacent les brins, siiultanément mais séparément, le long du touret quand celui-ci tourne, pour en produire un bobinage en couches. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les brins séparés sont guidés sur le touret par un mécanisme distributeur où sont inclus les organes à va-etvient, dont l'agenément est tel que les brins s'enroulent sur le touret avec recouvrement léger, par le bout d'enroulement formé par un brin, du bout d'enroulement formé par un brin adjacent. 5. Appareil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que chaque organe à va-et-vient comprend plusieurs cames en spiralemontées sur un moyeu cireux pourvu en bout de brides, dont chacune est conçue pour recevoir ét mettre en position les cames. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que chaque came est en matière qui, résistant à l'usure du brin, ne porte pas préjudice à celui-ci de manière superflue, par exemple en laiton acier. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que chaque came présente la m"eme torsion angulaire autour de l'axe de rotation du moyeu. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé par l'existence de six cames sur chaque organe à va-et-vient, la torsion angulaire de chaque came ~~ portant sur de la circonférence du moyeu creux. 9. Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que chaque came offre une partie guide-brin qui s'étend le long du moyeu et décrit la surface dtun tone de cône dont le plus grand rayon est défini par une partie radiale longue et le rayon le plus petit par une partie radiale courte de ladite came, les cames occupant sur le moyeu des positions qui en font des guides successifs pour le brin. 10. Appareil de mise en oeuvre du procédé-selon' la revendication 1, caractérisé par le guidage des brins-bipards sur le touret au moyen d'un mécanisme distributeur tournant qui comprend pour chaque brin un organe-à va-et-vient séparé, ainsi que par la conception desdits organes pour leur permettre de déplacer simultanément, mais séparément, les brins au cours du bobinage en va-et-vient le long du touret. 11. Appareil de mise en oeuvre du procédé selon-la revendication 1, caractérisé par le guidage des brins séparés sur le touret au moyen d'un mécanisme distributeur tournant qui comprend, pour chaque brin, un organe à va-et-vient séparé comportant plusieurs cames en spirale dotées d'une partie guide- brin qui s'étend le long du moyeu et décrit la surface d'un trone de cône dont le plus grand rayon est défini par une partie radia- le longue et le plus petit rayon par une partie radiale courte de ladite came, les cames étant mises en position sur le moyeu pour guider successivement le brin.