Brevet FR2513234A1 — publié le 19830325

"Procédé et dispositif de tirage et de dépôt de produits sans fin sous forme de fil, de mêche ou de cable. La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de tirage et de dépôt de produit sans fin sous forme de fil, de mêche ou de câble (filé de filaments, câbles, de fibres chimiques, fil ou de cable de fils, bandes), appelé ci-après simplement "produit", le produit à déposer étant fourni de préférence à vitesse élevée par des dispositifs appropriés, Le développement technologique conduisant à des vitesses de production de plus en plus élevées, le dépôt de produits sans fin sortant d'une installation de production ou de traitement en vue du stockage intermédiaire ou final, devient toujours plus difficile, car il est nécessaire à cet effet de freiner le produit jusqu'à une faible vitesse permettant un dépôt avec ménagement sans que le produit ne subisse des endommagements ou d'autres modifications indésirables.Si on laisse par exemple pénétrer un filé de filaments ou un câble de fibres chimiques à une vitesse de production de plus de 1800 m/min, dans un réservoir de stockage intermédiaire, l'impact du fil dans le réservoir provoque un gonflement du filé ou câble et un écartement des filaments élémentaires, ce qui entraine des irrégularités lors du traitement ultérieur ou même des entrelacements provoquant par la suite des interruptions de production et du rebut. Si le produit est freiné avant d'être déposé, il est logiquement l'objet de formation de plis ou de boucles. Un dépôt correct n'entrainant pas d'entrelacements et permettant un retrait ultérieur sans perturbation du produit hors du réservoir de stockage présume que lesdits plis ou boucles soient formés de façon contrôlée et uniforme. Un grand nombre de propositions ont été faites à ce sujet, et des dispositifs capables de fonctionner ont également déjà été réalisés, mais ces dispositifs présentent tous des inconvénients ne permettant pas un accroissement de la vitesse de production à des valeurs supérieures à 2400 à 3000 m/min. Les meilleurs résultats sont obtenus par des dispositifs déposant le produit sous forme de boucles, par le fait que le produit est enroulé par un dispositif quide-fil tournant sur un mandrin de bobinage qui est fixe ou tourne à une vitesse de rotation différente de celle du dispositif guide-fil, et est disposé concentriquement à l'axe de rotation du dispositif guide-fil; dans le mandrin de bobinage sont montés des éléments d'avancement qui déplacent les spires de produit en direction axiale vers le bas et les font tomber dans le réservoir de stockage sous-jacent. Le mouvement de déplacement vertical est produit, soit par des éléments d'avancement à bande ou à chaine, soit par des éléments d'avancement à vis. Les demandes de brevet RFA NO 26 33 474, 27 47 706 et 28 09 661 décrivent différents modes de réalisation de dispositifs de ce type. Les inconvénients de ces dispositifs connus se manifestent en particulier par la force de tirage trop faible susceptible d'etre appliquée au produit pénétrant dans le dispositif. Des essais ont démontré que des charges de moins de 2 N entrainent déjà des perturbations, à savoir la formation de pelotes et d'entrelacements ou des interruptions du transport; il convient de noter à ce sujet que les dispositifs fournisseurs qui précèdent les dispositifs de tirage nécessitent, pour pouvoir fonctionner correctement, des efforts de traction d'une valeur minimale d'environ 1 N. Ainsi, la marge de réglage est très faible, ce qui rend d'autant plus difficile un fonctionnement continu sans perturbations.Les exemples d'essai décrits par la suite montrent que le dispositif conforme à l'invention permet d'appliquer des efforts de traction relativement importants pendant un fonctionnement continu et sur. Théoriquement, la valeur de ces efforts de traction pourrait etre choisie à volonté. Ces efforts de traction ne sont limités vers le haut que par la puissance d'entranement installée, la stabilité et la solidité des composants du dispositif et la résistance à la rupture du produit lui-meme. La présente invention permet d'obtenir le résultat recherché d'une manière absolument nouvelle, en remédiant aux inconvénients des dispositifs et procédés connus. Selon l'invention, le produit fourni à la vitesse de production est amené et déposé sous forme de boucles par une opération à déroulement contrôlé Suivant le procédé conforme à l'invention, le produit est amené depuis le centre d'un rotor, de préférence en forme de plateau, portant des galets de déviation disposés aux angles d'un polygone imaginaire, sur un premier desdits galets de déviation et depuis ce galet en cercle successivement sur tous les autres galets de déviation pour revenir sur le premier.Les galets de déviation sont inclinés en