Brevet FR2137797A1 — publié le 19721229

"Là présente invention concerne la fabrication de bobines utilisées dans l'industrie textile et désignées ci-aprës par le terme canettes et également les bobines ainsi obtenues. A l'heure actuelle, les canettes utilisées dans l'industrie textil sont constituées par des pièces cylindriques comportant à une extrémité un emboîtement spécial (femelle) recevant un organe d'entraînement (mâle) qui entraîne rapidement en rotation la canette lorsque le fil est enroulé sur cette dernière ; en raison des hautes vitesses pratiquées, il existe à l'intérieur de la canette une zone dans laquelle une broche faisant partie du système d'entraînement est insérée. Afin de réaliser des systèmes capables de soutenir les vitesses élevées requises, on a utilisé jusqu'à présent, outre ées dispositifs de forme de construction, deux matériaux différents pour la fabrication des canettes ci-dessus mentionnées, ces matériaux étant a) un noyau métallique (généralement, en aluminium ou ses alliages) sur lequel on place un cylindre en plastique (fourreau) autour duquel le fil est enroulé. Dans ces conditions, lorsque le fil est complètement enroulé, si le fourreau vient à se rompre, il est possible de récupérer le noyau métallique sur lequel on adapte un autre fourreau. Sien que présentant quelques avantages, ce système a de graves inconvénients, du fait que les structures en plastique, mais surtout les noyaux métalliques formant supports, après avoir été utilisés un certain nombre de fois relativement limité, se déforment et deviennent inutilisables, ce qui oblige à les remplacer par des pièces neuves. Dans ces conditions, la récupération éventuelle de matériaux est très difficile ou coOtéuse, surtout lorsqu'il s'agit d'organes métalliques ; bien que de nos jours, l'usinage de ces derniers ne présente aucun problème, il implique cependant des prix de revient élevés ; en outre, avec les structures ci-dessus mentionnées on a affaire à des poids unitaires qui grèvent considérablement le transport ainsi qu'à d'autres inconvénients de nature différente, mais qui tous affectent les coûts de fabrication. On a maintenant découvert un procédé permettant la fabrication de canettes en réalisant une économie considérable et qui présente des avantages remarquables par rapport aux procédés connus. Ce 72 16953 2 2137797 procédé consiste à fabriquer ces.canettes en résines synthétiques spéciales. Cela peut surprendre car, bien que les résines synthétiques soient légères, faciles à usiner, faciles à récupérer par broyage et fusion et, par conséquent, présentent à priori d'excel-5 lentes propriétés pour conférer des avantages incontestables aux articles qu'elles servent à fabriqueren réa.lité, dans le cas donné, il était difficile de penser qu'elles puissent remplacer les structures du genre décrit ci-dessus, structures qui sont le fruit d'une longue expérience. 10 En fait, pour donner un exemple, il suffit de penser que les canettes sont entraînées et doivent tourner à des vitesses souvent supérieures à 10 000 t/m sous l'action d'une charge toujours crois santé, due au fil qui est enroulé de façon continue, pouvant dépasser 2 kg. 15 On a maintenant découvert qu'il est possible de réaliser des canettes en donnant sa forme à une résine synthétique par chauffage tout en exerçant une action mécanique, ladite résine devant présenter séparément ou conjointement, les caractéristiques suivantes - dureté superficielle : au moins égale à 70 Shore D, 20 - module d'élasticité à la flexion supérieur ou égal à 10 000 kg/cm2, - limite d'élasticité à la traction supérieure ou égale à 300 kg/cm2. La dureté superficielle est déterminée par l'essai de la norme 25 ASTM D 1706, par contre, pour des valeurs de dureté élevées, on doit utiliser l'échelle de Rockwell et, dans ce cas, c'est la norme ASTM D 785 qui doit être employée. Le module d'élasticité à la flexion est déterminée par la méthode de la norme ASTM D 7 90 et enfin, la limite d'élasticité à la traction est déterminée par 30 la méthode de la norme ASTM D 638. L'action mécanique qui vient s'ajouter à celle du chauffage peut être, par exemple, celle de la pression, bien que d'autres actions puissent être envisagées. D'une manière générale, toutes les résines synthétiques présentant