Brevet FR2513235A1 — publié le 19830325

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CHANGEMENT CONTINU DE BOBINES DANS DES POSTES DE BOBINAGE SIMPLES OU MULTIPLES FONCTIONNANT DE FACON CONTINUE ET DESTINES A UNE MATIERE FILIFORME, PARTICULIEREMENT DU FIL METALLIQUE La présente invention concerne un procédé et un dispositif de changement continu de bobines à des postes de bobinage simples ou multiples, à fonctionnement continu, destinés à une matière filiforme, particulièrement à du fil métallique, comprenant au moins deux postes de bobinage séparés géométriquement l'un de l'autre, avec des axes de bobines horizontaux ou verticaux, et selon lesquels un seul dispositif supplémentaire est associé avec un plus grand nombre de postes de bobinage. Le brevet DE 11 59 724 a déjà décrit un procédé et un dispositif pour le bobinage continu de matières filiformes, selon lesquelles les rouleaux enrou- leurs sont disposés, de manière connue, sur un disque tournant se trouvant dans un plan et sont amenés dans la position de bobinage par un basculement du disque tournant lors d'un changement de rouleau Dans ce cas, l'utilisation de bobines auxiliaires joue un rôle important, ces bobines étant disposées sur le même axe, que les bobines princi- pales et continuant à enrouler la matière filiforme pendant le changement de bobine. Le brevet DE 20 49 615 décrit également un dispositif de changement de bobineszui,pour plusieurs postes de bobinage fixes comporte une unité mobile avec une bobine auxiliaire entraînée par un moteur et qui, chaque fois qu'une bobine est terminée, est amenée devant elle Le fil est transféré de la bobine terminée à la bobine auxiliaire sur laquelle il continue d'être bobiné jusqu'à ce qu'il soit coupé. L'opération de bobinage sur la bobine auxiliaire se poursuit aussi lorsque, pour enlever la bobine terminée, 2 2513235 l'unité mobile avec sa bobine auxiliaire doit être poussée un peu de côté sur le guide pour pouvoir enlever la bobine terminée et mettre en place une-bobine vide Ensuite seule- ment, l'unité mobile avec sa bobine auxiliaire se déplace jusqu'en alignement axial devant la bobine vide qui a été mise en place entre temps pour lui transférer à nouveau le fil En plus de la perte de temps non justifiée, cela pré- sente l'inconvénient qu'une bobine auxiliaire spéciale est nécessaire et que pendant ce changement de bobine relati- -10 vement long, une grande quantité de fil s'amasse sur la bobine auxiliaire, pour passer alors au rebut ce qui, dans les conditions actuelles de vitesse de fonctionnement, ne saurait plus être négligé. L'invention a donc pour objet de proposer un procédé et un dispositif de changement continu de bobines pour un poste de bobinage simple ou multiple de matières filiformes, et particulièrement de fil métallique, grâce auxquelles les rebuts sont évités et le temps de changement de bobines, qui ne dépend plus du temps de remplissage d'une bobine, est réduit au minimum, le changement de bobines pouvant être effectué sans à- coups, sous forme entièrement automatique et sans aucune aide manuelle, même lorsqu'il s'agit de gros fils De plus, l'utilisation d'un certain nombre de postes de bobinage fixes, de montage plus simple et plus fiable, ainsi que du dispositif supplémen- taire, doivent ensemble permettre la réduction des frais d'investissement, d'installation et de fabrication. Selon l'invention, le procédé se caractérise par le fait que lorsque le degré prédéterminé de remplissage de la bobine terminée est à peu près atteint, le dispositif supplémentaire lui est affecté et en même temps, l'une de ces broches est amenée à la vitesse de rotation de la bobine pleine et elle est accouplée avec cette dernière pour pour- suivre l'entraînement alors qu'en même temps une bobine vide est prise en charge par une autre broche et cette dernière