Brevet FR2551736A1 — publié le 19850315

l 2551736 L'invention concerne l'enroulement de matière flexible en une configuration universelle en " 8 " autour d'un mandrin et en particulier les enroulements dans lesquels on forme un croisement partout excepté en un endroit de manière à engendrer un trou de déroulement s'étendant de l'extérieur de l'enroulement à l'ouverture axiale intérieure de celui-ci et dans lesquels on fait varier le gain de l'enroulement, défini comme le rapport de la vitesse de va-et-vient à la vitesse de la broche, 10 soit de façon positive soit de façon négative, de manière à augmenter la densité de l'enroulement en déplaçant les croisements les uns par rapport aux autres. L'enroulement de matière flexible autour d'un mandrin, avec des " 8 " successifs espacés radialement au15 tour du mandrin et avec une ouverture radiale s'étendant de l'extérieur de l'enroulement au noyau intérieur de celui-ci est connu par le brevet US 3 178 130 et la demande de brevet US n 261 882 déposée le 8 mai 1981 Les " 8 " sont espacés de telle sorte que les croisements existent 20 partout excepté en un endroit et l'absence des croisements est l'emplacement du trou de déroulement Dans le cas d'une spire, la broche se déplace à une vitesse donnée et son va- et-vient se déplace exactement à la moitié de la vitesse de la broche et tous les croisements des 25 "U" se trouveront au même endroit L'enroulement tel qu' il est défini dans le brevet susdit et aussi dans le brevet US 3 666200 est satisfaisant en ce qui concerne des spires de diamètre relativement petit dans lesquelles la matière flexible que l'on enroule a un diamètre relati30 vement petit Toutefois, à mesure que l'on augmente lediamètre de la spire et si la matière flexible que l'on enroule a un diamètre relativement grand, la position des croisements au même endroit de l'enroulement aboutit à un enroulement inefficace, c'est-à-dire qui est moins 35 dense et qui présente une crête haute et un creux. Le brevet US 3 666 200 suggère de faire va- 2 2551736 rier le gain de l'enroulement de façon telle que les croisements des " 8 " soient déplacés les uns par rapport aux autres de manière à obtenir un enroulement plus compact et plus dense Toutefois, il est nécessaire de 5 perfectionner le procédé d'enroulement de matière flexible pour des enroulements de grand diamètre, spécialement dans les cas o l'on enroule une matière flexible de diamètre relativement grand En outre, il est courant de comprimer un enroulement formé conformément 10 aux enseignements du brevet antérieur susdit pour rendre la densité d'enroulement plus uniforme de façon que l'enroulement fini puisse être emballé dans une boîte plus petite. Une particularité importante de l'invention 15 est de faire varier le gain de façon telle que le rapport supérieur et le rapport inférieur soient pratiquement égaux et d'utiliser alternativement les rapports supérieur et inférieur, ou les gains positifs et négatifs dans des croisements-successifs de l'enroulement, 20 qui est formé, à tous autres égards, conformément à la technique antérieure Selon l'invention, on utilise un gain pour un croisement ou jusqu'à ce que l'avance se soit déplacée de la moitié d'un déplacement angulaire normal de croisement On ramène alors le gain à l'avan25 ce normale de sorte que le premier croisement est placé entre les deux dernières couches du rapport supérieur et tous les autres croisements de la couche, entre les croisements de la couche de rapport supérieur. On finit la couche en utilisant ce rapport inférieur et 30 quand la matière est à l'endroit du trou, on fait passer le gain d'enroulement à un rapport supérieur qui est aussi la moitié pour un croisement ou la moitié de l'avance d'un déplacement angulaire de croisement On ramène alors le gain à la normale Ce mode d'enroule35 ment aboutit à une présentation plus dense et diminue aussi le coût de la présentation puisqu'on peut placer 3 2 2551736 une quantité donnée d'enroulement dans un plus petit récipient ou boîte Etant donné que la densité de l'enroulement obtenu est plus uniforme, sa compression sera plus uniforme autour du diamètre de la bobine et l' enroulement sera plus stable. Les buts, avantages et particularités cidessus de l'invention apparaîtront mieux à l'étude de la description suivante d'un mode d'exécution préférentiel, constituant le meilleur mode de mise en oeuvre de 10 l'invention, parallèlement aux dessins sur lesquels: la figure 1 est un croquis arbitraire de deux enroulements formés chacun de deux couches, les traits pleins représentant un rapport supérieur et les tiretés un rapport inférieur d'enroulement; la figure 2 est un autre croquis arbitraire de deux enroulements formés chacun de deux couches, les traits pleins représentant un rapport supérieur et les tiretés un rapport inférieur, l'enroulement représenté par la figure étant conforme à l'invention; la figure 3 montre en coupe un enroulement du type en nid d'abeilles présentant une paroi plus épaisse qui est moins dense et une paroi plus mince qui est plus dense. On forme un enroulement selon l'invention en 25 enroulant des " 8 " espacés radialement