Brevet FR2283847A1 — publié le 19760402

La présente invention concerne Ü dispositif pour le bobinage o le renvidage d'un fil textile sur un support tubulaire d'er.rcu- lement, de forme cylindrique, cônique, etc.. I1 est bien connu e renvider ou de bobiner un fil sur un support tubulaire d' enroulement. On connaît essentiellement deux types de dispositif pour ce bobinage. Le premier type consiste en un mandrin qui pénètre le support sur toute sa longueur, et comporte des éléments de serrage exer çant des forces radiales pour l'îrmobilisation du support sur le mandrin. Ce dispositif est néanmoins mal adapté aux vitesses de bobinage élevées, c'est-à-dire de l'ordre de plusieurs milliers de mètres par minute, car il nécessite un excellent équilibrage dynamique qui est délicat et coûteux. En outre, le poids élevé de ce dispositif est une cause d'inertie importante lors de la mise en route et de l'arrêt de la machine, sans coflpter que ce matériel est peu compatible avec une automatisation souhaitable. Le second type de bobinage consiste en une paire de flasques de préhension agissant chacun à une extrémité du support tubulaire, et comportant une butée axiale et un elément de centrage qui pénètre à l'intérieur du support tubulaire. Les deux flasques rotatifs et coaxiaux sont soumis à une force de rappel l'un vers l'autre , de manière à immobiliser le support d'enroulement par blocage axial. En pratique, un dispositif de ce type se compose d'un étrier pivotant comportant deux bras à axes parallèles à l'extrémite desquels est monté un flasque, l'un au moins des deux bras étant articulé pour permettre de saisir ou d'abandonner le support d'enroulement, respectivement vide ou plein. L'adaptation de cette seconde technique au renvidage à grandes vitesses pose de non-breux problèmes, par suite notamment des faux-ronds du support tubulaire et des flasques, sans compter qu'il est assez difficile d'assurer un entraînement constant sans glissement du support pendant sa rotation, et qu'il est également difficile d'assurer rapidement le freinage du support chargé de fil en fin d'opération de bobinage. Par ailleurs, pour atteindre des vitesses de bobinage élevées, il est indispensable de réduire les masses à accélérer ou à freiner, et de supprimer les jeux existant entre le support d'enroulement et l'organe qui les entraîne. En outre, pour obtenir un enroule rW e il correct, il est essentiel, perlant tout le processus @@@@@@@@@re de verrouiller positivement en @@ta@ier le support d'enroulement, c'est-à-dire @@ opérations de mise en vitesse, bobinage et freinage. S la réduction des masses conduit a alléger au maximum le ucids des support d'enroulement, elle conduit également à reduire considérablement la fluasse de l'organe qui aorte le tube Dans les brevets français 71.'348Q et 73.10658, on a décrit des oluticns adaptées au bobinage à grandes vitesses mais qui! à l'expérience, n'ont pas donné entière satisfaction, notamment par suite de la fragilitC des lames du centreur et de la retenue du tube par ces lares lors du changement de bobine, qui souvent dé équilibre cette dernière. L'invention se rapporte à un dispositif du type en question, simple, économique, et ne présentant pas les inconvénients des solu- tions enumerées ci-dessus. Dans ce dispositif de bobinage, un support tubulaire d'enroulement de fil textile, cylindrique notamment, est entraîné en rotation suivant son axe, coaxialement ou par contact sur une de ses génératrices avec un rouleau moteur, du type comportant deux flasques de préhension rigides et coaxiaux qui assurent la prise, la tenue et le centrage dudit support tubulaire à ses deux extrémités, chacun des flasques présentant un alésage interne dans lequel est engagée et centrée sous pression l'une des extrémités du support tubulaire d'enroulement, l'un au moins des deux flasques pouvant être éloigné de l'autre pour enserrer ou li bérer un support d'enroulement. Ce dispositif perfectionné se caractérise en ce que l'un au moins des deux flasques comporte des masselottes articulées situees à l'intérieur du flasque qui, sous l'effet de la force centrifuge provoquée par la rotation du flasque, s'éloignent de l'axe de rotation dudit flasque et prennent fermement appui sur la face intérieure extrême dudit support tubulaire d'enroulement. Par "masselottes11, on désigne de petites masses, généralement métalliques, de forme appropriée, d'un organe en mouvement agissant par inertie, gravité ou force centrifuge. Ces masselottes peuvent soit s'articuler autour d'un axe, soit coulisser dans une lumière prévue à cet effet. Avantageusement, les masselottes sont articulées dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation du support tubulaire d'enroulement autour d'axes fixes portés par le flasque et, sous l'effet de la force centrifuge, les masselottes viennent prendre appui sur la paroi intérieure extrême du support d'enroulement tubulaire. Pour les dispositifs de bobinage à grandes vitesses, l'un au moins des deux flasques est commandé positivement en rotation. On a déterminé que, pour avoir, lors du freinage de la bobine pleine, I'effet d'arc-boutement, la force exercée sur une masselotte par le support d'enroulement devait avoir une composante dirigée vers l'axe d'articulation de cette masselotte. L'effet d'arc boutement est maximum lorsque cette composante de force est maximum, c 'est-à-dire lorsque le point de contact de la masselotte et du support est situé sur la médiatrice du segment de droite compris entre l'axe de rotation du flasque et l'axe d'articulation de la masselotte. De même, lors du bobinage, pour obtenir le glissement minimum du support d'enroulement autour des flasques, c'est-à-dire le blocage maximum de ce support sous l'effet de la force centrifuge, il faut que la pression exercée par chaque masselotte sur la face interne du support tubulaire soit maximum, c'est-a-dire que la masse des masselottes soit la plus importante possible et que le centre de poussée de chaque masselotte, généralement voisin du centre de gravité, soit le plus éloigné possible de l'axe de rotation du flasque. Avantageusement, si l'extrémité du support d'enroulement où agissent les masselottes est déformable (cas des supports en aluminium, carton, etc.), sous l'effet de la pression exercée par les masselottes, celles-ci créent des empreintes locales dans le support et le verrouillent en rotation.De plus, ce support se trouve pincé fortement entre flasques et masselottes, et les surfaces où agissent les forces de frottement s'opposant au glissement sont nettement augmentées. En d'autres ternes, lors de la formation de la bobine, on recherche l'effet centrifuge maximum des masselottes. En revanche, lors du freinage, on recherche l'effet d'arc-boutement maximum. Sur la base des indications données ci-dessus, un technicien peut aisément calculer, en fonction des enroulements de fils à réaliser et des conditions opératoires retenues (titre et vitesse du fil, etc.), la manière de disposer les masselottes et la forme à leur donner, pour avoir un effet de blocage centrifuge suffisant pendant la rotation, c 'est-à-dire pendant le bobinage, et un arcboutement lors du freinage. Comme dit précédemment, on cherche à freiner rapidement les bobines terminées ; pour cela, on applique donc un couple de frei nage élevé à la bobine par 1 linterrElidiaire d'un flasque au moins et on cherche à éviter les glissements en rotation de la bobine par rapport à ce flasque. On obtient cet effet, comme déjà dit, en disposant les masselottes de manière à provoquer un arc-boutement. Dans le cas avantageux ou les masselottes sont articulées au tcur d'axes, ces axes sont situés de préférence sur un même cercle concentrique à l'axe de rotation du support tubulaire. Pour améliorer le fonctionnement de ce dispositif, chaque masselotte s'appuie, en cours de bobinage, sur une butée portée par l'intérieur du flasque. Cette butée a pour effet, d'une part, d'éviter l'entraînement en rotation des masselottes par le support lors du-freinage et, d'autre part, de limiter la pénétration des masselottes dans le support afin de ne pas le détériorer. Les masselottes sont en appui sur ces butées pendant toute la durée du bobinage, afin d'éviter la formation de balourd par des pénétrations des masselottes dans le support formant des empreintes plus ou moins profondes. Pour maintenir les masselottes en butée pendant le bobinage, il faut avantageusement que la force centrifuge exercée sur la masselotte soit au moins égale à la force nécessaire pour obtenir la profondeur voulue d'empreinte. Dans une forme d'exécution pratique, ces masselottes comportent également un ressort jouant le roule soit de ressort de rappel, soit de ressort de compression. Dans le premier cas, cela facilite l'extraction du support des flasques, alors que, dans le second cas, on améliore le contact des masselottes avec le support lorsque la vitesse de rotation des flasques est faible. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent, donnés à titre illustratif et non limitatif, à l'appui des figures annexées. La figure 1 représente, en perspective, un-dispositif de bobinage conforme à l'invention pour support d'enroulement cylindrique. La figure 2 montre schématiquement, en coupe, vu de dessus, le dispositif selon la figure '. La figure 3 montre une vue de face d'un flasque équipé de masselottes conformément à l'invention. La figure 4 représente, en coupe, le flasque équipé de la figure 3. La figure 5 montre, en coupe axiale, un support d'enroulement mis en place dans un dispositif conforme à l'invention. Les figures 6 et 7 illustrent, respectivement en coupe et en vue de face, une autre forme de réalisation de l'invention dans laquelle les masselottes sont coulissantes, et non plus pivotantes. Le dispositif de montage et de bobinage d'un support tubulaire d'enroulement selon les figures 1 et 2 est constitué par un étrier oscillant 1 comportant deux bras à axes parallèles 2 et 3 réunis par une entretoise 4 et pivotant par une de leurs extrémités autour d'un axe 5. Le bras 2 est articulé autour d'un axe 6 pour permettre l'ouverture de l'étrier et la pose et la dépose du support tubulaire d'enroulement cylindrique 7. I1 est amene en position de serrage, parallèlement au bras 3, au moyen d'un ressort 8. A l'extré- mité libre des bras 2 et 3 sont montés respectivement les flasques 9 et 10 munis de portées pour la surface extérieure du tube 7. L'entraînement par la périphérie du support 7 s'effectue au moyen du rouleau renvideur 11, le fil étant distribué en va-et-vient sur le support 7 par le guide 12 au moyen d'un organe classique (came) non représenté. Comme représenté sur la figure 5, chaque flasque 9 ou 10, en metal, est monté par son arbre respectif 31 ou 32, en porte-à-faux, sur deux paliers 13 et 14, l'arbre 32 étant mené par tout système de commande approprié 15 tel que poulie commandée par courroie crantée, tandis que l'arbre 31 est mont fou sur son palier 13, mais peut être déplacé axialement. Un support tubulaire cylindrique 7, parfaitement calibré mais avantageusement un peu déformable, par exemple en aluminium, du type de celui qui est decrit dans le brevet français 73.05702 du 9 Février 1973, et destiné à recevoir un enroulement de fils textiles 16, est ouvert à l'une de ses extrémités ou il est roulé in térieurement en un bourrelet 17, tandis qu'il comporte un fond 18 à son autre extrémité. On peut éqalement, si on le désire, utiiiser des supports en d'autres matières : plastique, carton, etc.. Chaque flasque 9 ou 10 est muni, à la partie périphérique de son alesage intérieur, d'inserts -19 et 20 de forme tronconique, en matiere plastique par exemple. Le flasque 10 situé du côté du bourrelet 17 présente un ensemble de masselottes 21, en matière dure (acier), de forme appro ). ontrée à la figure 3, articulés autour d'axes 22. Tous les axes C' articulation 22 de masselottes 21 sont sur 'm cercle con cerique à l'axe 23 de rotation au flasque 10. Chaque mass-- otte 21 @@@@ @ une ée 24 également en acier. Le entre de poussée 25 Ç' chcQ masselotte 21 est décalé par rapport à la lIgne passant par par l'axe cSa-.ículation 22 et l'axe de rotation 23, de façon à procur--:--, avec l'emploi d'une masselotte adaptée, un effet de pénétration suffisant en 26 ae la masselotte 21 dans le bourrelet 17. Un ressort 27 permet de mieux plaquer les masselottes 21 sur le support 7. Ce ressort peut être individuel pour chaque masselotte, ou commun à plusieurs masselottes. Le nombre des masselottes 21 doit être d'au moins un, mais il peut augmenter selon le diamètre intérieur du support tubulaire 7 dont on dispose. On obtient de bons résultats avec quatre masselottes.. Dans l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, seul le flasque entraîné 10 est équipé d'un dispositif centreur conforme à l'invention. La même disposition peut être également appliquée à l'intérieur de l'autre flasque 9, du moins si la structure du support tubulaire 7 le permet. Cependant, dans ce dernier cas, le sens d'orientation des masselottes 21 par rapport au sens de rotation du support 7 donné par la flèche D est avantageusement inversé par rapport à celui de l'autre flasque. Les figures 6 et 7 montrent schématiquement une disposition conforme à l'invention dans laquelle les masselottes 21 présentent une queue 28 leur permettant de coulisser dans une chape 29. Un ergot 30 permet à chaque masselotte d'être bloquée pendant la rotation tout en pouvant néanmoins coulisser. Dans ce cas, cet ergot 30 assure l'arc-boutement des masselottes lors du freinage. Le rebord 33 joue le rôle de butée. Le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport à ceux utilisés à ce jour et décrits dans le préambule. Lors du bobinage, c'est-à-dire pendant la rotation de la bobine à vitesse péripherique constante, les masselottes, en pénétrant dans la face interne du support d'enroulement, assurent le verrouillage dudit support par rapport au flasque, ce qui évite les glissements du support dans