les caractéristiques ci-dessus mentionnées sont utilisables selon 35 l'invention ; par les termes résines ou plastiques, on entend selon l'invention tous les produits obtenus selon la technique connue de polymérisation de composés monomères non-saturés, aussi 72 16953 3 2137797 bien que par condensation ou addition. Par exemple, on peut citer comme appartenant à la première catégorie, les polymères d'oléfines tels que le polypropylène ou les oléfines substituées telles que le chlorure de polyvinyle (PVC) ou également, des copolymères de différents monomères non saturés tels que ceux obtenus à partir d*acrylonitrile, de butadiène et de styrène que l'on désignera ci-après par ÀBS. Dans la classe des résines de condensation, on peut citer celles obtenues par la réaction d'au moins deux composés bi-fonctionnels avec élimination de petites molécules tels que l'eau, 0 1'ammoniacetc.. On peut citer encore, comme composés bi-fonction-nels les acides dicarboxyliques qui peuvent réagir avec les glycols et les diamines. Un polymère typique de cette catégorie - donné seulement à titre d'exemple - est le nylon. Enfin, dans la classe des composés d'aeL-5 dition, on peut citer les polymères obtenus par addition continué": sans élimination d'aucune molécule. *■> de composés simples, les polyu réthanes en sont un exemple caractéristique. Par suite, le choix des résines convenant le mieux à l'application de 1'invention,peut s'effectuer dans un très large groupe de composés devant, cependant 20 présenter les propriétés mentionnées ci-dessus et logiquement, un prix en fonction des caractéristiques devant être obtenues dans le produit ; en général, le nylon, le PVC, l'ABS et le polypropylène donnent entière satisfaction. Pour ces raisons, les résines préférées pour mettre en oeuvre l'invention, bien qu'il n'y ait aucune limitation dans ce choix, sont celles appartenant à la classe ABS et parmi elles, on préfère parti culièrement celles possédant les caractéristiques suivantes ; - dureté superficielle : 118 Rockwell R (selon la norme ASTM D 7 90) - module d'élasticité à la flexion : 30 000 kg/cm2 (selon la norme ASTM D 790) - limite d'élasticité à la traction : 600 kg/cm2 (selon la norme ASTM D 638) Dans quelques cas, ces résines synthétiques peuvent être mélangées entre elles selon une technique connue pour obtenir des propriétés améliorées ou même être combinées à d'autres substances. On peut, 72 16953 4 2137797 par exemple, inclure dans ces dernières des charges solides aussi bien que des gaz, par exemple, lorsqu'il s'agit d'obtenir des mousses, c'est-à-dire, des produits à structure cellulaire. Une autre caractéristique avantageuse de l'invention est la possi-5 bilité de fabrication de canettes en une seule pièce. Des variantes peuvent prévoir de réaliser la partie devant être insérée sur l'élément mâle d'entraînement d'une seule pièce ou bien démontable, cette partie étant, cependant, de faible longueur par rapport à la longueur totale de la canette. 10 A l'intérieur de la section cylindrique de la canette et faisant partie intégrante de cette dernière, se trouve une section à profil spécial destinée à assurer la liaison avec la broche. Cette partir fait en principe, partie intégrante de la canette, mais il est bien entendu qu'elle peut être amovible et constituée en 15 matière plastique ou en métal, ou bien encore, en toute combinaison appropriée de l'un ou de l'autre. Une autre particularité de la canette selon l'invention vient de ce qu'elle doit être fabriquée de manière qu'elle puisse présenter une épaisseur au moins égale à 1/20 du diamètre extérieur de la section cylindrique ; 20 cette épaisseur peut être constante, mais elle peut également varier le long du profil cylindrique de la canette. La figure 1 illustre une structure particulière de canette selon l'invention à titre d'exemple non limitatif, plus particulièrement la figure 1 représente la partie de la structure qui, par 25 rotation autour de l'axe longitudinal (en trait mixte) engendre la structure cylindrique de la bobine (réalisée d'une seule pièce); la référence 1 désigne l'élément formant support, 2 désigne la partie convenablement mise en forme pour recevoir la broche. Les figures 2a et 2b représentent respectivement, une coupe lon-30 gitudinale partielle et une