autour d'un mandrin, ou de la couche de matière située en dessous de celle que l'on enroule Les " 8 " sont espacés de telle sorte que les croisements existent partout excepté à un endroit et l'absence de croisements engendre un trou de 30 déroulement à travers lequel on peut retirer l'extrémité intérieure de l'enroulement de sorte que l'on déroule l'enroulement de l'intérieur vers l'extérieur à travers le trou de déroulement. Dans le cas d'une spire, la broche se dépla35 ce à une certaine vitesse donnée W S Si le va-et-vient 4 2551736 s'effectue exactement à la moitié de la vitesse de la broche, tous les croisements du " 8 "' seront au même endroit Si l'on applique une avance G au va-et-vient, le " 8 " sera situé à différents endroits Une formule représentant le mouvement de va-et-vient est la suivante: ES Ct 1 2 ( 1 + G) dans laquelle: U T = vitesse de va-et-vient (tours/mn) Co S = vitesse de la broche ou du mandrin (tours/mn) G = gain (+ ou -). Etant donné que la distance est égale à la vitesse multipliée par: J S e S dans lequel %S est la distance parcouS rue par la troche, on connaît la distance parcourue par le va-et-vient si l'on connaît la distance parcourue par la broche, donc: e T = es ( 1 + G) t 2 t t = es 1 + G) et = Les formules et dérivations ici décrites représentent seulement les vitesses ou les déplacements de la came La came et le mécanisme de va-etvient associé forment un système de transformation rotatif-linéaire dans lequel laconfiguration effective de va-et-vient dépend de la façon dont la came est taillée. Une couche est complète (abstraction faite du trou de déroulement pour le moment) quand la broche a parcouru deux fois la distance de va-et-vient plus ou moins un tour. 2 e + e ant donn que: étant donné que e T es ( 1 + G) e S ( 1 + G) + =e + 1 = es ( 1) G + ( 1 +G) e XT 2 G ( 2) D'après l'équation 2, on connaîtra le nombre de courses de va-et-vient si l'on connaît l'avance G (étant donné que e, est en tours); une course de va-etvient est un cycle complet d'une extrémité à l'autre avec retour au point de départ. La figure I montre un croquis arbitraire de deux enroulements formés chacun de deux couches L'enroulement indiqué en trait plein est un rapport supérieur et l'enroulement indiqué en tireté est un rapport inférieur Le croquis n'est qu'une coupe prise par la partie intérieure de l'enroulement, la configuration effective et la zone de rotation dépendant de la forme de la came (ou de la caractéristique de déplacement de vaet-vient) Le croquis a été établi, pour des raisons de simplicité, par séparation au point X Le croquis est sur un mandrin d'une circonférence de 10 pouces et demi ( 266,7 mm) Le trou de déroulement mesure un pouce et demi ( 38,1 mm) d'une extrémité à l'autre Cela représente un trou de 1,5/10,5 x 360 = 51,4 . Il y a dix-neuf croisements dans l'enroule25 ment, représentés par les traits pleins qui indiquent une couche à rapport supérieur Cela représente un espacement entre croisements de 308,6 /18 = 17,14 L'espacement est d'un demi-pouce ( 12,7 mm) Si l'on considérait le trou de déroulement, il y aurait vingt-et-un 30 croisements Cela représente un gain de: 21 = 2 G G = 41 = 0,0244 = 2,44 %. Cela signifie que le va-et-vient est plus rapide de 2,44 % que la moitié de la vitesse de la bro5 che en tours/mn pour produire cette configuration. Il faut noter que, dans les deux enroulements, le croisement central est indiqué au centre du dessin, ce qui n'est pas le cas pour un enroulement réel Dans un enroulement réel, le croisement central l O se trouve alternativement à gauche et à droite de la ligne médiane et le degré de décalage par rapport au centre dépend de la grandeur du gain. Les enroulements représentés par les tiretés sur la figure 1 sont d'un rapport inférieur qui repré15 sente un gain de 0,0208 ou 2,08 %. On peut réaliser la configuration représentée par la figure I sur un équipement d'enroulement connu en utilisant un rapport supérieur de vingtquatre et un rapport inférieur de vingt-et-un. L'aspect important des enroulements représentés par la figure 1 est que, près du voisinage du trou de déroulement, les deux couches d'enroulement coincident entre elles Cela est compréhensible étant donné qu'une avance de 2,4 % n'est pas trop différente 25 d'une avance de 2,1 % Si les gains étaient rendus radicalement différents, le premier ou les deux premiers croisements proches du trou seraient encore l'un près de l'autre D'autre part, la densité de la présentation serait moins bonne si l'on utilisait 2,4 % et 3,6 % par 30 exemple. Cette configuration de proximité est détruite à peu près au troisième ou quatrième croisement vers le bas, mais recommence aux environs du septième ou du huitième et se chevauche à nouveau au dixième croise- ment Le processus recommence en partant de là jusqu'à l'autre côté du trou de déroulement On voit donc qu'il y a deux zones d'enroulement dense et au centre une zone qui n'est pas aussi dense. Si l'on enroule une matière de plus grand diamètre, les gains doivent être plus grands pour laisser assez de place à la matière Si l'on utilisait un gain de quarante-cinq ( 4,5 %), il y aurait 11,6 