Brevet FR2481684A1 — publié le 19811106

La présente invention se rapporte à un dispositif pour enrouler un fil sur un tube de bobine au moyen d'un tambour à rainures hélicoïdales de guidage à inversion de pas, sous l'action duquel le fil est enroulé en vaet-vient sur une bobine, un dispositif de commande de la tension du fil étant prévu entre le tambour et la bobine. Lors de l'enroulement d'un fil au moyen d'un guide- fil qui va et vient le long de la bobine, il se produit pour diverses raisons des variations ou fluctuations de la vites- se d'enroulement et de la tension du fil. Dans les régions d'inversion du tambour de guidage, l'angle de pas de la rai- nure hélico!dale du tambour s'annule et croit ensuite en sens inverse jusqu'à une valeur maximale. Sous cet effet, la vitesse du fil varie constamment lors du va-et-vient du fil, de sorte que, alors que la bobine tourne à une vites- se périphérique constante, on obtient une vitesse de fil va- riable et également une variation de la tension du fil. Par ailleurs, l'influence du "triangle de fil" provoque une va- riation de la vitesse du fil pendant le va-et-vient du fil. Le triangle de fil est défini par les deux points d'inver- sion du guide-fil et par un guide-fil situé dans une posi- tion supérieure fixe qui se trouve en général à une certai- ne distance au-dessus du milieu de la course alternative du guide-fil. Pour réduire les différences de longueur de fil obtenues dans le triangle de fil, cette distance doit être aussi grande que possible. En général, elle atteint 2 à 4 fois la course. Lorsque le guide-fil se déplace du milieu de la course de translation alternative vers'une extrémité de cette course, la distance entre le guide-fil et le point fixe croit. Sous l'effet de cette variation, et pour une bobine tournant à vitesse constante, la vitesse du fil croit éaalement. Il se produit un phénomène analogue, en sens in- verse, lorsque le fil se déplace en sens inverse, du point extrême de la course alternative vers le milieu de cette course. Dans le cas du bobinage direct de fils qui sont dé- livrés avec une vitesse constante par une machine de traite- ment, ces inévitables variations de vitesse se traduisent, dans l'opération de bobinage, par une variation continuelle de la tension du fil, variation qui est décelable dans le produit fabriqué à partir de ce fil. Il se présente des difficultés particulières dans le cas de vitesses de fil élevées ou très élevées. Etant donné qu'on ne peut pas donner une très grande longueur au trian- gle de fil, parce que ceci se traduirait pas une grande hau- teur de la machine, les tensions aux angles deviennent ici inacceptables. Par ailleurs, lorsqu'on augmente la vitesse, la tension du fil subit un nouvel accroissement d à la ré- sistance de l'air. On a déjà tenté à plusieurs reprises de maltriser ces difficultés. Dans un dispositif connu, on fait passer le fil sur deux galettes qui sont entraînées à une vitesse supérieure à celle du cylindre de friction. Dans ce dis- positif, les entraînements doivent 9tre réglés les uns par rapport aux autres avec une coordination parfaite. Il en ré- sulte une consommation d'énergie considérable. Si le trian- gle de fil est de faible hauteur, on risque de ne disposer que d'une faible longueur pour l'allongement du fil, ce qui peut provoquer des fluctuations du titre. Dans un autre dis- positif, il est prévu à la suite du guide-fil du tambour à rainures de guidage, un tambour rainuré d'o le fil est di- rectement amené à la bobine. On cherche, par l'utilisation d'un tel tambour rainuré dans lequel la rainure de forme hélicoïdale est plus profonde dans les régions d'inversion qu'entre ces régions, à réduire les fortes tensions d'angle qui résultent des déplacements du fil dans le triangle de fil. Dans le cas de l'utilisation de ces tambours rainurés, le produit de préparation dont le fil est enduit se dépose dans les rainures, de sorte que le guidage assuré par les rainures est affecté de variations impossibles à maîtriser. Il se produit également une usure relativement rapide de la surface du fond de la rainure. Le transfert direct du fil du tambour rainuré à l'enroulement de fil peut être préjudi- ciable au résultat de l'opération de bobinage. Par ailleurs, il n'est pas possible de modifier sans difficultés la rela- tion entre la vitesse de rotation du tambour rainuré et cel- le du tambour à rainures de guidage ou du dispositif de translation alternative. On est limité à un certain rapport de vitesses. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif de commande de la tension du fil permettant de commander cet- te tension entre le tambour à rainures de guidage et la bo- bine de fil, qui supprime l'influence des tensions d'angle, résultant de la présence du triangle de fil, sur le proces- sus de bobinage et grâce auquel l'enroulement du fil sur la bobine puisse s'effectuer avec réduction de la tension du fil. Dans un dispositif du genre cité au début du présent mémoire, l'invention est caractérisée par le fait qu'il est prévu, à la suite du guide-fil à va-et-vient, considéré dans le sens du défilement du fil en direction de la bobine, un rouleau lisse, qui reçoit le fil sur sa périphérie et, au-delà, un deuxième guidefil à va-et-vient et en ce que le rouleau peut être entra né avec une vitesse circonféren- tielle différente de celle du tambour de friction, c'est-à- dire plus élevée ou plus basse que cette dernière vitesse. Grâce à cette constitution du dispositif destiné à acheminer le fil du guide-fil du tambour à rainures héli- coúdales de guidage à l'enroulement de fil, on peut obtenir avec certitude une dépose du fil sur la bobine sans inci- dent et très franche, et obtenir une constitution de bobine nette. Les tensions d'angle précitées sont absorbées et an- nulées et on obtient, en aval du cylindre rouleau, un dé- filement du fil sans à-coup, sans tension d'angle. Le fouet- tement du fil dans le triangle de fil n'est plus décelable sur l'enroulement de fil. Sur cet enroulement, on n'observe plus d'arêtes dures. On obtient un appui du fil sur le tam- bour de friction qui est exempt de perturbations, ce qui se traduit par une diminution considérable des sollicitations exercées sur le fil. Le'rouleau lisse interposé ne subit pratiquement aucun phénomène d'usure. Le fil peut venir s'appuyer sur le rouleau lisse en n'importe quel point. La préparation qui adhère au fil n'a plus l'occasion de se dé- poser sur la surface périphérique lisse du rouleau inter- calé. Le rouleau intercalaire lisse joue également Ie r8le de rouleau délivreur, avec suppression de la nécessité de prévoir des dispositifs délivreurs annexes comme par exem- ple, des galettes. De plus avec cet arrangement, on peut ob- tenir, en même temps qu'un triangle de fil d'une longueur relativement grande, une-hauteur de service des bobines a- gréable et pratique. On dispose dans le triangle de fil d'u- ne élasticité suffisante sur la longueur du fil. La vitesse d'acheminement du fil pour le processus d'enroulement sur la bobine est maintenu constante. La vitesse de rotation du tambour à rainures de guidage peut être choisie indépendam- ment de la vitesse circonférentielle du rouleau intercalai- re, pour permettre d'adopter des angles de croisement opti- maux sur la bobine réceptrice. Les fluctuations prévisibles de la vitesse de rotation du tambour à rainures croisées (Wobbel) n'influent pas sur la vitesse de rotation du rou- leau intermédiaire ni, par conséquent, sur la tension du fil. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le premier guide-fil est déphasé en avance par rapport au deu- xième guide-fil. Ici, l'amplitude de l'avance de phase doit être d'environ un demi-pas de la rainure hélicoïdale du tam- bour. De ce fait, le fil se déplace sur le tambour le long d'une partie d'une ligne hélicoïdale. Les tensions d'angle sont éliminées sur le tambour de sorte qu'on obtient un dé- filement du fil sans à-coups dans la zone dans laquelle le fil quitte le rouleau intercalaire. Par ailleurs, une caractéristique avantageuse con- siste en ce que le tambour de friction est intercalé sur le 248 1 68 4 trajet du fil entre le guide-fil supplémentaire et la bobi- ne à bobiner. Grâce à cette caractéristique, on peut mainte- nir à une faible valeur la course de balayage du fil entre le deuxième guide-fil et le tambour de friction. Avant que le fil atteigne la bobine, il est entièrement calmé par prise d'appui sur une partie de la circonférence du rouleau de friction. On obtient une dépose très nette du fil sur la bobine et ceci se traduit par le fait que la bobine se constitue sans incident. Le premier guide-fil et le deuxième guide-fil peu- vent être disposés sur le même tambour à rainures héliceY- dales, les guide-fil étant prévus dans des positions au moins approximativement opposées sur la circonférence du tambour. Toutefois, on peut également interposer un deuxiè-' me tambour à rainures hélicoïdales de guidage à inversion de pas pour commander le deuxième guide-fil. D'autres caractéristiques de lVinvention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins anne- xés, donnés uniquement à titre d'exemples - la Fig. 1 est une vue en élévation schématique re- présentant un exemple de réalisation du dispositif suivant l'invention destiné à bobiner un fil, ou élément équivalent, sur un tube de bobine; la Fig. 2 représente schématiquement un détail du tambour à rainures hélicoidales. Le fil 1 est acheminé directement ou par l'intermé- diaire d'un dispositif délivreur comprenant les rouleaux 3 et 4, qui travaillent à une vitesse de rotation constante, à un tambour 5 à rainures hélicoïdales de guidage à inver- sion de pas pour se bobiner sur un tube de bobine 6 et for- mer un enroulement de fil 7. L'entraînement du tube de bo- bine 6 ou de l'enroulement de fil 7 s'effectue par l'inter- médiaire d'un tambour de friction 8 qui peut être constitué directement par un tambour moteur 8a et est monté sur un axe fixe 9. Le tube de bobine 6 est monté sur un bras 10 qui peut osciller autour de l'axe fixe 11 en fonction de l'accrotssement du diamètre de l'enroulement de fil 7. Le tambour à rainures 5 porte un guide-fil 12 qui est engagé dans une rainure hélicoïdale et est guidé, dans la direction longitudinale du tambour à rainures au moyen d'un guide 13 et de sorte qu'il est animé en permanence d'un mouvement alternatif. L'entraînement du tambour à rai- nures 5 est assuré par un moteur 14 par l'intermédiaire d'une courroie de transmission 15 ou organe équivalent. Sur le trajet de l'acheminement du fil 1 au tube de bobine 6 ou à l'enroulement de fil 7, est prévu, en a- val du tambour à rainures 5 muni de son dispositif de va- et-vient 12, 13, un rouleau 17 à surface périphérique lisse sur laquelle passe le fil 1. Le rouleau 17 peut être entrai- né à une vitesse différente de celle du tambour de friction 8, par exemple, plus élevée. Alors que, par exemple, le tambour de friction 8 a une vitesse de 4 000 tours par minute, le rouleau. 17 peut avoir une vitesse circonférentielle supérieure, égale ou inférieure à celle du tambour de friction. L'entraînement du rouleau 17 est désigné par la référence 18 et l'organe de transmission par la référence 19. Lorsque le rouleau de friction a une vitesse circonférentielle inférieure à celle du rouleau 17, la tension du fil est réduite. En aval du rouleau 17, le fil 1 est acheminé à un deuxième guide-fil 21 qui peut être entraîné par le tambour à rainures 5 avec lequel le guide-fil 12 coopère également. Le guide-fil 21 glisse le long du guide 22. Le premier gui- de-fil 12 à mouvement alternatif est disposé avec déphasage en avance par rapport au deuxième guide-fil à mouvement al- ternatif 21. L'amplitude de l'avance de phase est avanta- geusement d'un demi-pas de la rainure hélicoïdale 23. Le fil 1 peut être aussit!t déposé du deuxième guide-fil 21 à mouvement alternatif sur la surface périphérique du rouleau de friction 8 et, sur cette surface périphérique, il décrit un certain trajet jusqu'à l'enroulement de fil 7 entra né par le tambour de friction 8. Ceci