Brevet FR2348139A1 — publié le 19771110

La présente invention concerne un dispositif pour réaliser un enroulement de fil sur une bobine. I1 est bien connu d'enrouler les fils textiles sur un support quelconque en vue de réaliser une bobine. Une technique largement répandue consiste à utiliser un dispositif dénommé bobinoir, dans lequel le support d'enroulement est entraîné en rotation par un cylindre d'entrainement rotatif moteur, tangent, sur l'une de ses génératrices, au support d'enroulement. Pour donner de la cohésion la la bobine, le fil est enroulé sur le support sous forme de spires croisées.Un dispositif pour réaliser cet enroulement se compose essentiellement d'une came rotative entraînée en rotation par un moyen approprié, portant sa périphérie une rainure en forme d'hélice dans laquelle chemine un galet curseur relié a un coulisseau parallèle a l'axe de la clame et dénommé parfois barbi nière, portant à son autre extrémité un guide-fil qui amène le fil au voisinage de la ligne de pincement entre le support sur lequel s'enroule le fil et le cylindre d'entrainement. Généralement, les mouvements de rotation de la came et du cylindre d'entratnement sont synchronisés. Ce système, qui transforme le mouvement circulaire de la came en un mouvement de va-et-vient pour le guide-fil, est largement répandu, de sorte qutil n'est pas utile de le décrire en détail. La came peut porter une rainure simple ou une rainure multiplue. Dahs le premier cas, pour un aller de la came ou du guidefil, la rainure a la forme d'un pas. d'une hélice avec rebroussement aux extrémités et retour sous forme d'un seul pas d'héllce raccordé å l'hélice de l'aller, mais de sens inverse de celle-ci t ainsi, pour un aller ou un retour de la came, le guide-fil décrit la double course de la bobine, c'est7 -dire les dimensions de la course de bobinage Dans le deuxième cas, la rainure de la came forme plusieurs hélices, de sorte que, pour un aller ou un retour du guide-fil, la came effectue plusieurs tours de la bobine.Une telle solution est décrite notamment dans le brevet français de la Demanderesse du 11 Avril 1972, et publié sous le n2 2.180.179. Dans un cas comme dans l'autte, on a l'inconvénient bien connu dit "de formation d'images" résultant de la superposition de deux fils de spires différentes. Ce défaut se manifeste lorsque le nombre de courses du, guide-fil1par unité de temps, est un multiple, ou un sous-multiple, du nombre de tours de la bobine pendant la même unité de temps. En pratique, ce défaut se traduit essentiel lement par un manque d'homogénéité de la bobine, des à-coups de tension lors du dévidage, et par la formation de défauts sur les flancs des bobines, défauts dénommés "cordons". Pour pallier ces inconconvénients, on a proposé de provoquer un brouillage des spires de fils déposés en faisant varier la vitesse du guide-fil autour d'une valeur moyenne. Néanmoins, cette technique de brouillage, réalisée généralement par des organes mécaniques ou électroniques, dénommés "brouilleurs de zones",reste assez coûteuse et assez peu strie, notamment lorsqu'il s'agit de bobiner les fils à grandes vitesses, c 'est--dire à des vitesses supérieures à deux cent cinquante mètres par minute. Dans les enroulements ainsi réalisés, sur une largeur dudit enroulement, le fil forme un nombre entier n de spires croisées (n supérieur ou égal à un) en forme d'hélices. De la sorte, lorsque l'on dévide le fil de la bobine pour un aller et retour du fil sur la bobine, on a, dans un sens, n spires hélicoidales de -fil, un changement de direction à l'extrémité de la bobine, et n spires hélicoidales de fil de pas identique mais de sens contraire à l'autre, et, à nouveau, un changement de direction à l'autre extrémité de la bobine. Dans tous les cas, que la came soit à simple rainure ou à rainures multiples, la developpée du fil enroulé sur le support est sensiblement la meme que celui de l'hélice portée par la came. Dans le brevet suisse n9 544.717, on a décrit un dispositif de bobinage formé essentiellement d'un cylindre rotatif présentant deux rainures en forme d'hélices inverses, d'un support d'enroulement directement en contact avec le cylindre rainuré et d'un cliquet d'amenée du fil, pivotant autour d'un axe. Ce dispositif permet de réaliser des enroulements formés essentiellement de deux groupes de spires croisées en forme d'hélices, raccordés à leurs extrémités,dans lesquels, entre deux spires de sens opposés, le fil forme deux demi-spires hélicoidales successives de sens opposés. Toutefois, ce dispositif est adapté seulement au travail des fils, généralement de coton, à vitesse moyenne, position par position, de sorte qu'il est coûteux. La présente invention