Brevet FR2630420A1 — publié le 19891027

L'invention qui se rapporte à un support de bobines de fil destiné à être utilisé dans une machine à réaliser des pièces creuses par enroulement filamentaire concerne plus précisément une cassette d'emmagasinage et de distribution de fil ou ruban sous tension préréglée. Dans le domaine de l'enroulement filamen- taire de fils ou de ruban de fibres sur un mandrin, il est courant de disposer celui-ci sur une machine qui l'anime d'un mouvement généralement de rotation entraînant le fil en l'enroulant sur lui-même. Selon d'autres techniques connues, par exemple pour la réalisation et le frettage de tubes, c'est un cadre tournant autour d'une pièce, qui enroule le fil autour de cette pièce pouvant elle-même être animée d'un mouvement relatif par rapport au cadre. Dans tous les cas, le fil ou la fibre destiné à former l'enrou- lement'filamentaire est distribué à partir d'une bobine dévideuse, qui est habituellement constituée d'un support cylindrique en carton sur lequel le fil est enroulé, bobine -qui est capable de maintenir le fil enroulé et qui le laisse se dévider sous l'effet de la traction provoquée par le mouvement du mandrin. Dans certains cas particu- liers, plus précisément quand l'enroulement doit être assuré sur un support de forme irrégulière, il faut que le fil puisse être dévidé de la bobine avec une tension constante pour que le frettage soit assuré de façon également constante, quelle que soit la configuration de la pièce à enrouler. Cette tension doit en outre être réglable par l'utilisateur en fonction de l'enroulement recherché, et les bobines de distribution classiques ne donnent pas cette possibilité. Certains enroulements néces- sitent aussi de grandes quantités de fils, et quand une bobine est vide il faut alors lui substituer une bobine neuve, et par conséquent interrompre le bobinage pour coller ensemble les brins des deux bobines. Si une ten- sion préalable de distribution a été prévue sur la pre- mière, il faut reprendre le réglage pour que cette tension préalable soit aussi appliquée à la seconde, ce qui n'est pas toujours réalisable aisément avec les bobines dévideuses classiques. Certes on connaît des systèmes de boîtiers contenant des fils ou rubans qui se déroulent lorsqu'on les tire et qui se réenroulent lorsqu'on les lâche, tels par exemple que l'enrouleur de câble électrique, le mètre- ruban, ou la laisse de chien. Mais aucun de ces systèmes ne possède les fonctions mécaniques nouvelles nécessitées par les techniques modernes d'enroulement filamentaire, qui nécessitent la possibilité de rechargement en fil, et d'un déroulement de fil en continu avec une tension constante et réglable comme indiqué plus haut. L'invention vi.se à pallier aux inconvé: nients des distributeurs de fils connus en ce qu'elle pro- pose une cassette d'emmagasinage et de distribution de fils, particulièrement conçue pour assurer des enroule- ments filamentaires à l'aide de tout support ayant un mouvement relatif par rapport à la pièce à bobiner, ladite cassette étant particulièrement utilisable dans une machine universelle de bobinage permettant de traiter des pièces de forme et de dimension variable. A cet effet, l'invention a pour objet une cassette d'emmagasinage de fil ou ruban renfermant au moins une bobine comportant des moyens permettant le déroulement du fil à l'encontre d'une force de réenroule- ment dudit fil autour de la bobine, cassette selon la- quelle la bobine de fil est montée sur un rouleau tournant disposant d'au moins un organe s'opposant au déroulement de ladite bobine qui est associé à un mécanisme de freinage, ledit mécanisme de freinage étant réglable pour introduire une tension préalable du fil délivré par la cassette, celle-ci étant en outre pourvue d'un moyen complémentaire permettant si nécessaire d'augmenter en sortie de cassette la tension préalable du fil obtenue avec la bobine. Plus précisément, l'organe s'opposant au déroulement de 1a bobine est un ressort concentrique à l'axe porteur de son rouleau support dont une extrémité est fixée audit rouleau et dont l'autre extrémité