direction tangentielle par rapport à l'axe de rotation du rotor qui coïncide avec l'axe du polygone, de manière que le produit soit guidé suivant une trajectoire hélicoïdale en effectuant au moins deux passages sur tous les galets de déviation avant de passer sur les extrémités inférieures desdits galets et de tomber en chute libre. Le rotor est animé, avec le polygone de galets de déviation, d'un mouvement de rotation autour de l'axe du polygone qui coïncide avec l'axe du rotor. Les galets de déviation sont animés, autour de leurs axes, d'un mouvement de rotation de sens opposé au sens de rotation du rotor et de vitesse telle que le produit ne subit pas de mouvement de rotation, mais uniquement un mouvement d'avancement suivant l'axe du rotor. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention comprend au moins deux, de préférence cinq ou plus galets de déviation montés en rotation autour de leurs propres axes sur un rotor, aux angles d'un polygone imaginaire en étant inclinés d'un certain angle dans la direction tangentielle du rotor Les galets de déviation sont disposés sur un rotor monté en porte-à-faux en rotation autour d'un axe vertical, rotor dont l'axe de rotation coïncide avec l'axe du polygone. Le rotor est muni d'un système d'entrainement en rotation et présente, dans sa partie supérieure, un canal axial concentrique qui est dévié à son extrémité inférieure en direction radiale, la partie radiale étant dirigée tangentiellement sur la périphérie des galets de déviation.Chaque galet de déviation est muni de moyens d'accouplement assurant son entrainement en rotation autour de son axe par le rotor, en sens opposé au sens de rotation du rotor, avec une vitesse circonférentielle correspondant à la vitesse circonférentielle du rotor. Lesdits moyens d'accouplement peuvent etre un pignon solidaire en rotation de chaque galet, en prise avec une couronne-circulaire à denture extérieure solidaire du carter fixe. Au lieu d'un pignon, il est également possible de munir chaque galet de déviation d'un galet de friction en contact avec un chemin de roulement intérieur circulaire solidaire du carter fixe. Suivant un autre mode de réalisation, les galets de déviation sont, en vue de leur entrainement en rotation, enlacés en hélice, au moins partiellement, par au moins un cordon de section circulaire. Chacune des deux extrémités du cordon circulaire est disposée dans un palier monté sur le carter fixe, ce palier ne permettant pas de mouvement de translation du cordon suivant l'axe longitudinal de ce dernier, mais permettant un mouvement de rotation du cordon autour de l'axe longitudinal de ce dernier. De préférence, le carter fixe sur lequel est monté en rotation le rotor est suivi d'une partie inférieure cylindrique qui-entoure sans contact les galets de déviation et présente dans sa partie supérieure une zone annulaire perforée entourée d'un canal annulaire muni d'une tubulure de raccordement pour l'application d'un vide. La capacité de fonctionnement du procédé conforme à l'invention et des dispositifs pour la mise en oeuvre de ce procédé, en vue du dépôt à des vitesses de production très élevées de par exemple 6000 m/min, est due à l'exploitation judicieuse des effets dynamiques décrits ci-après et à la structure sensiblement plus simple que celle des dispositifs connus jusqu'à présent, permettant une exécution très robuste. Le procédé conforme à l'invention et la structure de principe du dispositif pour sa mise en oeuvre seront décrits plus en détail ci-après en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue de dessous d'un dispositif conforme à l'invention ; - la figure 2 est une coupe verticale suivant A-A de la figure i ; - la figure 3 est une vue latérale d'un autre mode de réalisation du dispositif, le carter étant représenté en coupe. Pour 'expliOat2Cr. du principe de fonctionnement du i- positif, conforme à l'invention, on va se référer aux figures 1 et 2. Le produit sans fin 1 est amené à un rotor 2, de préférence en forme de plateau, par un canal 3 d'abord axial, mais dévié en direction radiale à son extrémité inférieure. Le rotor porte au moins deux, mais de préférence cinq ou plus de galets 4 montés aux angles d'un polygone concentrique à son axe, les axes desdits galets citant inclinés en direction tangentielle (du rotor) d'un angle 5. A la sortie du canal 3 qui est toujours dirigé tangentiellement sur la périphérie d'un des galets de déviation 4, le produit passe sur ledit galet et passe ensuite en cercle sur les autres galets de déviation. Par suite de l'inclinaisun des galets, le produit est conduit suivant une trajectoire dirigée en hélice vers le bas. A l'ex- trémité inférieure, le produit quitte les galets de déviation et tombe en chute libre, la forme en hélice préalablement produite étant conservée et étant