Brevet FR2626565A1 — publié le 19890804

BOBINOIR POUR LE RENVIDAGE DE FILS FRAGILES EN BOBINES CROISEES La présente invention concerne un bobinoir pour le renvidage de fils sous forme de bobines croisées. Elle concerne plus particulièrement un bobinoir pour fils fragiles, par exemple pour certains fils obtenus par filage de polymères ou de minéraux en fusion. Traditionnellement le renvidage de fils sous forme de bobines croisées est obtenu par un double mouvement : un premier mouvement de rotation de la bobine sur elle-même qui appelle le fil et un second mouvement de translation du fil à alimenter sur la largeur de la bobine grace au déplacement alternatif rapide d'un guide-fil ou curseur dont la vitesse est asservie à la vitesse du bobinage afin de maintenir constant l'angle de croisement du fil sur la bobine. La rotation de la bobine est commandée soit par la broche autour de laquelle est placée la bobine soit par friction à l'aide d'un galet s'appuyant sur la périphérie de la bobine en cours de bobinage. Lorsque les fils sont composés de multifilaments, ctest-à-dire d'un faisceau de filaments continus sans torsion il est indispensable que leur renvidage soit effectué sous forme de bobines croisées, compte-tenu des risques d'emmêlement des différents filaments d'un fil à l'autre en cas de bobinage à spires jointives. Lors du bobinage avec croisure, les multifilaments sont soumis à ses accélérations au moment du changement de sens du curseur dans son mouvement de translation. Les fils particulièrement fragiles ne supportent pas sans dommage les chocs occasionnés par les accélérations du curseur, et les bobinoirs conventionnels sont d'un emploi délicat, pour le bobinage des fils fragiles,à moins d'être utilisés à faible vitesse. Or on a trouvé , et c'est ce qui fait l'objet de l'invention, un bobinoir pour le renvidage des fils, notamment fragiles, sous forme de bobines croisées qui pallie l'inconvénient précité. Le bobinoir est du type connu selon lequel il comporte une broche support bobine équipée d'un moteur en rotation capable de l'entraineret un guide-fil de présentation du fil sur la bobine. Selon l'invention, le guide-fil est fixe et la broche est assortie de moyens de translation capables de lui communiquer un mouvement rapide et alterné de translation , devant le guide-fil , sur une distance déterminée. Ainsi , contrairement à ce qui se passe dans les bobinoirs conventionnels, ça n'est pas le guide-fil qui se déplace rapidement et alternativement tout le long de la bobine, tandis que la bobine est fixe et tourne à vitesse constante. Selon l'invention, c est la bobine qui, par le mouvement de la broche se déplace à grande vitesse devant le guide-fil fixe. L'angle de croisure obtenu est fonction de trois paramètres : la vitesse de rotation de la broche, la course de la broche lors de son mouvement de va-et-vient devant le guide-fil et le temps mis par la broche pour effectuer une telle course De préférence , pour une course et une vitesse de bobinage données, les moyens de translation sont commandés de telle sorte que l'angle de croisure soit au moins de 5 . Par exemple, pour une course de 300 millimètres et une vitesse de bobinage au plus égale à 700 mètres par minute, le temps d'une course aller et retour de la broche est de l'ordre de 1,2 seconde. Pour les fils fragiles, il importe que le rayon de courbure imposée au fil lors du bobinage soit suffisamment élevé afin d'éviter les risques de casses de filaments lors du bobinage. De préférence, le diamètre de la bobine, sur laquelle le fil est renvidé, est de l'ordre ou supérieur à 200 millimètres. Avantageusement la broche, support de bobine, est entraînée en translation indépendamment du moteur qui l'entraîne en rotation. Le moteur entraînant la broche en rotation est solidaire du bâti du bobinoir , et il est relié à la broche par un entraînement flexible. Cet entraînement a comme fonction de communiquer à la broche le mouvement rotatif donné par le moteur, monté fixement et à demeure sur le bâti, tout en suivant le mouvement rapide et alterné, de va-et-vient de la broche elle-meme. Cette disposition particulière permet d'abaisser le poids de la broche à entraîner dans le mouvement de va-et-vient. Selon la présentation souhaitée pour le fil à renvider, la distance de translation de la broche, ou course, peut varier. Afin de régler cette course, les moyens de translation comprennent un chariot support de broche équipé d'un dispositif de translation,un système de guidage du chariot et deux capteurs de fin de course, fixés de manière réglable de part et d'autre du chariot à proximité immédiate du système de guidage du chariot de telle sorte qu'ils détectent les extrémités du chariot lorsque celles-ci passent à leur niveau , les deux capteurs commandant l'inversion de sens de la translation. Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, le dispositif de translation proprement dit consiste en a. une courroie ayant la forme d'une boucle fermée , avec un brin supérieur et un brin inférieur , entraînée en déplacement continument dans le même sens b. un dispositif de blocage du chariot support de broche comportant des moyens aptes à rendre solidaire le chariot soit du brin supérieur soit du brin inférieur de la courroie, et les capteurs de fin de course sont connectés au dispositif de blocage pour commander l'un le blocage du chariot sur le brin supérieur et l'autre sur le brin inférieur. Bien sûr, la longueur des deux brins, supérieur et inférieur, de la courroie est au moins égale à la course maximale qui peut être souhaitée. Le dispositif de blocage du chariot sur le brin supérieur ou sur le brin inférieur de la courroie consiste par exemple, en deux jeux de deux mâchoires à commande pneumatique , solidaires du chariot , l'ouverture du premier jeu et la fermeture du second jeu étant commandées simultanément par le premier capteur de fin de course, et inversement l'ouverture du second jeu et la fermeture du premier jeu étant commandées simultanément par le second capteur de fin de course ; et les måchoires du premier jeu étant placées de part et d'autre du brin supérieur de la courroie et inversement les machoires du second jeu étant placées de part et d'autre du brin inférieur de la courroie.On comprend aisément que le sens de déplacement et l'emplacement du premier et du second capteurs sont choisis de manière à ce que le mouvement de va-et-vient du chariot corresponde à un déplacement de la bobine devant le guide-fil fixe. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va maintenant être faite du mode préféré de réalisation du bobinoir de renvidage pour fils fragiles, illustré par le dessin annexé dans lequel la figure unique est une représentation schématique de face du bobinoir. Le faisceau de filaments, constituant le fil 1 à renvider, provient d'un poste de filage non représenté. Le fil 1 passe par le guide-fil 2 qui joue le rôle de guide de convergence pour les filaments du faisceau, puis il est enroulé sur la bobine 3 sous la forme d'un enroulement croisé. On a représenté sur la figure par deux jeux de lignes obliques , l'un penché vers la droite et l'autre penché vers la gauche, les directions générales prises par le fil 1 lors de son enroulement sur la bobine 3. L'angle que font entre elles les lignes obliques des deux jeux correspond à l'angle de croisure du fil sur la bobine. Pour le bon dévidage d'une bobine de fils composés de filaments sans torsion cet angle doit être au moins de 5". La bobine 3 est emmanchée sur la broche 4 , de manière connue. La broche 4 est solidaire du chariot 5, qui comporte une partie 6 sensiblement horizontale et une partie 7 sensiblement verticale . La broche 4 est montée en porte-à-faux sur la partie 7 verticale, de telle sorte que l'axe de la broche 4 qui supporte la bobine 3 soit, lui, horizontal. Le bâti 8 du bobinoir est une structure rigide sur laquelle est fixé le moteur 9 qui entraîne en rotation la broche 4 grâce au flexible d'entraînement 10 qui relie le moteur 9 à l'axe de la broche 4. La partie supérieure du bâti 8 supporte deux rails de guidage Il. La partie horizontale 6 du chariot 5 comporte plusieurs galets sur roulements à billes ,dont les profils sont tels que le chariot 5 peut s'appliquer exactement sur les rails de guidage 11, et glisser le long de ces rails lors de son mouvement de va-et-vient de gauche à droite et de droite à gauche conformément à la représentation de la figure. En dessous du niveau des rails Il, sont fixés sur les côtés droit et gauche du bâti 8 deux rouleaux respectivement 12 et 13 dont les axes horizontaux ont une direction perpendiculaire à l'axe de la broche 4. La