est amenée à la vitesse de déroulement du fil à bobiner; qu'après le désaccouplement de la bobine terminée au poste de bobinage fixe, une permutation des deux bobines a lieu et la bobine vide est accouplée avec l'entraînement 13235 du poste de bobinage fixe qui a été réglé entre temps à la vitesse de rotation correspondante le fil est accroché à la bobine vide et il est coupé de la bobine terminée pour être ensuite enroulé sur la bobine vide; que la bobine terminée est ensuite freinée, l'extrémité du fil lui est accrochée et la bobine vide est désaccouplée du dispositif supplémentaire mobile qui emmène la bobine terminée de cette position jusqu'à une position prédétermi- née pour être conduit ensuite à un poste de bobinage fixe auquel un changement de bobine est imminent. Selon l'invention également, le dispositif destiné à la mise en oeuvre de ce procédé se caractérise par le fait que le dispositif supplémentaire ne comporte pas de bobine auxiliaire mais comporte au moins un bras pivotant double entraîné par un moteur et dont les extré- mités portent chacune une broche pouvant être entraînée avec des éléments de serrage et/ou de griffe servant à saisir les bobines, dont l'un est destiné à enlever la bobine terminée du poste de bobinage fixe et dont l'autre est destiné à amener la bobine vide; au poste de bobinage fixe et après le changement de bobine, le fil métallique arrive sur un dispositif qui tourne avec la joue de la bobine et qui, de manière connue, comporte une contre- lame fixe pour couper le fil tout en le maintenant en même temps pour qu'il continue à s'enrouler sur la bobine vide; la bobine pleine pouvant alors être freinée par le moteur et/ou un dispositif de freinage complémentaire et l'extrémité du fil pouvant être arrêtée par collage, torsadage ou noeud et la bobine en cours de bobinage étant alors séparée par la libération du dispositif de serrage et/ou de prise de la broche correspondante du dispositif supplémentaire. Cette disposition offre l'avantage qu'avec rela- tivement peu d'opérations et un minimum de pièces, la production totale d'une série de postes de bobinage effec- tue un bobinage continu et sans déchets et si cela est souhaité, les bobines sont amenées alors qu'en même temps l'alimentation en bobines vides se fait pratiquement sans perte de temps. Il est de plus possible, et sans grand appareil- lage comme c'est par exemple nécessaire pour des installa- tions commandées par ordinateur, de réaliser un équipe- ment simple et plus facile à exploiter, ainsi que d'installation moins chère, qui peut être commandée par des circuits électriques A cet effet, les dispositifs mobiles et entraînés sont munis de soupapes de commande, de commu- tateurs de réglage et de fin de course ainsi que de contacts de commande et de régulation, non représentés 1 O mais d'une manière connue, de sorte que pour la mise en service d'un dispositif selon l'invention, tout circuit connu de programmation ou de séquence, du type le plus simple, peut convenir. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront au cours de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisations et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la Fig 1 est une vue en perspective de deux postes de bobinage fixe avec un dispositif supplémez-7 taire mobile, la Fig 2 représente un dispositif de prise qui saisit une joue supérieure de bobine, la Fig 3 représente un dispositif de prise qui, au moyen d'un mandrin extensible, serre la bobine dans son alésage et la relâche en temps voulu, la Fig 4 a représente une bobine sur un porte- bobine tournant d'un poste d'un bobinage fixe avec un dispositif de prise et une contre-lame, la Fig 4 b est une vue partielle du dispositif de prise et de la contre-lame à plus grande échelle et en coupe, la Fig 5 est une vue en perspective de deux