tout au plus quelque peu allongée par le mouvement de chute. Le rotor 2 est entrainé à l'aide d'une poulie 6 à partir d'un moteur non représenté sur le dessin. Sur la figure 1, le sens de rotation du rotor 2 correspond au sens de rotation des aiguilles d'une montre.En meme temps, les galets de déviation 4 sont entrainés en rotation contraire, et cela à une vitesse qui, dans la zone de contact entre les galets de déviation 4 et le produit 1, annule presque et de préférence complètement la vitesse circon férentielle du rotor, par rapport au cercle circonscrit aux galets de déviation, de sorte que le produit qui repose sur les galets de déviation et qui, plus bas, tombe librement, n'exécute pas de mouvement de rotation, mais uniquement un mouvement rectiligne vers le bas. Lc mouvement de rotation contraire précité des galets de déviation 4 est produit par l'engrènement de pignons 7 fixés sur les axes des galets 4 avec une denture intérieure 8 pratiquée dans la partie supérieure du carter fixe 9 du dispositif.L'inclinaison des galets de déviation 4 est compensée par une inclinaison correspondante de la denture. Dans un autre mcde d -éalisation, les pignons sont rem- placés par des galets de section lisses roulant au contact d'un chemin cylindrique également lisse de la paroi intérieure de la partie supérieure du carter. Ce mode de réalisation correspond à celui de la figure 2, sauf que la denture (8 > est supprimée. C'est la raison pour laquelle ce mode de réalisation n'est pas représenté. Choque enlacement du polygone de galets par le produit correspond à un enlacement d'un galet imaginaire unique, donc à un angle d'enlacement ou de contact de 2"il= = 6,28 rad. A partir d'une force de traction initiale qui est produite à l'extrémité inférieure des galets de déviation par les forces d'inertie et par le frottement entre les galets et le produit, la force de traction proprement dite du dispositif est établie vers le haut, cette force augmentant de façon exponentielle dans le sens contraire au sens de marche du fil, d'une spire à l'autre, et atteignant son maximum à la sortie du produit du canal 3.La force de tracti'oniiiiciale précitée est produite par l'accélération radiale permanente à laquelle est expose, sur le polygone tournant de galets, le produit qui ne participe pas à ce mouvement de rotation, en cocpération avec le frottement entre le produit et-les galets. Lors de la mise en service, on entrain d'abore en rotation le rotor et les galets de déviation, sans le produit 1. Ensuite, on injecte l'extrémité de départ du produit d l'aide d'un dispositif d'injection non représenté, connu en soi et utilisé de façon usuelle pour alimenter les dispositifs de traction, à l'aide d'air comprimé dans le canal 3. L'extrémité a. départ du produit atteint en direction radiale, son mouvement étant renforcé par la force'centrifuge, une zone annulaire pet e 10 de la paroi intérieure de la partie inférieure 11 du carter.A l'aide d'une soufflante non représentée, dont le coté aspiration est relié par une conduite 12 à un canal annulaire 13 entourant le carter, à la hauteur de la zone perforée 10, l'extrémité de départ du produit est aspirée contre la zone perforée 10 de la paroi d carter et est ici retenue jusqu'à ce que quelques spires aient été posées autour du polygone rotatif de galets de déviation. On interrompt alors la communication du canal 13 avec la soufflante de sorte que te mouvement d'avancement vers le bas du produit par les galets de déviation inclinés commence. La figure 3 illustre un mode de réalisation préféré du dispositif conforme à l'invention, sur lequel le mouvement de rotation inverse des galets de déviation 4 est produit par une transmission à courroie. Un cordon 14 de section circulaire enlace le polygone de galets en hélice de la me me manière que le produit 1 à retirer. Le cordon 14 est retenu à chacune de ses deux extrémités dans la paroi du carter 9 par un palier 15, 16 permettant la rotation du cordon autour de son axe longitudinal mais empêchant le déplacement du cordon suivant son axe longitudinal, donc également son déplacement vers le bas suivant l'axe du rotor 2.Pour la conjugaison de la composante de transport verticale des galets de déviation 4 et de la rotation libre du cordon 14 ainsi que de l'ancrage de ce dernier à une hauteur constante, le cordon roule sur les surfaces latérales des galets de déviation 4 en exécutant, autour de son propre axe longitudinal, un mouvement de roulement dirigé vers le haut. On va décrire ci-après deux exemples illustratifs de l'invention. EXEMPLE 1 Un dispositif conforme à l'invention semblable à celui de la figure 3, avec six galets de déviation, présentait les caractéristiques principales suivantes Diamètre des galets de déviation 50 mm Longueur active des galets de déviation 115 mm