est liée au mécanisme de freinage, lequel est constitué d'un petit dis- que tournant librement sur l'extrémité fixe de l'axe de préhension de la cassette, et d'un patin de freinage sus- ceptible de s'appliquer-sur le disque et de s'en écarter sous l'action d'une vis prenant sur ledit axe. Selon une variante l'organe s'opposant au déroulement de-la bobine est un moteur monté selon son axe porteur qui agit en sens inverse du dévidement du fil par l'intermédiaire d'un coupleur frein électromagnétique qui est pilotable, un système de lecture de tension de fil, ainsi qu-e la conduite du moteur et du coupleur étant connec- tés au support de cassette par des prises mâles au niveau des axes de préhension de la cassette. Selon une autre caractéristique de l'in- vention le moyen complémentaire permettant d'augmenter la tension préalable du fil est constitué d'au moins un rou- leau supplémentaire à surface caoutchoutée qui renferme un ressort dont une extrémité est liée au rouleau et dont l'autre extrémité est liée à un mécanisme de frei- nage analogue à celui du rouleau à bobine, deux petits rouleaux complémentaires de maintien du fil s'appliquant contre le rouleau principal. D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre de formes de réalisation prises à titre d'exemple non limitatifs et se référant aux dessins annexés qui représentent: figure 1 une vue en coupe d'une cassette; figures 2 et 3 des vues schématiques de côté et de face de la cassette à une bobine; 4. figure 4 une vue en coupe d'une variante de réalisation; figures 5 et 6 des vues schématiques de côté *et de face d'une cassette selon la variante de la figure 4; figure 7 une vue en coupe d'une autre variante de réalisation de la cassette selon la figure 1; La cassette présentée schématiquement sur la figure 1 a la forme d'un boitier 1 dont une face 2 est 1O amovible pour permettre l'accès à l'intérieur. Elle est mu- nie sur deux faces opposées d'axes de préhension 3 grâce auxquels elle peut être solidarisée à un support par l'un ou l'autre des deux axes ou par les deux. La cassette 1 porte un axe intérieur 4 sur lequel est fixé un roulement 5 portant un rouleau tournant 6 servant de support à une bobine de fil 7. La bobine est immobilisée sur le rouleau par la vis de blocage 8. Le rouleau 6 est creux et dans l'espace 9 ménagé entre sa face interne et l'axe 4 est placé un ressort 10 concentrique à l'axe dont une extrémité 10a est fixée au rouleau et dont l'autre extrémité lOb est liée à un petit disque 11 tournant librement sur l'extrémité fixe de l'axe 4. En regard du disque 11 est monté un patin de freinage 12 susceptible de s'appliquer sur le disque ou de s'en écarter sous l'action d'une vis 13 prenant sur l'axe 4. Le fil délivré par la bobine 7 sort de la cassette 1 par un orifice 15. On voit aux figures 2 et 3 que le fil 14 est orienté par un galet de renvoi 16 à l'intérieur de la cas- sette puis par des galets de sortie 17 au niveau de l'ori- fice 15, un mécanisme d'arrêt de fil 18 étant prévu sur la cassette 1 pour bloquer le fil dévidé. Quand la bobine 7 est fixée sur son rou- leau 6 et bloquée par la vis 8, on sort une partie de fil 14 par l'orifice 15. Puis en agissant sur la vis 13 on serre le patin 12 contre le disque de freinage I1l ce qui a pour effet de bloquer la rotation de ce dernier. Si on veut que la tension préalable du fil soit de 3 kg, on suspend au fil un poids de 3 kg. Le fil va alors se dérouler de la bobine et le poids va descendre. Pendant cette phase, puisque l'extrémité 10b du ressort 10 est immobilisée par le dis- que Il qui est bloqué, l'autre extrémité-lOa, tournant avec la bobine 7, va bander le ressort jusqu'à ce que le poids soit immobilisé. On débloque alors progressive- ment le patin de freinage 12 jusqu'à ce que le disque 11 commence à glisser sur lui et que le poids commence à des- cendre. La cassette est réglée et quand on immobilise le poids, le patin de freinage 12 maintient le ressort 10 bandé qui exerce sur le fil une tension de 3 kg. Si l'on fait revenir le poids en arrière, le fil va se réenrouler autour de la bobine avec une tension