se traduit par un trans- fert en douceur du fil du deuxième guide-fil 21 au tube de bobine 6 ou à l'enroulement de fil 7, ou au tambour de fric- tion 8, en permettant d'obtenir dans le dernier cas une cour- se de balayage du fil dans l'air particulièrement courte. L'interposition du deuxième guide-fil 21 permet d'ob- tenir une dépose exacte du fil tout d'abord sur le tambour de friction et aussit8t après sur l'enroulement de fil. Les tensions d'angle résultant de la présence du triangle de fil, c'est-à-dire du spectre du défilement du fil au-dessus du dispositif de va-et-vient 12 sont entièrement éliminées grâce au fait que le fil se pose sur le rouleau 17 à surfa- ce périphérique lisse qui est placé en aval du dispositif 12 et au fait que le fil est guidé avec précision au moyen du deuxième guide-fil 21. Le fil peut prendre appui sans obstacle sur la surface lisse du rouleau intercalaire 17. Il peut ainsi s'adapter aux fluctuations habituelles, dé- terminées arbitrairement, de la vitesse du guide-fil (WobbelY On obtient ainsi une régularisation parfaite de la tension du fil. Du point de vue de la construction, l'agencement peut rester identique à celui des constructions antérieures, de sorte que la hauteur du triangle de fil peut rester pla- cée à la hauteur de service et que le triangle de fil peut en lui-même prendre une hauteur suffisante de sorte que, gràce à une longueur de fil suffisante, on peut encore dis- poser d'une élasticité suffisante dans le fil. Le deuxième guide-fil 21 peut également être entraîné par un deuxième tambour à rainures de guidage hélicoïdales à inversion de pas distinct, qui est entratné en synchronisme avec le pre- mier tambour à rainures. Il est certes nécessaire de prévoir un moteur d'en- traînement distinct pour chacun des organes constitués par le tambour à rainures 5, le rouleau 7 et le tambour de fric- - 35 tion 8, les vitesses de rotation de ces moteurs devant être maintenues dans des rapports prédéterminés. Toutefois, on obtient par ce moyen un mode de fonctionnement considéra- blement amélioré pour le bobinage du fil, dans lequel il est possible d'adopter des vitesses très élevées sans que le fonctionnement soit perturbé par un accroissement excessif de la tension du fil. La surface périphérique du rouleau lisse peut être d'une forme légèrement bombée en tonneau, considéré dans la direction parallèle à l'axe longitudinal. 2 48 1 6 8 4 R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Dispositif pour bobiner un fil ou élément équi- valent, sur un tube de bobine, utilisant un tambour à rai- nures hélicoïdales à inversion de pas, au moyen duquel le fil est enroulé en va-et-vient sur une bobine aui est elle- même entraînée par un tambour de friction, dispositif dans lequel il est prévu entre le tambour à rainures et la bobi- ne un dispositif de commande de la tension du fil, caracté- risé en ce qu'il comprend, à la suite du guide-fil à va-et- vient (12), considéré dans le sens du défilement du fil en direction de la bobine, un rouleau lisse (17) qui reçoit le fil sur sa périphérie et, au-delà, un deuxième guide-fil à va-et-vient (21), et en ce que le rouleau (17) peut être en- traîné à une vitesse circonférentielle différente de celle du tambour de friction (8). 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractéri- sé en ce que le premier guide-fil à va-et-vient (12) est en avance de phase par rapport au deuxième guide-fil à va- et-vient (21) et en ce que l'amplitude de l'avance de pha- se est d'environ un demi-pas de la rainure hélicoïdale (23) du tambour à rainures (5). 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le tambour de friction (8) destiné à recevoir le fil est intercalé entre le deuxième guide-fil (21) et la bobine de fil (7). 4 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier guide-fil (12) et le deuxième guidefil (21) sont prévus sur le même tambour à rainures (5). - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu un tambour à rainures distinct pour le deuxième guide-fil (21).