Brevet FR2510087A1 — publié le 19830128

Procédé et installation de bobinage de fil à grande vitesse L'invention concerne un procédé et une installation pour le bobinage à grande vitesse de fil ou de câble, notamment de fil électrique sous gaine isolante. Une telle inshallation de bobinage est disposée en général à la sortie d'une ligne de fabrication de fil, comprenant par exemple une extrudeuse formant la gaine isolante autour du fil conducteur. A la sortie de ces lignes de fabrication, la vitesse du fil peut être très élevée, de l'ordre de 1200 mètres/minute. Les installations de bobinage prévues en aval des lignes de fabrication doivent pouvoir absorber ce débit de fil. jusqu'à présent, les installations de bobinage utilisées sont de deux types, l'un à bobine fixe et bras de moulinet rotatif, l'autre à bobine entraînée en rotation. Ces deux types d'installations ont chacun leurs inconvénients. En effet, dans les installations à bobine fixe et bras de moulinet tournant autour de la bobine pour enrouler le fil sur le corps cylindrique de la bobine, le moulinet est entraîné à une très grande vitesse autour de son axe de rotatio d'où une force centrifuge très élevée agissant sur le moulinet. Il en résulte une limitation très gênante de la vitesse de bobinage. Dans l'autre type d'installation, où la bobine est entraînée en rotation autour de son axe pour enrouler le fil sur son corps cylindrique, il se pose un problème de balourd de la bobine qui est une pièce assez grossière n'ayant pas une symétrie parfaite et qui subit de plus des traitements souvent assez violents lors de ses manipulations. Comme l'on utilise actuellement des bobines de grande taille sur lesquelles sont enroulées de grandes longueurs de fil et qui ont donc un poids très important, les problèmes de balourd en sont encore accrus, L'invention a précisément pour objet un procédé et une installation de bobinage de fil à grande vitesse, ne présentant aucun de ces inconvénients et permettant, au contraire, d'augmenter la vitesse de production de la ligne de fabrication de fil située en amont de l'installation de bobinage. L'invention propose à cet effet une installation de bobinage à grande vitesse de fil ou de câble, en particulier de fil électrique sous gaine isolante, comprenant une bobine d'enroulement du fil et un bras de moulinet dont l'axe de rotation est confondu avec l'axe de la bobine, pour guider le fil et l'enrouler sur le corps de celle-ci, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour entraîner la bobine et le bras de moulinet simultanément en rotation autour dudit axe, en sens inverse l'un de l'autre. L'invention propose également un procédé de bobinage de fil à grande vitesse, caractérisé en ce qu'il consiste à entraîner la bobine et le bras de moulinet simultanément en rotation autour de l'axe de la bobine, en sens inverse l'un de l'autre. On comprend que l'invention permet de diviser par un facteur deux les vitesses de rotation de la bobine et du moulinet (lorsque ces vitesses sont choisies sensiblement égales) par rapport aux installations de la technique antérieure, dans lesquelles soit la bobine, soit le bras de moulinet était -entraîné en rotation. Les efforts s'exerçant sur la bobine et le bras de moulinet, qui sont proportionnels au carré de la vitesse, sont ainsi divisés par quatre. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'installa- tion comprend des moyens de support et d'entraînement en rotation de deux bobines parallèles, un seul bras de moulinet pour enrouler le fil sur 1 l'une ou l'autre des bobines, des moyens pour déplacer le bras-de moulinet d'une bobine à l'autre et des moyens de prise et de coupe de fil situés entre les moyens de support des deux bobines. Dans une telle installation, à la fin du bobinage sur une bobine, on arrête le bras de moulinet dans une position prédéterminée tout en continuant d'entraîner la bobine à la même vitesse et, simultanément, on réduit la vitesse d'amenée du fil à une valeur correspondant à la vitesse de rotation de la bobine, on déplace le bras de moulinet jusqu'à-une seconde bobine, vide, d'axe parallèle à celui de la première bobine, cette seconde bobine étant entraînée en rotation sensiblement à la même vitesse linéaire que la première bobine, on saisit le fil en une zone située entre les deux bobines, on le coupe et on fixe son extrémité sur la seconde bobine, on entraîne à nouveau le bras de moulinet en rotation et, simultanément, on augmente la vitesse d'amenée du fil et on arrête la première bobine. On peut ainsi, sur une telle installation, passer d'une bobine pleine à une bobine vide sans arrêter la ligne de fabrication et sans prévoir, en amont de l'installation de bobinage, un dispositif pour le stockage temporaire du fil pendant le changement de bobine. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schématique de face d'une installation de bobinage selon l'invention ; . la figure 2 est une vue de dessus de l'installation de la figure 1 ; et la figure 3 représente schematiquement le passage d'une bobine pleine à une bobine vide dans une installation selon l'invention. On a donc représenté schématiquement dans les dessins une installation double de bobinage de fil selon l'invention, comprenant un bâti fixe 10, inférieur, un bâti supérieur 11, deux dispositifs 12 de support d'une bobine 13, portés par le bàti inférieur 10 et associés chacun à un mécanisme moteur 14, au moins un dispositif 15 de transport de bobine 13, et un dispositif 16 à bras de moulinet 17, porté par le châssis supérieur 11. - Chaque dispositif 12 de support d'une bobine 13 est à axe de rotation vertical, et comprend des moyens de réception et de fixation d'une bobine 13. De part et d'autre de chaque dispositif 12 sont prévus~des rails rectilignes horizontaux portés par le bâti inférieur 10 et sur lesquels peut se déplacer le dispositif 15 de transport de bobine.Ce dernier comprend des fourches latérales 19 opposées l'une à l'autre et propres à s'engager sous le flasque inférieur 20 d'une bobines 13 pour soulever celle-ci. A cet effet, chaque fourche latérale 19 peut être déplacée verticalement au moyen d'une tige filetée verticale 21 entraînée en rotation par exemple par un système moteur électrique 22. Entre les deux dispositifs 12 de support et d'entraînement de bobine sont prévus des moyens 23 de prise et de coupe de fil, qui sont portés également par le bâti inférieur 10. Ces moyens sont bien connus dans la technique et n'ont pas besoin d'être décrits en détail. chaque dispositif 12 de support d'entraînement de bobine comprend également des moyens 24, connus en soi, pour la prise et la fixation d'une extrémité du fil. Ces moyens 24 sont associés à la bobine et sont entraînés en rotation avec celleci. Un plateau ou flasque 25, déplaçable verticalement par un système de biellettes et de vérins 26, est propre à maintenir, à l'instant du passage, le fil dans une couronne pour éviter les projections dans l'installation. Le dispositif 16, porté par le bâti supérieur 11, comprend un chariot 28 à roues 29, déplaçable norizontalenent en trans lation sur des chemins de roulement 30 du bSti supérieur 11. Le chariot 28 a la forme d'un cadre métallique rectangulaire comprenant un barre transversale médiane 31 portant un système à poulines 32 de guidage du fil 33 et des noyens 34 dsen- traînement en rotation du bras de moulinet 17 autour de l'axe vertical de rotation du dispositif 12 et d'une bobine 13. La barre médiane 31, portant le bras de moulinet 17, est dépla çable verticalement en translation grSce à des tiges filetées verticales entraînées en rotation par des moyens moteurs électriques 36 et vissées dans des écrous solidaires de la plaque 31. L'extrémité inférieure 37 du bras de moulinet 17 peut ainsi être déplacée verticalement sur toute la hauteur du corps cylindrique 38 d'une bobine 13. De façon connue, le bras de moulinet 17 comprend un bras horizontal supérieur 39, un bras vertical 40, et une extrémité inférieure 37 pourvue de deux poulies d'axe vertical entre lesquelles passe le fil 33 pôur venir s'enrouler sur le corps cylindrique 38 d'une bobine 13. Des poulies 41, 42 et 43 assurent le guidage du fil entre le système de poulies 32 et l'extrémité inférieure 37 du bras de moulinet 17. Le fil 33 est amené et guidé jusqu'à l'installation de bobinage par un dispositif approprié schématisé en figure 1 sous la forme d'une paire de poulies 45. Cette installation fonctionne de la façon suivante on suppose que le fil 33 est en cours de bobinage sur une bobine 13, par exemple la bobine de