courroie 14 a une forme de boucle fermée , elle est tendue entre les deux rouleaux 12 et 13. Le rouleau 12 est entraîné en rotation par le moteur 15 à un seul sens de rotation, fixé sur le bâti 8. Sous la partie horizontale 6 du chariot 5 est fixé l'ensemble de blocage 16 qui comprend à sa partie supérieure et placées de part et d'autre du brin supérieur horizontal 17 de la courroie 14 deux machoires 18a et 18b, et à sa partie inférieure et placées de part et d'autre du brin inférieur horizontal 19 de la courroie 14 deux mâchoires 20a et 20b. L'ouverture et la fermeture de chaque jeu de deux mâchoires 18a , 18b et 20a, 20b sont obtenus à l'aide de vérins pneumatiques non représentés commandés par les détecteurs 21 et 22. Le détecteur 21 est positionné juste au-dessus des rails de guidage Il sur le côté droit du bâti 8, de même le détecteur 22 sur le côté gauche du bâti 8. Le fonctionnement du mouvement alternatif de va-et-vient de la bobine 3 devant le guide fil 2 est obtenu dans les conditions suivantes. Les mâchoires inférieures 20a et 20b étant fermées et les mâchoires supérieures 18a et 18b étant ouvertes, le chariot 4 est solidaire du brin inférieur 19 de la courroie 14 et se déplace le long des rails de guidage Il dans le sens de déplacement du brin inférieur 19 de la courroie 14, représenté par la flèche F1. Le chariot se déplace de gauche à droite, Lorsque l'extrémité droite de la partie horizontale 6 du chariot 4 arrive au niveau du détecteur 21, celui-ci détecte la présence du chariot 4 et commande l'ouverture des mâchoires inférieures 20a et 20b et la fermeture des mâchoires supérieures 18a et 18b. Le chariot devient alors solidaire du brin supérieur 17 de la courroie et se déplace le long des rails de guidage 11 dans le sens du déplacement du brin supérieur 17 de la courroie 14, représenté par la flèche F2. Le chariot se déplace de droite à gauche jusqu'à ce que l'extrémité gauche de la partie horizontale 6 du chariot 4 arrive au niveau du détecteur 22. Celui-ci détecte la présence du chariot 4 et commande 1 ouverture des mâchoires supérieures 18a et 18b et la fermeture des mâchoires inférieures 20a et 20b. Le chariot repart alors de gauche à droite, et ainsi de suite. Le positionnement exact des détecteurs 21 et 22 est déterminé en fontion de la course de la bobine, c'est-à-dire la hauteur sur laquelle le fil 1 sera enroulé sur la bobine 3. Leur position est donc réglable vers la droite ou la gauche. La structure de la courroie 14 et des mâchoires 18a, b et 20a, b sont déterminées de manière à ce qu'il y ait le minimum de glissement possible sur la courroie, lorsque les deux jeux de mâchoires sont commandés simultanément par l'un ou l'autre des capteurs. De préférence la partie intérieure de la courroie 14 a un profil transversal en dents de scie, qui coopère avec le profil en dents de scie qui lui est complémentaire d'une part des mâchoires 18b et 20a, et d'autre part des rouleaux 12 et 13. A l'aide du bobinoir qui vient d'être décrit, on a pu bobiner après filage par voie fondue des fils de matières organiques trop fragiles pour être utilisés comme tels, mais qui sont les produits intermédiaires destinés à être ultérieurement transformés, par exemple des fils à partir de brais destinés à être transformés en fils de carbone, par exemple des fils à partir de polymères amorphes ayant au départ de faibles propriétés mécaniques. On a pu également bobiner après filage par voie humide de la cellulose dissoute dans un solvant organique tel que la N-méthyl morpholine-oxyde sous forme de fils dont le nombre de brins (filaments) peut être très réduit, par exemple 1 à 40 brins de 1 dtex. Dans ces exemples,le support de bobinage avait un diamètre de 250 mm, la course de bobinage était de 300 mm. La période du mouvement de va-et-vient était de 1,2 s. L'angle de croisure était fonction de la vitesse de bobinage : 60 à 700 m/mn, 10 à 400 m/mn, 350 à 100 m/mn. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. En particulier, en remplacement des deux jeux de deux mâchoires (18a,b et 20a,b) , l'ensemble de blocage peut comporter un bloc central , positionné entre les deux brins 17 et 19 de la courroie 14, et seulement deux mâchoires mobiles, l'une étant au-dessus du brin supérieur 17 et 1' autre en-dessous du brin inférieur 19 ; par exemple les déplacements de chacune des deux mâchoires mobiles seront obtenus grâce à un ensemble vérin plat/électrovanne commandé par les capteurs 21 et 22. Par ailleurs , le mouvement alterné et rapide de va-et-vient pourra etre communiqué à la bobine par tout moyen connu, par exemple hydraulique. Le moyen préféré , qui a été décrit, présente des temps de réponses plus courts, ce qui autorise des périodes du mouvement de va-et-vient plus courtes. De plus ce qui a été dit ne concerne qu'une seule tête de bobinage, mais il est possible de transposer l'invention à plusieurs têtes de bobinage dans lesquelles un même chariot supporterait plusieurs broches se déplaçant dans un mouvement alternatif de translation devant plusieurs guide-fils , chaque broche pouvant etre ou non commandée individuellement en rotation. REVENDICATIONS 1. Bobinoir de renvidage de fils notamment fragiles, sous forme de bobines croisées, du type comportant une broche (4) support bobine équipée d'un moteur (9) capable de l'entraîner en rotation et un guide-fil (2) de présentation du fil (1) sur la bobine (3) caractérisé en ce que le guide-fil (2) est fixe et la broche (4) est assortie de moyens de translation capables de lui communiquer un mouvement rapide et alterné de translation , devant le guide-fil (2) , sur une distance déterminée. 2. Bobinoir selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de translation sont commandés de telle sorte que, pour une course et une vitesse de bobinage donnée, l'angle de croisure ( ) est au moins de 5 . 3. Bobinoir selon la revendication 2 caractérisé en ce que, pour une course de l'ordre de 300 mm, la période pour une translation aller-retour est de l'ordre de 1,2 seconde. 4. Bobinoir selon l'une des revendications 1 à 3 carctérisé en ce que le moteur (9) entraînant la broche (4) en rotation est solidaire du bâti (8) du bobinoir et est relié à la broche (4) par un entraînement flexible (10). 5. Bobinoir selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les moyens de translation comprennent un chariot (5) support de broche équipé d'un dispositif de translation , un système de guidage (11) du chariot (5) et deux capteurs (21,22) de fin de course, fixés de manière réglable de part et d'autre du chariot (5) à proximité immédiate du système de guidage (11) du chariot de telle sorte qu'ils détectent les extrémités du chariot (5) lorsque celles-ci passent à leur niveau. 6. Bobinoir selon la revendication 5 caractérisé en ce que le dispositif de translation consiste en a. une courroie (14) ayant la forme d'une boucle fermée , avec un brin supérieur (17) et un brin inférieur (19) , entrainée en déplacement continûment dans le même sens, b. un dispositif de blocage (16) du chariot (5) support de broche comportant des moyens aptes à rendre solidaire le chariot soit du brin supérieur (17) soit du brin inférieur (19) de la courroie (14), et en ce que les capteurs (21,22) de fin de course sont connectés au dispositif de blocage (16) pour commander l'un le blocage du chariot sur le brin supérieur (17) et l'autre sur le brin inférieur (19). 7. Bobinoir selon la revendication 6 caractérisé en ce que le dispositif de blocage consiste en deux jeux de deux mâchoires à commande pneumatique, solidaires du chariot (5), l'ouverture du premier jeu (18a,b) et la fermeture du second jeu (20a,b) étant commandées simultanément par le premier capteur (22) de fin de course, et inversement l'ouverture du second jeu (20a,b) et la fermeture du premier jeu (18a,b) étant commandées simultanément par le second capteur (21) de fin de course , les mâchoires du premier jeu (18a,b) étant placées de part et d'autre du brin supérieur (17) de la courroie (14) et inversement les mâchoires du second jeu (20a,b) étant placées de part et d'autre du brin inférieur (19) de la courroie (14). 8. Bobinoir selon la revendication 6 caractérisé en ce que le dispositif de blocage consiste en un bloc central, positionné entre le brin supérieur (17) et le brin inférieur (19) de la courroie (14) et deux mâchoires mobiles à commande pneumatique, solidaires du chariot (5) , disposées l'une au-dessus du brin supérieur (17) et l'autre au-dessous du brin inférieur en regard du bloc central , les déplacements de chacune des deux machoires étant obtenus grace à un ensemble vérin plat/électrovanne commandé par les capteurs (21,22).