dégressive jusqu'à ce que le ressort soit revenu à sa position première au repos. C'est la longueur et la raideur du ressort qui détermine la longueur de fil possible que la cassette pourra ré-avaler. Cette tension préalable du ressort étant réglée on peut par exemple faire passer le fil sur le galet 16 puis sur les galets de sortie 17, et le tirer en bandant à nouveau le ressort, jusqu'à ce que le patin de freinage.12 se mette à nouveau à glisser. le fil est alors prétendu à 3 kg et on le bloque avec le mécanisme d'arrêt de fil 18. On refer- me la partie amovible 2 de la cassette. Celle-ci est prête à être utilisée. Cette disposition n'est cependant utilisa- ble que pour des tensionr préalables de fil relativement peu importantes, par exemple jusqu'à environ 3 kg. Au-delà la tension exerce une pression trop importante sur le fil des couches précédentes de la bobine et risque de les détériorer. C'est pourquoi on prévoit une cassette qui augmente la tension préalable de fil obtenue avec la bobine adapt éeà des tensions plus importantes pouvant aller par exemple jusqu'à 12 kg. Cette cassette 1 telle que re- présentée aux figures 4 à 6 présente aussi sur un axe inté- rieur 4 une bobine de fil 7 disposant du même ressort in- terne 10 et des mêmes mécanismes de freinage 11, 12. Par contre sur un autre axe intérieur 19 est monté un rouleau supplémentaire 20 dont la surface est recouverte d'une pellicule de caoutchouc. Ce rouleau 20 renferme aussi un ressort 21 dont une extrémité est liée au rouleau et dont l'autre extrémité est liée à un mécanisme de freinage (11, 12) analogue. De part et d'autre du rouleau 20 sont montés deux petits rouleaux de maintien de fil 22, libres en rotation, rappelés contre le rouleau 20 par des petits ressorts 23. Les ressorts 10 et 21 sont déterminés de telle manière que la capacité de réavaler le fil par le rouleau caoutchouté 20 soit inférieure ou égale à celle de la bobine 7 afin d'éviter lors d'un réavalement du fil de la cassette, que ce fil 14 ne se détende entre la bobine 7 et le rouleau 20. Ceci dit le réglage des deux ressorts 10 et 21 s'effectue indépendamment et de la même façon que pour le réglage de la bobine, comme indiqué précédemment en référen- ce à la figure 1, à l'aide de poids. On peut ainsi régler par exemple le frein de la bobine 7 à2 kg et le frein du rouleau 20 à 10 kg. La tension préalable du.til en sortie de cassette sera donc de 12 kg. Les cassettes précédemment décrites compor- taient une seule bobine de fil. On peut envisager, sans sor- tir du cadre de l'invention, de charger la cassette de plusieurs bobines de fil qui seraient, par exemple, reliées en série, et dont chacune serait équipée du mécanisme de freinage décrit plus haut, de telle sorte qu'après l'épuise- ment d'une bobine, la bobine suivante puisse être utilisée en continu. Pour la mise en fonctionnement, après avoir monté et verrouillé la bobine 7 sur son axe 4, on fait passer le fil 14, comme on le voit particulièrement aux figures 5 et 6, autour d'un premier rouleau de maintien de fil 22, puis autour du rouleau caoutchouté 20 et autour du second rouleau de maintien de fil 22. Puis le fil est tiré le long de galets de renvoi 16 jusqu'aux galets de sortie 17, puis vers l'extérieur jusqu'à ce que le patin de freinage 12 de la bobine et du rouleau se mettent à glisser. Le fil est alors prétendu et on peut le bloquer avec le mécanisme d'arrêt de fil 18. Les cassettes ainsi décrites sont donc capables de réavaler du fil. Cela permet, si une cassette lors d'un bobinage n'est plus en mouvement, de garder le fil tendu, mais aussi d'éloigner la cassette de sa tra- jectoire et d'y revenir sans perte de tension et de tra- jectoire du fil, par exemple quand il s'agit d'assurer des liaisons entre fils d'une cassette à une autre. De toute façon, ces cassettes peuvent être utilisées dans tout autre cas nécessitant une mise sous tension préalable du fil ou du ruban emmagasiné. Selon une variante de réalisation illustrée à la figure 7, le rouleau tournant 6 servant de support à la bobine 7 ne dispose plus de ressort interne ni d'organe mecanique de