gauche sur la figure 1. Dans ces conditions, le chariot 28 du dispositif 16 se trouve au-dessus de cette bobine 13, l'axe de rotation du bras de moulinet 17 étant confondu sensiblement avec l'axe de rotation de la bobine 13. La bobine 13 est entraînée en rotation par le dispositif 12 et le moyen moteur correspondant 14 dans le sens indiqué par la flèche 50 en figure 3, tandis que le bras de moulinet 17 est entraîné en rotation en sens inverse, comme indiqué par la flèche 51. La vitesse d'amenée du fil 33 est généralement de l'ordre de 1200 à 1600 mètres/minute par exemple pour un fil électrique sous gaine plastique, ayant une section comprise entre 1,5 et 2,5 mm2. Les vitesses de rotation du bras de moulinet 17 et de la bobine 13 sont sensiblement égales, c'est-à-dire que la seule rotation de la bobine 13 permettrait un enroulement de fil amené à une vitesse de l'ordre de 600 à 800 mètres/minute, tandis que la seule rotation du bras de moulinet 17 permettrait également le bobinage d'un fil amené à une vitesse comprise entre 600 et 800 mètres/minute. Le bras de moulinet 17 est également déplacé verticalement en même temps qu'il est entraîné en rotation, pour garnir de fil tout le corps cylindrique 38 de la bobine 13. A titre d'exemple, on précise que le corps 38 d'une bobine 13 peut avoir une longueur de 2 mètres pour un diamètre de 0,63 mètre , et peut recevoir 70 kilomètres de fil ayant une section de 1,5 mm2 sous gaine isolante. Lorsqu'une bobine 13 est presque entièrement garnie de fil, on arrête la rotation du bras de moulinet 17, et simultanément, on réduit la vitesse d'amenée du fil 33 en réduisant la vitesse de production de la ligne de fabrication de fil. Cette vitesse est réduite jusqu'à une valeur correspondant à la vitesse de rotation de la bobine 13, ce qui permet ainsi de continuer à bobiner le fil fourni par la ligne de fabrication sans prévoir de stockage temporaire de fil en amont de l'installation de bobinage. Une bobine vide 13 a été amenée par le dispositif de transport 15 sur l'autre dispositif 12 de support et a'entraînement (bobine de droite dans les figures 1 et 3). Cette bobine 13 est entraînée en rotation par le dispositif 12 correspondant dans le sens indiqué par la flèche 52, c'est-à-dire en sens inverse de l'autre bobine 13. Le dispositif 16 portant le bras de moulinet 17 est déplacé de sa position représentée en figure 1 jusque dans une position correspondant au bobinage sur la bobine de droite, c'est-à-dire une position dans laquelle l'axe de rotation du bras de moulinet 17 est sénsiblement confondu avec l'axe de rotation de la bobine ide 13. Le bras de moulinet 17 est placé, par rapport à la bobine vide 13, dans la position représentée en partie droite de la figure 3, c'est-à-dire dans une position telle que le fil 33 s'étend de la périphérie de la bobine 13 pleine (bobine de gauche) au corps cylindrique 38 de la bobine 13 vide (bobine de droite) en étant tangent à la surface cylindrique du corps 38 de la bobine de droite.Dans cette position, le fil 33 est saisi par les moyens 23 et coupé et, simultanément, son extrémité libre est saisie par les moyens 24 du dispositif 12 d'entraînement de la bobine de droite. Cette bobine de droite étant entraSnés en rotation dans le sens de la flèche 52, le fil est immédiatement bobiné sur le corps cylindrique 38. On entraîne ensuite le bras de moulinet 17 en rotation dans le sens indiqué par la flèche 54 et, simultanément, on augmente la vites de production de la ligne de fabrication de fil jusqu'à la valeur nominale. Pendant ce temps, on arrête la rotation de la bobine pleine et, au moyen du dispositif 15, on retire cette bobine pleine de l'installation de bobinagé et on amène une bobine vide sur le dispositif 12 de gauche, Lorsque la bobine de droite est presque entièrement garnie de fil, on procède comme auparavant, c'est-à-dire qu'on arrête la rotation du bras de moulinet 17 en arrêtant le bras dans la position représentée en trait pointillé dans la partie droite de la figure 3, simultanément on ralentit la vitesse de production de fil jusqu'à une valeur correspondant à la vitesse de rotation de la bobine 13 de droit, on déplace le dispositif 16 portant le bras de moulinet 17 jusqu'au-dessus de la bobine vide de gauche, et on place le bras de