Brevet FR2664911A1 — publié le 19920124

i PROCEDE ET INSTALLATION POUR LE MOULINAGE DE FILS ENROU- LES SOUS LA FORME DE GATEAUX ET PLUS PARTICULIEREMENT DE FILS DE VERRE. La présente invention concerne un procédé, ainsi qu'une installation pour sa mise en oeuvre, permettant d'effectuer directement le moulinage (c'est-à-dire de communiquer une torsion) d'un fil stocké sous forme d'un enroulement croisé sans joue, tel qu'un "gateau", et plus particulièrement de fils de verrre. Lors de la fabrication des fils chimiques et prin- cipalement des fils de verre, on réceptionne la matière sous la forme d'enroulement généralement de grand diamè- tre, sur un tube bon marché (carton), qui dans le cas des fils de verre, atteint à ce jour en général 300 mm, l'épaisseur du fil sur le tube carton support étant fai- ble et en général comprise entre 2 et 5 cms. Dans la suite de la description, l'invention sera décrite appliquée aux fils de verre réceptionnés sous forme de gateau lors de leur filature, mais il est évi- dent que ceci n'est pas limitatif et qu'elle peut égale- ment être utilisée pour d'autres matières.25 Pour mémoire, on rappellera que la fabrication des fils de verre (silionne) consiste schématiquement à ex- truder au travers de filières du verre fondu, des fila- ments sortant de la filière étant étirés à gande vitesse30 et recevant un ensimage avant d'être renvidés à grande vitesse sans torsion sur un support en carton. Il est bien connu que pour leur utilisation ulté- rieure, les fils non tordus doivent recevoir une certaine torsion de protection, variable selon les applications, destinée à donner de la cohésion aux filaments, disposés 5 alors en hélice, ce qui améliore la résistance aux frot- tements et dans une certaine mesure la résistance à la traction. Cette torsion est communiquée aux fils lors d'une opération de moulinage et/ou de retordage. En général, par opération de moulinage, on désigne l'opération qui consiste à communiquer la torsion du fil au moment du dévidage de l'enroulement, le fil étant15 ensuite renvidé. Par retordage, on désigne l'opération qui consiste à communiquer la torsion au fil au moment de son renvidage. Dans le cas des fils de verre, il a été admis pen- dant fort longtemps qu'il était pratiquement impossible d'effectuer, du moins à vitesse industrielle, un mouli- nage du fil compte tenu du fait que les gateaux sont des enroulements non rigides qui ont tendance à se déformer,25 ce qui pose des problèmes pour les entraîner en rotation et surtout que, du fait de l'ensimage déposé sur les fils, les spires sont collées entre elles et sont par suite difficiles à dévider régulièrement à la défilée comme cela se fait en général lors d'une opération de30 moulinage. Par suite, à ce jour, lorsque l'on souhaite tordre des fils de verre, on réalise, ainsi que cela ressort notamment du brevet US 4 693 338, une opération de retor-35 dage, la torsion étant communiquée aux fils lors de son renvidage au moyen d'une broche à anneau et curseur. Outre la solution qui ressort du document précité et dans laquelle les gateaux de fils sont fixes, il a été proposé depuis fort longtemps de réaliser le dévidage du fil du gateau à la déroulée, en commandant positivement la rota- tion du gateau, la tension donnée par le curseur du sys- tème de renvidage remontant jusqu'au dit gateau et per- 5 mettant de dégager plus facilement les spires les unes des autres. Une telle manière de procéder ne donne cependant pas entière satisfaction, compte tenu du fait que les sys- tèmes à anneau et curseur ne permettent de réceptionner le fil tordu que sous la forme d'un enroulement du type "bobine bouteille", ne permettant de réceptionner que des quantités limitées de matière et que, surtout, se posent des problèmes de défilement du fil au cours des opéra-15 tions ultérieures qu'il peut être amené à subir. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un procédé perfectionné qui permet de communiquer une torsion à un fil de verre (ou similaire)20 en faisant appel non pas à une opération de retordage mais à une opération de moulinage, la torsion étant donc communiquée au moment du dévidage de l'enroulement et qui, non seulement permet d'augmenter les vitesses de production, mais autorise la réception du fil tordu sous25 la forme d'enroulement de grande capacité, faciles à uti- liser ultérieurement et ce, en utilisant pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, une broche à double torsion, dispositif couramment utilisé depuis des décennies (voir notamment brevets français no 878 641,30 brevet britannique 618 028 et brevets français no 1 372 486, 1 373 031 et 1 397 135) pour d'autres types de fils chimiques, et plus particulièrement des fils synthétiques ou artificiels, mais qu'il était totalement exclu d'em- ployer pour le travail du fil de verre (ou similaires)35 qui est un fil fragile à travailler, pour lequel il faut éviter les changements brusques de direction, compte tenu du fait qu'il craint les flexions. Le perfectionnement apporté par l'invention aux pro- cédés conventionnels de moulinage dans lequel la torsion est communiquée au fil au moment du dévidage de l'enrou- lement et ce, au moyen d'une broche double torsion et qui rend possible l'utilisation d'une telle technique pour tordre des fils de verre (ou similaires) stockés sous la forme de gateaux, se caractérise par la combinaison des points suivants: la broche double torsion est disposée horizontale- ment (ou légèrement inclinée vers le haut par rapport à l'horizontale, l'inclinaison étant au maximum d'environ ); le gateau de fil repose à l'intérieur du pot que comporte la broche, son support éventuel (tube carton) ayant été éliminé; le dévidage du fil à partir dudit gateau est réa- lisé par l'intérieur de ce dernier, l'extrémité de l'axe creux de la broche double torsion étant disposée à l'in- térieur du volume défini par l'enroulement de fil; de20 préférence, l'entrée de la broche creuse est disposée sensiblement au centre de l'enroulement de fil, une sur- face lisse, en forme de "cloche" entourant l'extrémité de la broche creuse sur sa hauteur à l'intérieur du gateau sert de surface de guidage lors du défilement du fil et25 favorise ledit défilement, régularise la tension et éli- mine tout risque d'accrochage et d'enroulement du fil autour de ladite broche creuse. Grâce à un tel procédé, il a été constaté que le dévidage du fil de verre se faisait sans à-coups, de manière régulière Par ailleurs, le plateau magasin que comporte une telle broche, est de préférence conçu pour que le fil ne forme une réserve autour dudit magasin rotatif inférieure à un tour, et de préférence comprise entre 1/4 et 3/4 de tours. Pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'in- vention, on utilisera tout type de broche double torsion connue, mais plus particulièrement des broches à entraî- nement par moteur individuel, tel que celles faisant l'objet de la demande de brevet français no 89 05 768, l'axe creux que comporte cette broche ayant été prolongé pour que son entrée se trouve disposée sensiblement au centre du gateau et le plateau magasin étant de forme tronconique, enveloppant légèrement la base du pot à l'intérieur duquel est disposé le gateau de fil De plus, une surface de guidage en forme d'ogive ou de "cloche" entoure l'axe creux sur toute sa hauteur à l'intérieur du gateau. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après à titre indicatif, mais non limitatif, et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels: les figures 1 et 2 illustrent, vue de côté, une position de travail de deux modes de réalisation de ma- chines permettant la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention; la figure 3 est une vue de détail en coupe mon- trant la structure d'une broche double torsion utilisée pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention; la figure 4 est une vue de détail agrandie, égale- ment en coupe, illustrant plus en détail la manière dont est prolongé l'axe creux de la broche et "la cloche" de protection qui entoure cet axe et qui favorise non seule- ment le défilement du fil, mais