vue en plan de l'élément inséré sur l'élément d'entraînement mâle, qui peut faire partie intégrante ^montée de la structure cylindrique ou bien constituer une piece separee/ sur cette structure. La partie 2 elle-même, qui dans la figure 1 fait partie intégrante 35 de la structure cylindrique 1, peut constituer également une pièce séparée devant être ensuite montée sur la structure cylindrique ; cette partie 2 peut être en plastique, en métal ou en une combi- 16953 5 2137797 ces naison de/deux matériaux. Les figures 3c et 3d montrent respective ment une vue en plan et une coupe partielle de l'autre extrénité de la canette. Cette structure a été réalisée en utilisant la technique du moulage par injection ; sa reproductibilité a été vérifiée d'une façon rigoureuse en fabriquant dans le même moule une série de plus de 500 pièces, série dans laquelle 490 pièces furent reconnues bonnes au contrôle donnant de bons résultats après de nombreuses opérations, alors que seulement 10 pièces sur 500 furent mises au rebut. Cette structure de la figure 1 a été réalisée en Ravikral (marque de fabrique ANIC). 72 16953 6 2137797 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de bobines de fil textile, dits canettes de haute qualité, caractérisé en ce que l'on chauffe au moins une résine ou une matière plastique jusqu'à son point de ramolissement et que l'on en tire sous l'effet conjugé d'une acition mécanique, un produit d ' uner-.seule pièce représentant la structure entière de la canette. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière plastique présente au moins l'une des propriétés suivantes : - dureté superficielle au moins égale à 70 Shore D, 0 - module d'élasticité à la flexion au moins égal à 10.000kg/ cm 2, - limite d'élasticité à la traction au moins égale à 300kg/ cm2. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce 5 que la matière plastique est choisie parmi l'ABS, le PVC, le polypropylène et le nylon. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression est choisie comme moyen d'action mécanique associe au chauffage de la matière plastique. 0 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la résine choisie est l'ABS, du type présentant les caractéristiques suivantes : - dureté superficielle : 118 Rockwell R, - limite d'élasticité à la traction 600 kg/cm2, 5 - le procédé consistant à mouler par injection ladite résine pour obtenir d'une seule pièce la section cylindrique de la bobine. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'opération de moulage s'effectue de manière à réaliser la section cylin- 0 drique d'une seule pièce avec une partie mise en forme pour être connectée à l'organe mâle d'entraînement aussi bien qu'à une partie de forme appropriée pour le maintien de la broche. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'opération de moulage suit l'opération d'assemblage de la partie cylindri 72 lé953 2137797 que à une partie mise en forme pour assurer la connexion à un organe d'entraînement mâle ainsi qu'à une autre partie convenablement formée pour assurer le maintien de la broche. 8. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au .cours 5 de l'opération de moulage la partie cylindrique et la partie mise en forme pour assurer la connexion à l'organe d'entraînement mâle, viennent d'une seule pièce, cette opération de moulage étant suivie de l'emboîtement sur ladi'te partie cylindrique d'une partie convenablement mise en forme pour la liaison avec la broche. 10 9. Structure de bobine selon l'une des revendications précédentes, réalisée en matière plastique. 10. Structure en matière plastique utilisable comme bobine, caractérisée en ce qu'elle est constituée par un corps cylindrique unique auquel on associe une partie mise en forme pour assurer l'ac- 15 couplement à un organe d'entraînement mâle et une partie assurant part i ç .. , la liaison avec la broche, cette derniere7étant également realisee en matière plastique ou en métal ou en une combinaison de ces deux matériaux. 11. Structure selon l'une des revendications 9 et 10, caractériséé 20 en ce que l'épaisseur de la partie cylindrique est pratiquement constante. 12. Structure selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que l'épaisseur de la partie cylindrique varie tout au long de la canette.