croisements, à supposer que l'on néglige le trou de déroule10 ment Si l'autre gain était de 4,1 %, il y aurait 12,6 croisements Cela signifie qu'une configuration en nid d'abeilles ne serait pas détruite complètement avant un point situé à 180 de celui o le trou a été atteint. La bobine serait alors dense à l'arrière (à 180 du 15 trou) et relativement peu dense au voisinage du trou. Un tel enroulement est représenté en coupe sur la figure 3. Selon l'invention, on propose d'éliminer cet inconvénient en décalant les couches L'enroulement en 20 nid d'abeilles représenté par la figure 3 indique qu'un tel enroulement est inefficace en ce qui concerne la densité Dans un tel enroulement, les deux couches sont du même gain Toutefois, si l'on décale une couche sur deux de la moitié d'une distance de croisement vers le 25 bas, la configuration engendrée est très dense. Comme indiqué plus haut, le problème de densité susdit est résolu par le procédé d'enroulement selon l'invention tel qu'il est illustré par la figure 2. Selon cette figure, l'enroulement à rapport supérieur 30 et l'enroulement à rapport inférieur ont le même gain (le même nombre de croisements et donc le même espacement entre les croisements) Par exemple, si le gain est de 4,1 a%, ce gain sera utilisé à la fois comme gain positif ou négatif. Le rapport supérieur est enroulé comme l'indique le trait plein sur la figure 2, mais quand on enroule le dernier croisement de la couche (le croisement situé juste au-dessus du plus élevé C sur les dessins), l'enroulement se décalera à un gain inférieur qui est la moitié du gain utilisé (dans le cas présent: 2,05 %). Le procédé propose d'utiliser le gain pour un seul croisement ou jusqu'à ce que l'avance ait été déplacée de la moitié d'un déplacement angulaire normal de croisement Le gain reviendra alors au gain nor10 mal d'avance de 4,1 % Par suite, le premier croisement du rapport inférieur sera placé entre les deux dernières couches du rapport supérieur et tous les autres croisements seront placés entre les croisements de la couche à rapport supérieur La couche à rapport in15 férieur, représenté par le tireté sur la figure 2, finira sa couche et à l'endroit du trou, elle passera à un rapport supérieur qui est aussi la moitié ( 2,05 %) du gain pour un croisement et la moitié de l'avance d' un déplacement angulaire de croisement Le gain est 20 alors ramené à la grandeur normale de 4,1 %. La présentation obtenue, enroulée selon l' invention, est considérablement plus dense que si le gain n'était pas modifié Le coût de la présentation est réduit parce que l'on peut emballer l'enroulement 25 obtenu dans une boite plus petite avec la même quantité de matière enroulée Etant donné que la densité est uniforme, la compression de l'enroulement sera aussi plus uniforme sur le diamètre de la bobine Cela aboutit à une plus grande stabilité d'enroulement et à une 50 moindre résistance pendant le déroulement à travers le trou radial. L'homme de l'art reconnaîtra aussi que l'invention telle qu'elle est ici décrite peut être modifiée selon des principes et des techniques connus ap55 plicables à l'enroulement de matière flexible et que par conséquent l'invention n'est pas limitée par le mode d'exécution particulier ici décrit. 9 2551736 REVENDICATIONS 1 Procédé d'enroulement d'une présentation de matière flexible en une configuration en " 8 " sur un mandrin, les croisements d'enroulement progressant au5 tour de l'enroulement pour former une ouverture radiale s'étendant de l'extérieur de l'enroulement à son noyau intérieur caractérisé en ce qu'on enroule la matière flexible avec un gain normal représentant un rapport donné entre la vitesse de va-et-vient et la vitesse de l O rotation du mandrin sur au moins une couche d'enroulement, on règle le gain normal à un gain inférieur ou supérieur lors du dernier croisement de la première couche d'enroulement jusqua réalisation d'un déplacement angulaire de grandeur donnée, on règle le gain au gain 15 normal et, à l'achèvement d'au moins une couche avec ce gain normal, on règle le gain dans une mesure pratiquement égale mais en sens opposé au premier réglage de gain mentionné jusqu'A réalisation d'un déplacement angulaire de grandeur donnée, on règle à nouveau le gain 20 au gain normal et, A l'achèvement d'au moins une couche avec ce gain normal, on repète les réglages de gain susdits jusqu'à ce que l'enroulement soit complet. 2 Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que le réglage de gain à chacune des opéra25 tions de réglage du gain est égal à la moitié de la différence entre les gains inférieur et supérieur. 3 Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que le gain inférieur est égal au gain supérieur. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement d'enroulement pendant chaque réglage de gain en partant d'un gain normal est la moitié de ce déplacement angulaire de croisement obtenu avec le gain normal. 5 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance e S parcourue par le mandrin 2551736 10 est égale à, G étant le gain, et que e = 1 + G 2 G ' 8 e 2 étant la distance parcourue par la came de va-etvient.