pallie ces inconvénients. Elle se rapporte à un dispositif pour la réalisation d'un enroulement de fil textile sur un support approprié, du type comportant essentiellement : - une came cylindrique rotative présentant à sa surface une rainure sans fin formée de deux hélices de sens inverses qui se croisent et se raccordent bout à bout à leurs extrémités longitudinales par des zones de rebroussement, le développement total de ladite rainure, pour un cycle complet de la came, présentant essentiellement deux groupes de droites, les pentes des droites de chacun des deux groupes étant différentes entre elles, - un cylindre d'entrainement rotatif sensiblement desmodromique avec la came, - un support d'enroulement de fil entrainé en rotation par contact tangentiel avec ledit cylindre d'entrainement, - un curseur propre à se déplacer dans la rainure et propre à entraîner dans un mouvement de va-et-vient une barre parallèle à l'axe de la came et à la génratrice du support d'enroulement, portant un guide-fil disposé au voisinage de la génératrice de contact dudit support d'enroulement avec le cylindre d'enroulement. Ce nouveau dispositif se caractérise en ce que - la projection desdites droites du développement de la rainure sur l'axe des courses de la développée de la rainure comprend dans l'ordre un aller, un demi-retour, un demi-aller, un retour, un demi-aller et un demi-retour, - et en ce que les amplitudes de un demi-aller et un demi-retour successifs sont sensiblement égales, et en ce que la somme de ces deux amplitudes est au plus égale à la course complète. Le pas du premier groupe de demi-spires est sensiblement égal au pas du second groupe de demi-spires, les quelques différences existant entre ces deux pas ne devant pas excéder, en pratique, l'épaisseur du fil ni la longueur due aux jetées à la jetée du fil en fin de course. De même, les sommets des demi-spires du premier groupe et les sommets des demi-spires du second groupe peuvent être ou non symétriques par rapport à la demi-course. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent reseortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné.à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexées. La figure 1 représente une vue schématique en perspective sommaire d'un dispositif de bobinage de fil. La figure 2 représente, également en perspective, une came selon l'invention, destinée à être utilisée sur le dispositif de bobinage de la figure 1. La figure 3 montre le développement total de la rainure pra tiquée dans la surface de la came. La figure 4 montre le développement réel de la même rainure, c'est-a-dire ramené à un tour de la came. La figure 5 est une vue en perspective d'un enroulement de fil conforme à l'invention, sur lequel on a représenté seulement une série de spires et de demi-spires-. La figure 6 schématise, en développé, le fil enroulé sur le support d'enroulement. Si on se réfère à la figure 1, le bobinoir se compose essentiellement - d'une came 1 en fonte de cent quatre vingt millimètres de diamètre, représentée à la figure 2, dans laquelle est taillée une rainure 2 de seize millimètres de largeur et dix neuf millimètres de profondeur, dont le profil exact est illustré aux figures 3 et 4, - d'un moteur électrique 3 du type asynchrone entrainant en rotation, à la vitesse de mille cinq cents tours par minute, la came 1 qui lui est reliée de manière classique par un jeu de pignons (de poulies, de courroies ou analogues) non référencés, - d'un curseur 4 cheminant et coopérant avec la rainure 2, ce curseur peut être formé dans l'ordre, d'un patin ou languette 5 disposé dans la rainure 2, d'un galet cylindrique 4, et d'un coulisseau 6 fixé par une vis ou par tout autre moyen sur un tubeporte-guide-fil 7 en alliage d'aluminium de dix huit millimètres de diamètre. Ce tube 7 s'étend parallèlement à la génératrice du support d'enroulement 10 et parallèlement à l'axe de la came 1 sur toute la longueur du bobinoir, qui comporte plusieurs positions de bobinage.Dans la figure 1, on a représenté seulement une position de bobinage, mais il est entendu que toutes les autres positions du bobinoir en sont la reproduction exacte, - d'un guide-fil en céramique 8 porté par le tube 7 avec lequel il est solidarisé par une vis non représentée ; sur ce guidefil 8 arrive, d'une source quelconque non représentée et située en amont, le fil à bobiner, d'un cylindre d'entralnement 9 en acier chromé poli, de soixante millimètres de diamètre, entrainé en rotation, en mouvement desmodromique avec la came 1 à deux mille tours par minute, par l'intermédiaire du moteur 3, et par un jeu de pignons également non référencés, - d'un support d'enroulement 10, par exemple en carton, en