freinage, mais en remplacement, un moteur 24 est monté selon l'axe 4 et agit en sens inverse du dévide- ment du fil par l'intermédiaire d'un coupleur électro- magnétique 25 pilotable monté sur l'axe 4. Un système de lecture de tension de fil 26, interposé sur le trajet du fil 14, permet de connaître en permanence et avec précision la tension de fil délivré. Les énergieset informations nécessaires à la conduite du moteur et du coupleur ainsi que la lecture du système 26, passent par des prises mâles 27 au niveau des axes de préhension 3 de la cassette 1. Ces prises mâles sont connectées à des prises femelles correspondantes prévues sur un support de cassette non représenté. Ce type de cassette perfectionnée permet aussi la lecture et le réglage de la tension du fil pendant l'enroulement filamentaire, et permet de conserver la tension constante du fil'lors de son réavalement par la cassette. RE V E N D I C A T I O NS 1.- Cassette d'emmagasinage et de distri- bution de fil ou ruban utilisable notamment sur une ma- chine pour réaliser des pièces creuses par enroulement filamentaire, renfermant au moins une bobine comportant des moyens permettant le déroulement du fil à l'encontre d'une force de réenroulement du dit fil autour de la bobi, ne, caractérisée en ce que la bobine 7 de fil 14 est mon- tée sur un rouleau tournant 6 disposant d'au moins un or- gane (10, 24) s'opposant au déroulement de ladite bobine qui est associé à un mécanisme de freinage (11, 12, 25), en ce que le mécanisme de freinage est réglable pour intro- duire une tension préalable du fil délivré par la cassette (1) et en ce que la cassette est pourvue d'un moyen complé- mentaire (20, 22) permettant si nécessaire d'augmenter en sortie de cassette la tension préalable du fil obtenue avec la bobine. 2.- Cassette selon la revendication 1, carac- térisée en ce que l'organe s'opposant au déroulement de la bobine (7)est un ressort (10) concentrique à l'axe (4) porteur- de son rouleau support (6) dont une extrémité (10a) est fixée audit rouleau et dont l'autre extrémité (lOb) est liée au mécanisme de freinage (11, 12). 3.- Cassette selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que le mécanisme de freinage est consti- tué d'un petit disque (11) tournant librement sur l'extré- mité fixe de l'axe (4), et d'un patin de freinage (12) sus- ceptible de s'appliquer sur le disque ou de s'en écarter sous l'action d'une vis (13) prenant sur l'axe (4). 4.- Cassette selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe s'opposant au déroulement de la bobine (7) est un moteur (24) monté selon l'axe (4) qui agit en sens inverse du dévidement du fil par l'intermé- diaire d'un coupleur frein électromagnétique (25) pilotable monté sur l'axe (4). 5.- Cassette selon la revendication 4, caractérisée en ce que un système de lecture de tension de fil (26), ainsi que la conduite du moteur (24) et du coupleur(25)sont connectés au support de cassette par des prises mâles (27) au niveau des axes de préhension de la cassette. 6.- Cassette selon les revendications 1 à 3 caractérisée en ce que le moyen complémentaire permettant d'augmenter la tension préalable du fil est constitué d'au moins un rouleau supplémentaire (20) à surface caoutchoutée qui renferme un ressort (21) dont une extrémité est liée au rouleau et dont l'autre extrémité est liée à un mécanisme de freinage (11, -12) analogue à celui du rouleau à bobine (7). 7.- Cassette selon la revendication 6, carac- térisée en ce que de part et d'autre du rouleau (20) sont montés deux petits rouleaux (22) de maintien du fil, libres en rotation, rappelés contre le rouleau principal par des petits ressorts (23). 8.- Cassette selon les revendications 1, 2 et 6, caractérisée en ce que les ressorts (10) et (21) sont déterminés de telle manière que la capacité de réavaler le fil par le rouleau caoutchouté (20) soit inférieure ou égale à celle de la bobine (7). 9.- Cassette selon les revendications 1 et 6 caractérisée en ce que à l'aval d'un orifice de sortie (15) du fil hors de la cassette (1), est prévu un mécanisme d'arrêt de fil (18), sur ladite cassette.