postes de bobinage fixes avec un seul dispositif supplémen- taire mobile qui comporte un bras pivotant avec aux deux extrémités des dispositifs de prise pour des dispositifs en cassettes qui maintiennent les bobines et qui sont amenés avec ces dernières au poste de bobinage concerné pour être enlevés à nouveau lorsque la bobine est terminée, la Fig 6 représente un dispositif en forme de cassette dans lequel est placée une bobine, et les Fig 7 a à 7 f illustrent de façon simplifiée le déroulement des différentes opérations du procédé et du fonctionnement du dispositif selon l'invention. Les postes de bobinage 1, montés individuellement en position fixe, qui se trouvent par exemple près d'une paire de rails 3 et qui peuvent aussi être reliés à un magasin de bobines vides et terminées, peuvent aussi être combinées avec la machine produisant la matière filiforme, par exemple avec une machine à tréfiler et/ou avec une installation d'émaillage ou d'étamage Chaque poste de bobinage 1 comporte une broche de bobine verticale, destinée à recevoir les bobines 4 et 5 qui seront remplies de fil métallique ou autre matière filiforme. La référence 6 désigne un dispositif supplémen- taire unique qui, à l'aide d'un moteur M 1 et de galets 9 peut être déplacé et immobilisé au poste de bobinage considéré afin d'enlever les bobines pleines 4,5 et de les remplacer par des bobines 7,8 Cela se fait de sorte que, lorsqu'un degré voulu de remplissage de la bobine 4 ou 5 est atteint, la broche 10 est amenée à la vitesse de rotation de la bobine pleine 4 ou 5 par le moteur M 2, par exemple au moyen d'un entraînement par une courroie 12, de sorte que le blocage et le nouvel entraînement de la bobine pleine 4 sont entièrement assurés par ce moteur M 2 De même que le moteur M 3, le moteur M 2 est monté fixe sur le bras pivotant 13. Le moteur M 3 reçoit en même temps sur sa broche 11 une bobine vide 7 ou 8, et l'amène à la vitesse d'avance du fil métallique à bobiner. La bobine pleine peut alors être libérée ou désac- couplée de l'entraînement MW du poste de bobinage 1 et le bras pivotant 13, avec les bobines 4 et 7 qui lui sont accrochées aux deux côtés, peut être soulevée par le moteur M 4 et tournée de 1800 par le moteur M 5, par exemple dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse, c'est-à-dire que les deux bobines sont intervertibles. Ensuite, la bobine 7 encore vide est accouplée avec l'en- tra Inement MW du poste 1 qui entre temps a été réglé sur la vitesse de rotation correspondante, et le fil métalli- que D qui avance à une vitesse synchrone est accroché à la bobine vide 7 et coupé de la bobine 4 pour être enroulé sur la bobine vide 7 sans qu'il y ait d'interruption. La bobine 4 terminée est alors freinée, l'extré- mité du fil métallique est alors arrêtée de la manière connue et la bobine vide 7 qui a déjà reçu quelques spires est désaccouplée du dispositif supplémentaire 6 de sorte qu'elle est alors prise entièrement en charge par le poste de bobinage fixe 1. Le dispositif supplémentaire 6 se déplace main- tenant et dépose la bobine terminée 4 en un emplacement prédéterminé, par exemple dans un magasin, il prend une nouvelle bobine vide et redevient ensuite disponible pour un changement de bobine à un autre poste. Les Fig 3 représentent à plus grande échelle des exemples de réalisation des dispositifs d'accrochage 18 La joue 19 de la bobine est couverte par une plaque d'appui 20 qui, en plusieurs endroits de sa circonférence, porte des pièces d'accrochage en forme de griffes 21 qui entourent le bord de la joue 19 La plaque d'appui 20 a pour fonction d'empêcher la bobine 4 de s'incliner Les griffes 21 sont actionnées par un mécanisme d'entraînement connu, électrique, pneumatique ou hydraulique, non repré- senté. Le dispositif d'accrochage 18 de la Fig 3 consiste essentiellement en un