métal ou en plastique, s'appuyant sur ce cylindre et sur lequel se formera l'enroulement de fil 11, - de deux flasques 12 d'une fourche oscillante 13 (dont on a représenté une seule branche), qui prennent le support 10 d'une manière classique à ses deux extrémités, de manière à ce que d'une part, celui-ci puisse se déplacer au fur et à mesure du grossissement de la bobine et, autre part, permette de procéder au changement des bobines pleines. Le déplacement latéral du guide-fil 8, dénommé course de la bobine 11, correspond à la distance entre les extrémités des hélices de la came 1, et le guide-fil 8 se déplace au voisinage de la génératrice de contact du cylindre 9 et disupport 10, et paral lèlement à cette génératrice de contact. La figure 2 représente en perspective une came 1 selon l'invention portant en surface la rainure 2. Cette came, placée d'une manière classique sur un support de came 14 en fonte, est montée dans la tétière du bobinoir du bâti au moyen de deux tiges 18 et 19. Elle est entraînée en rotation par un pignon 15 relié au moteur 3 et comporte, en outre, sur chacun de ses cotés, d'une part, un ressort de rappel 16 et, d'autre part, des pignons 17 de déplacement d'origine du bobinage. La développée de la rainure 2 de la came 1, est représentée aux figures 3 et 4. En abscisses, on a porté les longueurs périphériques développées P de la came 1 en degrés, et en ordonnées, les longueurs axiales C de celle-ci en millimètes, c'est-a-dire les courses. Sur la figure 4 les points 20 et 21 désignent les points de croisement décalés à 180 degrés, et 22 à 28 les points de rebroussement. Dans l'exemple de réalisation illustré aux figures 3 et 4, pour trois tours de la came 1 on a quatre courses simples du tube 7, donc du guide-fil 8. En d'autres termes, pour trois tours de la came 1, on obtient deux allers et retours du guide-fil 8 avec six changements de sens (22 à 27 inclus). En se référant aux figures 3 et 4, la projection de la rainure 2 sur l'axe C des courses comprend dans tordre - unçaller 30, - un rebroussement 36, - un demi-retour 33, - un rebroussement 37, - un demi-aller 31, - un rebroussement 38, - un retour 34, - un rebroussement 39, - un demi-aller 32, - un rebroussement 40, - un demi retour 35. Les amplitudes de chaque demi-aller et retour respectivement 33-31 et 32-35, sont sensiblement égales, et la somme de ces deux groupes d'amplitudes est au plus égale à la course C complète. En d'autres termes, l'amplitude de chaque demi-aller ou demi-retour est au plus égale à la moitié de la course de bobinage. Dans l'exemple illustré, la course totale C est de deux cents millimètres, et les amplitudes de chaque demi-aller et demi-retour sont égales entre elles et à quatre vingt dix huit millimètres. La rainure 2 développée se compose essentiellement de deux groupes de droites, respectivement 30, 31, 32,et 33, 34, 35, les pentes des droites de chacun de ces deux groupes respectivement i 2tcK3 eut 8 2 83 étant différentes entre elles et entre A chaque groupe (voir figures 3 et 4). De la sorte, on est sur que, même lorsque le diamètre de la bobine 11 en cours de formation est tel que le nombre de tours de cette bobine par unité de temps est un multiple ou un sous-multiple du nombre de courses rectilignes alternatives du guide-fil par unité de temps, les spires successives de fil déposées sur la bobine 11 ne sont pas rigoureusement superposées et ne formeront donc pas des "images", bien que la vitesse de la came 1 soit constante. On peut, si on le désire, encore améliorer l'effet de brouillage, soit en combinant la came avec un dispositif brouilleur de zones", soit encore mieux, en décalant axialement sur la surface de la came de l'ordre du millimètre, les zones de rebroussement qui raccordent entre elles les spires successives de la rainure 2 en des emplacements longitudinaux différents de la came, de sorte que les développements circonférentiels des différentes spires de même sens diffèrent entre eux de un % et plus. Cette dernière solution est décrite largement dans le brevet français n2 2.180.179 sus-mentionné. La taille de la rainure 2 selon le profil déterminé G'effec- tue d'une manière classique, au moyen d'une fraiseuse à commande numérique possédant au moins un axe tournait. Le profil des rainures dans les changements de direction est calculé de manière classique, soit au moyen de la lemniscate de BERNOUILLI, soit à l'aide d'une clotoide, de manière à passer progressivement d'un rayon de courbure sensiblement infini c'est à-dire une droite, à un rayon fini qui devient minimum au change- ment même de direction. De la:sorte, on évite le choc du curseur 4 contre la paroi extérieure de la rainure 2 lors du passage