Côté du polygone de galets sur la péri phérie des galets 200 mm Puissance d'entrainement installé 6 kW Vitesse de rotation maximale du rotor 133,3 tr/s Vitesse de tirage maximale 81 m/s Nombre de spires de fil 12 A l'aide de ce dispositif, a été retiré un fil de polyester de 204 tex, composé de 1000 filaments élémentaires, à une vitesse de 70 m/s et déposé dans un réservoir cylindrique tournant en dessous du dispositif autour de son axe vertical.On a mesuré la tension du fil entre son dispositif fournisseur (à double galet à enlacement multiple) et le dispositif de dépôt et on a ensuite contrôlé la qualité de la pile de boucles déposée. Pour mesurer la tension du fil1 on a augmenté légère- ment la vitesse de tirage jusqu'à ce que le fil commence à s'étirer. Au début de l'étirage, on a mesuré une tension du fil de 6,4 N. La puissance absorbée par le moteur s'élève à 715 W. La marche du fil restait parfaite. La pile de boucles dans le réservoir présentait des boucles géométriquement parfaites, sensiblement cycloidales, superposées à la manière des écailles de poisson. Par la suite, on a pu de nouveau retirer du réservoir, sans perturbation et sans boucles tout le fil d'un poids total de 53 kg. EXEMPLE 2 A l'aide du dispositif utilisé pour l'essai de l'exemple 1, on a retiré un cable de 2448 tex composé de 12 000 fibrilles individuelles, dans les me mes conditions que dans l'exemple 1. On a pu accroitre la tension du câble à 55,45 N, le moteur absorbant alors sa puissance maximale admissible de 6 kW. Un étirage du câble n'a pas eu lieu. La structure de la pile de boucles déposées était parfaite, le produit pouvant etre retiré sans aucune perturbation. REENDICATIONS 1.- Procédé de tirage de dépôt de produits sans fin sous forme de fil, de meche ou de cable, caractérisé par le fait qu'on amène le produit (1) depuis le centre d'un rotor (2), de préférence en forme de plateau, portant des galets de déviation (4) disposés aux angles d'un polygone, sur un premier desdits galets et de là en cercle successivement sur tous les autres galets de déviation pour revenir vers le premier, les galets de déviation (4) étant inclinés en direction tangentielle par rapport à 1 axe de rotation du rotor (2) qui coïn- cide avec l'axe du polygone, de sorte que le produit se trouve guidé sur une trajectoire hélicoïdale en exécutant au moins deux passages sur tous les galets de déviation avant de passer sur les extrémités inférieures des galets et de tomber en chute libre, qu'on imprime au rotor, avec le polygone de galets de déviation un mouvement de rotation autour de l'axe du polygone qui coïncide avec l'axe du rotor, 2.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, comprenant au moins deux, de préférence cinq ou plus de galets de déviation montés en rotation autour de leurs propres axes aux angles d'un polygone imaginaire, en étant inclinés tangentiellement d'un angle déterminé, caractérisé par le fait que lesdits galets de déviation (4) sont disposés sur un rotor (2) dont l'axe de rotation vertical coìnci- de avec l'axe du polygone, que le rotor comporte des moyens (6) pour son entrainement en rotation, que dans la partie supérieure du rotor est ménagé un canal axial concentrique (3) dévié à son extrémité inférieure en direction radiale, la partie radiale étant dirigée tangentiellement sur la périphérie de l'un des galets de déviation et que chaque galet de déviation est muni de moyens d'accouplement assurant son entrainement en rotation autour de son axe par le rotor, en sens opposé au sens de rotation de ce dernier. 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'accouplement comprennent un pignon (7) solidaire de chaque galet de déviation et en prise avec une couronne circulaire à denture intérieure (8) solidaire du carter fixe (9). 4.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'accouplement comprennent un galet de friction en contact avec un chemin de roulement intérieur circulaire solidaire du carter fixe. 5.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les galets de déviation (4) sont, en vue de leur entralnement, enlacés en hélice, au moins partiellement, par au moins un cordon (14) de section circulaire, et que chacune des deux extrémités dudit cordon est disposée dans un palier (15, 16) monté sur le carter fixe (9) et empechant un mouvement de translation du cordon suivant son axe longitudinal, mais permettant par contre une rotation du cordon autour de son axe longitudinal. 6.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que le carter (9) est suivi d'une partie cylindrique (11), qui entoure sans contact les galets de déviation (4) et qui présente, dans sa partie supérieure, une zone annulaire perforée (10) entourée extérieurement d'un canal annulaire (13) muni d'une tubulure (12) de raccordement à une source de vide.