cône 22 qui, sous l'effet d'une force de traction dans le sens de la flèche 23, pousse des pièces de serrage 24 circulaires, réparties à la périphérie, vers l'extérieur contre la paroi intérieure de l'alésage pour établir ainsi un accouplement fixe Dans certains cas, une combinaison des types de fixation repré- sentés sur les Fig 2 et 3 est préférable et réalisable. Les Fig 4 aet 4 b représentent un porte-bobine 25, monté au poste de bobinage fixe 1 et qui tourne avec la 13235 bobine 4 à remplir Ce porte-bobine 25 comporte un disposi- tif de prise 26 dans lequel, lorsque la bobine 4 est mise en place et sous l'effet de son propre poids, un levier 28 à deux bras articulés sur un pivot 27 coince le début du fil sur la griffe 30, contre la force d'un ressort 29 ou, en raison de l'inégalité des longueurs de bras de levier, contre le couple du plus long bras du levier, le fil étant à nouveau libéré à l'enlèvement de la bobine 4 La griffe 30 est en plus associée avec une contre-lame 31 qui a pour fonction de couper le fil. La disposition illustrée par la Fig 5 ne diffère de celle de la Fig 1 que par le fait que la bobine pleine et la bobine vide 8 sont disposées chacune dans un dispo- sitif 15 en forme de cassette, comme le représente par exemple la Fig 6 sous une forme simplifiée La bobine 5 ou 8 est supportée dans ce cas par les deux côtés, par exemple par des cônes 16 pouvant être déplacés axialement et immobilisés, ou par tout autre support fonctionnant de façon similaire, de sorte que des bobines de longueurs et/ou de diamètres différents peuvent être utilisées ou que des fils de plus grand diamètre et/ou des fils de mati- ère spécifiquement plus lourde peuvent aussi être bobi- nés. Le dispositif 15 en forme de cassette, y compris la bobine 5 ou 8, constitue ainsi une unité qui, dans le présent cas, comporte entre autres choses, une broche 17. Quand les broches 17 sont introduites dans des dispositifs à griffes montés aux deux extrémités du bras pivotant 13, elles sont saisies et entraînées par les moteurs M 2 et M 3 L'entraînement pour l'opération de bobinage proprement dite du fil métallique au poste de bobinage considéré est assuré par le moteur d'entraînement MW respectif du poste de bobinage, au moyen d'une pièce d'accouplement 33 Pendant toutes les opérations, les bobines 5,8 restent ainsi dans leur dispositif 15 en forme de cassette et sont amenées avec ce dernier au poste de bobinage correspondant et en sont emmenées de la même manière. Mais il est également possible que le dispositif supplémentaire 6 remplisse lui-même la fonction d'amener la bobine vide 8 dans le dispositif en cassette 15 ainsi que de l'en emmener, et ceci par exemple du fait que le moteur M 6 et une tige filetée 14 déplacent la butée 38 dans la direction axiale, pour serrer ou écarter les cônes de serrage 16. Le déroulement des opérations ou le mode de fonctionnement du dispositif selon l'invention sera main- tenant décrit en regard des Fig 7 a à 7 f qui sont des vues de dessus. Sur toutes les figures, le poste de bobinage fixe est désigné par la référence 1 et le bras pivotant, tournant autour du point P est désigné par 13 Sur la Fig 7 a, le fil métallique D qui arrive est enroulé sur la bobine 4,5 L'autre extrémité du bras pivotant 13 porte déjà la bobine vide 7,8 qui peut tourner sur la broche 11. Un peu avant la fin, et pendant l'opération de bobinage de la bobine 4,5 encore en cours, le bras basculant 13 pi Yiote de 1800 autour du point P, par exemple dans le sens de la flèche 34, de sorte que l'état représenté sur la Fig 7 b est atteint, c'est-à-dire que la bobine 7,8 encore vide est amenée au poste de bobinage 1 et déjà entraînée en synchro- nisme par le moteur M 3 * Le moteur d'entraînement MW du poste de bobinage fixe 1 qui, entre temps a été réglé à la vitesse correspondante, assure maintenant