de celui-ci au raccordement de la droite et de la courbe. De plus, pour permettre au patin de tourner aux point de rebroussement, on dégage la rainure à cette hauteur. Avec le dispositif des figures 1 à 3, la course du guide-fil -est réglée à deux cents millimètres,' et on renvide à la vitesse de quatre cents mètres par minute un fil de polyester 78 dctex sur un support 10 en carton de quatre vingt quatre millimètres de diamètre. On obtient ainsi une bobine de quatre kilogrammes à flancs droits, ayant une course de deux cent quatre millimètres, et une croisure (rapport des vitesses circonférentielles came et bobine) de 13,30. La développée des spires de cette bobine, représentée à la figure 6, correspond sensiblement à celle représentée à la figure 3. Cette bobine 41, montrée à la figure 5, qui a une dureté de quarante cinq degrés Shore, se distingue parfois par un point central mou 42 correspondant aux points de rebroussement des demi-spires. En traits pleins, on a représenté une couche de fil 43 formant ainsi la succession d'aller, de retour et de demi-aller et de retour comme on le voit aux figures 5 et 6. Dans une autre forme de réalisation, et d'une manière en soi connue, la course du guide-fil peut être variable en cours de bobinage, par exemple au moyen de règles "sinus", ce qui permet de réaliser ainsi des enroulements à flancs inclinés, par exemple des bobines biconiques. Dans l'exemple qui précède, la rainure 2 de la came 1 présente deux rebroussements centraux. Si on le désire, on peut utiliser des cames de même type de profil, avec un nombre de rebroussements centraux multiples de deux. Cette nouvelle came peut être appliquée avec succès aux bobinoirs existants Elle est particulièrement avantageuse pour le bobinage à grande vitesse, c'est-:-dire à des vitesses de fil supérieures à deux cent cinquante mètres par minute. Les enroul-5mants de ce type présentent l'avantage considéra ble de ne pas présente "d'images" ni de "cordons". De plus, par suite de la présence de la zone molle centrale, le fil peut avantageusement se relaxer. Enfin, la tension de dévidage des fils de cet enroulement est généralement inférieure à celle des enroulements classiques, par exemple du type de ceux obtenus par mise en oeuvre de la came multiple décrite dans le brevet français n9 2.180.179 sus-mentionné, et de plus et surtout, cette tension de dévidage est plus régulière, ce qui est particulièrement apprécié au tricotage. Par ailleurs, le ballon de dévidage de ces enroulements est plus petit que celui des enroulements actuels, ce qui permet d'augmenter les vitesses de dévidage et les courses de réception. Enfin, l'invention peut être appliquée avec succès au bobinage de n'importe quel type de fil, naturel ou chimique, à filaments continus, filés de fibres, retors, câblés, etc.. R E V E N D I C A T I O N S 1/ Dispositif pour-la réalisation d'un enroulement de fil textile sur un support approprié du type comportant essentiellement - une came cylindrique rotative présentant à sa surface une rainure sans fin formée de deux hélices de sens inverses qui Se croSsent et se raccordent bout à bout à leurs extrémités longitudinales par des zones de rebroussement, le développement total de ladite rainure pour un cycle complet de la came présentant essentellement deux groupes de droites, les pentes des droites de chacun des deux groupes étant différentes entre elles, - un cylindre d'entraînement rotatif sensiblement desmodromique avec la came, - un support d'enroulement de fil entraîné en rotation par contact tangentiel avec ledit cylindre d' entraînement, - un curseur propre à se déplacer dans la rainure et propre à entralner dans un mouvement de va-et-vient' rectiligne une barre paralléle à l'axe de 18 came et à la génératrice du support d'en enroulement, portant un guide-fil disposé au voisinage de la génératrice de contact dudit support d'enroulement-avec le cylindre d'enroulement, caractérisé en ce que - la projection desdites droites du développement de la rainure sur laxe des courses de la développée de la rainure comprend dans l'ordre, un aller, un demi-retour, un demi-aller, un retour, un demi-aller et un demi-retour, - et en ce que les amplitudes de un demi-ller et un demiretour successif sont sensiblement égales, et en ce que la somme de ces deux- amplitudes est au plus égale à la course complète. 2/ Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que pour trois tours de la came, on effectue quatre courses simples. 3/ Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractéq risé en ce que la rainure développée se compose essentiellement de deux groupes de droites dont les pentes sont différentes entra elles et entre chaque groupe.