moulinet dans la position représentée en trait pointillé dans la partie gauche de la figure 3, le fil étant coupé par les moyens 23 et saisi à son extrémité libre par les moyens 24 du dispositif 12 d'entraînement de la bobine de gauche. La rotation de la bobine vide dans le sens de la flèche 50 se traduit par l'enroulement du fil sur cette bobine, après quoi on peut à nouveau entraîner le bras de moulinet 17 en rotation dans le sens de la flèche 51 et augmenter simultanément la vitesse de production de fil de la ligne de fabrication. On comprend que l'invention permet d'obtenir des vitesses de bobinage de fil très élevées sans que les bobines et les bras de moulinet soient entraînés en rotation à des vitesses trop importantes. Revendications 1. Installation de bobinage à grande vitesse de fil ou de câble, en particulier de fil électrique sous gaine isolante, comprenant une bobine d'enroulement du fil et un bras de moulinet, dont l'axe de rotation est confondu avec l'axe de la bobine, pour guider le fil et l'enrouler sur le corps de celle-ci, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (12, 14) pour entraîner la bobine (13) et le bras de moulinet (17) simultanément en rotation autour dudit axe et en sens inverse l'un de l'autre. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la vitesse d'alimentation du fil (33) à bobiner est de l'ordre de 1200 à 1600 mètres/minote et les vitesses de rotation de la bobine (13) et du bras de moulinet (17) sont chacune de l'ordre de la moitié de la vitesse d'alimentation du fil. 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'axe de rotation du bras de moulinet (17) et de la bobine (13) est sensiblement vertical. 4. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (12, 14) de support et d'entraînement en rotation de deux bobines parallèles (13), un seul bras de moulinet (17i pour enrouler le fil sur l'une ou l'autre des bobines (13), des moyens (16) pour déplacer le bras de moulinet (17) d'une bobine à l'autre, et des moyens (23) de prise et de coupe de fil situés entre les moyens (12) de support des deux bobines. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les deux bobines (13) sont entraînées en rotation sensiblement à la même vitesse et en sens inverses 1'une de 1'autre. 6. installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le bras de moulinet (17) est entraîné dans un sens pour enrouler le fil sur une bobine (13) et, dans l'autre sens, pour enrouler le fil sur l'autre bobine. 7. Procédé de bobinage de'fil à grande vitesse, en particulier de fil électrique sous gaine isolante, qui est guidé depuis un poste d'alimentation jusqu'à la périphérie d'une bobine au moyen d'un bras de moulinet, caractérisé en ce qu'il consiste à entralner la bobine (13) et le bras de moulinet (17) simultanément en rotation autour de l'axe de la bobine (13), en sens inverses l'un de l'autre. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce'que les vitesses de rotation de la bobine (13) et du bras de moulinet (17) sont du même ordre de grandeur. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'à la fin du bobinage du fil sur une première bobine (13) on arrête le bras de moulinet (17) dans une position prédéterminée tout en continuant d'entraîner la bobine (13) à la même vitesse et, -simultanément, on réduit la vitesse d'amenée du fil (33) à une valeur correspondant à la vitesse de rotation de la bobine, on déplace le bras de moulinet (17) jusqu'à une seconde bobine (13), vide, d'axe parallèle à celui de la première bobine, cette seconde bobine étant entraînée en rotation sensiblement à la même vitesse linéaire que la première bobine, le fil (33) est saisi en une zone située entre les deux bobines, est coupé et fixé par son extrémité sur la seconde bobine, on entraîne à nouveau le bras de moulinet (17) en rotation et, simultanément, on augmente la vitesse d'amenée du fil (33) et on arrête la première bobine (13).10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on entraîne les deux bobines (13) en rotation en sens inverses l'une de l'autre. 11. Procédé selon lune des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la vitesse d'amenée du fil est de l'ordre de 1200 à 1600 mètres/minute, par exemple pour du fil ayant une section de i'ordre de l,5 à 2,5 mm2.