l'entraînement de la bobine 7,8 Le moteur d'entraînement M 3 est désac- couplé et le bras pivotant 13 tourne jusqu'à ce que le dispositif de prise et de coupe 26,31 puisse saisir le fil D qui arrive, le couper puis en accrocher le début à la bobine-7,8 encore vide Cet état est représenté sur la Fig 7 c Pendant qu'au poste de bobinage 1 le fil continue à s'enrouler sur la bobine 7,8 et que celle-ci a été désac- couplée de l'entraînement M 3, le fil métallique D est arrêté par le dispositif d'arrêt 35, par exemple un dispo- sitif de collage comme le montre la Fig 7 d. Le dispositif supplémentaire 6 avec le bras pivo- tant 13 auquel est accrochée la bobine pleine 4,5 peut main- tenant, comme le montre la Fig 7 e, être transporté directe- ment, par exemple dans le sens de la flèche 36, au magasin ou autre lieu de dépôt pour y prendre une bobine vide Cela n'est néanmoins possible que si le bras pivotant 13 peut être amené dans une position suffisamment élevée pour que, dans cette position, il ne rencontre pas le profil du poste de bobinage. Pour éviter cela, il est possible de ne faire tourner le bras 13 du dispositif supplémentaire 6 que de 9 Q O comme le montre la Fig 7 f de sorte que dans cette position il peut se déplacer dans le sens de la flèche 36 sans limitation d'encombrement latéral pour échanger la bobine pleine contre une bobine vide. Si pour une raison ou une autre, le poste de bobinage 1 ne doit pas continuer à tourner de façon continue, comme par exemple dans le cas de bobinage à spires jointives, le bras pivotant 13 peut tourner de 90 , comme le montre la Fig 7 f, et se déplacer avec les deux bobines pleines 4,5 et 7,8 dans le sens de la flèche 37 pour passer au poste de dépôt. L'objet de l'invention n'est pas limité aux exemples de réalisation représentés, mais peut subir de nombreuses modifications sans s'éloigner autant de son esprit Il est ainsi possible d'utiliser, aussi bien pour les postes de bobinage que pour le dispositif supplémen- taire 6, des bobines et des broches de bobines qui, au lieu d'être verticales, sont obliques ou horizontales Il est en outre possible d'utiliser, au lieu d'un seul bras pivo- tant 13, au moins deux de ces bras, par exemple disposés en croix, pour pouvoir utiliser les bras pivotants au moins pour un emmagasinage momentané de bobines pleines ou vides. Il est alors possible de limiter considérablement le nombre des déplacements du dispositif supplémentaire vers le Z 5 13235 magasin ou vers le poste de dépôt et de prise des bobines. Il est enfin possible que, au lieu d'être entraîné par son propre dispositif d'entratnement Mi, le poste de bobi- nage soit entratné par une machine qui lui est associée, par exemple une machine à tréfiler et/ou une machine à émailler. REVENDICATIONS 1 Procédé pour échanger continuellement des bobines à un poste de bobinage fixe, simple ou multiple, par fonctionnement continu destiné à une matière filiforme, particulièrement pour du fil métallique, comprenant essen- tiellement au moins deux postes de bobinage séparés géomé- triquement l'un de l'autre avec des axes de bobines horizontaux ou verticaux, et selon lequel un seul disposi- tif supplémentaire est associé avec un plus grand nombre de postes de bobinage, procédé caractérisé en ce que, lorsque le degré prédéterminé de remplissage d'une bobine terminée ( 4,5) est à peu près atteint, le dispositif supplémentaire ( 6) lui est affecté et en même temps, l'une de ces broches ( 10) est amenée à la vitesse de rotation de la bobine terminée ( 4,5) et est accouplée avec la bobine terminée ( 4,5) pour en assurer l'entraînement, alors qu'en même temps une bobine vide ( 7,8) est prise en charge par une autre broche ( 11) et amenée à la vitesse de déroulement du fil à bobiner, et que, après le désaccouplement de la bobine terminée ( 4,5) du poste de