le flasque et, par voie de conséquence, l'usure de celui-ci. De plus, ce dispositif favorise la déformation radiale du support et, ainsi, son expansion, et par là, la suppression des jeux entre son diamètre extérieur et l'alésage intérieur du flasque, ce qui diminue voire supprime, le faux rond du support tubulaire.Enfin, l'emploi d'un nombre judicieux de maz selottes permet de nombreux points appui du support dans le flas que, et ceci pour les deux flasques ; le support tubulaire en rota tion à très grandes vitesses ne se comporte alors plus comme un corps en appui sur deux points, mais a tendance à se comporter comme une poutre encastrée à ses deux extrémités, ce qui donne une flèche sur le support tubulaire plusieurs fois moindre à support identique. Lors du freinage, l'effet d'arc-boutement permet, malgré la disparition progressive de la force centrifuge, d'éviter la rotation du support tubulaire dans le flasque, donc l'usure de l'alésage intérieur de celui-ci. Enfin, grâce à l'augmentation de la rigidité du support tubulaire d'enroulement, d'une part, la qualité des bobines est améliorée et, d'autre part, les valeurs des vitesses de rotation critiques du support sont augmentées, ce qui se traduit encore par un rendement amélioré des dispositifs de bobinage et permet d'utiliser un support donné à de plus grandes vitesses. La disposition selon l'invention est, comme déjà dit, parti culièrement adaptée au bobinage des fils textiles à grandes vitesses, c'est-à-dire à des vitesses de plusieurs milliers de mètres par minute. Elle peut être avantageusement utilisée dans les machines sur lesquelles le support d'enroulement est pris entre deux flasques, comme c'est le cas dans les bobinoirs de filature-extrush. R E V E N D I C A T I O N S 1/ Dispositif pour le bobinage d'un fil textile sur un support tubulaire d'enroulement, cylindrique notamment, entraîné en rotation suivant son axe, coaxialement ou par contact sur une de ses génératrices avec un rouleau moteur, du type comportant deux flasques de préhension rigides et coaxiaux assurant la prise, la tenue et le centrage dudit support tubulaire d'enroulement à ses deux extrémités, chacun des flasques présentant un alésage interne dans lequel est engagée et centrée sous pression une extrémité du support tubulaire d'enroulement, l'un au moins des deux flasques pouvant être éloigné de l'autre pour enserrer ou libérer un support d'enroulement, caractérisé en ce que l'un au moins des deux flasques comporte des masselottes articulées, situées à l'intérieur du flasque, qui, sous l'effet de la force centrifuge provoquée par la rotation du flasque1 s'éloignent de l'axe de rotation dudit flasque et prennent fermement appui sur la face intérieure extrême dudit support tubulaire d'enroulement. 2/ Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que chaque masselotte est articulée autour d'un axe fixe. 3/ Dispositif selon revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble des axes fixes d'articulation des différentes masselottes est situé sur un cercle concentrique à l'axe de rotation du sup port tubulaire d'enroulement. 4/ Dispositif selon l'une, des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les masselottes sont articulées dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation du support tubulaire d'enroulement. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la force exercée sur chaque masselotte par le support d'enroulement a une composante dirigée vers l'axe d'articulation de cette masselotte. 6/ Dispositif selon revendication 5, caractérisé en ce que le point de contact de la masselotte et du support est situé sur la médiatrice du segment de droite compris entre l'axe de rotation du flasque et l'axe d'articulation de la masselotte. 7/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque masselotte comporte une butée portée par la face interne du flasque et limitant la course de ladite masselotte pendant la rotation du flasque. 8/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérise en ce que chaque masselotte présente un ressort. 9/ Dispositif selon revendication I, caractérisé en ce que chaque masselotte coulisse dans une chape portée par le flasque. 10/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, carac térisé en ce que les deux flasques sont équipés de masselottes ar ticulées. 11/ Dispositif selon revendication 10, caractérisé en ce que le sens de rotation des masselottes portées par un flasque est inversé par rapport au sens de rotation des masselottes portées par l'autre flasque. 12/ Bobinoir caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif faisant l'objet de l'une des revendications 1 à 11.