bobinage fixe ( 1), une permutation des deux bobines ( 4,5; 7,8) a lieu et la bobine vide ( 7,8) est accouplée avec l'entraînement MW du poste de bobinage fixe ( 1) qui entre temps a été amené à la vitesse de rotation correspondante, et que le fil (D) est accroché à la bobine vide ( 7,8) et coupé de la bobine terminée ( 4,5) pour être ensuite enroulée sur la bobine vide ( 7,8), et que la bobine terminée ( 4) est ensuite freinée, l'extrémité du fil arrêtée et la bobine ( 7,8) désaccouplée du dispositif supplémentaire ( 6) mobile, ce dernier emmenant la bobine terminée ( 4,5) de cette posi- tion à une position prédéterminée et étant ensuite conduit à un poste de bobinage fixe auquel un échange de bobine est imminent. 2 Dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé de la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif supplémentaire et qui maintient en même temps le fil (D) pour qu'il conti- nue à s'enrouler sur la bobine vide ( 7,8), la broche ( 10) avec la bobine terminée ( 4,5) pouvant être freinée par le moteur, ou par un dispositif de freinage supplémentaire, ou les deux, l'extrémité du fil pouvant être arrêtée par collage, torsadage ou des noeuds et la bobine alors en cours de bobinage ( 7,8) pouvant être séparée de la broche ( 11) considérée du dispositif supplémentaire ( 6) par libé- ration du dispositif de serrage, ou de prise, ou les deux ( 18,32). 3 Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que le dispositif de serrage, ou de prise, ou les deux ( 18) comporte une plaque d'appui ( 20) qui est serrée axialement sur la joue ( 19) de la bobine ( 4,5). 4 Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le dispositif de serrage, ou de prise, on les deux ( 18) saisit exclusivement la bobine ( 4,5) dans son alésage (B) ou au moins dans la plus grande partie de l'alésage (B). Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le dispositif de serrage, ou de prise, ou les deux ( 18) entoure par l'extérieur la joue ( 19) de la bobine associée. 6 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 2 à 5, caractérisé en ce que le bras pivotant ( 13) y compris le dispositif de serrage ou de prise, ou les deux 2 513235 ( 18,32) qui lui est relié peut être déplacé dans la direction des axes longitudinaux des bobines. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le porte- bobine ( 25) tournant au poste de bobinage fixe ( 1) comporte un dispositif de prise ( 26) qui serre le début du fil à la mise en place d'une bobine ( 7,8) et qui le libère après le remplissage de la bobine en vue de la permutation. 8 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 2 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de prise ( 26) comporte une griffe ( 30) montée fixe sur le porte-bobine ( 25) et un levier ( 28) à deux bras qui est actionné par une bobine mise en place ( 4,7) et (Fig 4 a et 4 b). 9 Dispositif selon l'une "Quelconque des reven- dications 2 à 8, caractérisé en ce que les bobines ( 5,8) sont serrées dans un dispositif en forme de cassette ( 15) dans lequel elles sont supportées par les deux côtés. Dispositif selon la revendication 9, carac- térisé en ce que l'introduction de la bobine vide ( 8) dans le dispositif ( 15) en forme de cassette et la sortie de la bobine terminée ( 5) de ce dispositif sont assurées par le dispositif supplémentaire ( 6). 11 Dispositif selon la revendication 9 ou 11 O, caractérisé en ce que des bobines de longueurs différentes ou de diamètres différents, ou les deux peuvent être intro- duites dans le dispositif ( 15) en forme de cassette. 12 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 2 à 11, caractérisé en ce que chaque poste de bobinage fixe ( 1) comporte an entraînement propre MW ou est entraîné par une machine associée, particulièrement une machine d'étirage, ou une machine d'émaillage, ou les deux.