assure également une meilleure tension et évite tout risque d'enroulement de ce dernier autour de la broche. Les figures 1 et 2 illustrent deux modes de réalisa- tion d'une machine permettant la mise en oeuvre du pro- cédé conforme à l'invention Dans ces deux figures, les mêmes références ont été utilisées pour désigner les mêmes organes. D'une manière générale, une telle machine comporte, pour chaque position de travail, monté sur un bâti sup- port commun, de préférence symétriquement de part et d'autre de ce dernier, un ensemble de moulinages propre- ment dit désigné par la référence générale ( 1), constitué essentiellement par une broche double torsion, adaptée comme cela sera vu dans la suite de la description pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, mais dont l'ensemble de la structure est de type connu et est réalisé par exemple conformément aux enseignements du brevet français 89 05 768 Cette broche double torsion permet de communiquer la torsion au fil ( 2) qui est ren- vidé de manière connue par un ensemble désigné par la référence générale ( 3) Dans le mode de réalisation il- lustré par la figure 1, le trajet du fil est réalisé de bas en haut, alors que dans le mode de réalisation il- lustré par la figure 2, il est réalisé de haut en bas. Conformément à l'invention et afin de pouvoir réali- ser la torsion d'un fil de verre enroulé sous la forme d'un gateau, la broche double torsion ( 1) est disposée, non pas verticalement mais horizontalement (figure 2), soit légèrement inclinée par rapport à l'horizontale (figure 1) Par ailleurs, le gateau de fil ( 4) est dis- posé à l'intérieur du pot fixe ( 5) que comporte une telle broche, le support en carton dudit gateau ayant été éli- miné Conformément à l'invention, le dévidage du fil est fait non pas par prélèvement des couches extérieures dudit gateau, mais en prélevant ledit fil depuis l'inté-30 rieur Le fil ( 2 > est amené à l'intérieur de la broche creuse ( 6), sort latéralement par l'orifice ( 7) (voir figure 3), passe autour du plateau magasin ( 8) pour être amené en formant un ballon à l'intérieur du guide fil ( 9) disposé dans le prolongement de l'axe de la broche et,35 par un galet de détour ( 10), est amené tordu à l'ensemble de renvidage ( 3). Pour obtenir un bon défilement du fil ( 2), la broche double torsion ( 1) dont un mode de réalisation est il- lustré en détail aux figures 3 et 4, est adaptée pour que le défilage du fil ( 2) à partir du gateau ( 4) se fasse 5 de telle sorte que l'extrémité ( 11) de l'axe creux ( 8) de la broche double torsion soit disposée à l'intérieur du volume défini par l'enroulement de fil A la figure 3, le gateau de fil n'a pas été représenté par mesure de sim- plification ni la surface lisse en forme d'ogive (ou de10 cloche) qui est associée à l'axe creux et qui se trouve à l'intérieur du gateau, ces éléments étant représentés plus en détail à la figure 4 o en revanche, les moyens d'entraînement n'ont pas été représentés. Ainsi que cela ressort de ces figures, l'extrémité ( 11) de l'axe creux de la broche se trouve disposée sen- siblement au milieu du gateau ( 4) Par ailleurs, le maga- sin rotatif ( 8) a de préférence une forme tronconique enveloppant légèrement la base du pot ( 5) à l'intérieur20 duquel se trouve disposé le gateau de fil ( 4) Comme cela ressort de la figure 4, pour favoriser le défilement du fil ( 2) lors de son appel à partir du gateau ( 4), l'axe creux ( 6) supporte, à son extrémité ( 11), une surface lisse ( 12), par exemple en acier inoxydable poli, ayant25 la forme d'une cloche ou d'une ogive Une telle surface lisse favorise le défilement du fil et régularise la tension lors de l'appel à partir du gateau Dans la fi- gure 4, les deux positions extrêmes du fil ( 2) lors de son défilement ont été représentées et, lorsque le fil30 est dans sa position extrême vers l'intérieur, il s'ap- puie contre la surface ( 12) avant de pénétrer à l'inté- rieur de la broche creuse ( 6) Une telle surface ( 12) élimine par ailleurs tout risque d'accrochage du fil autour de la broche creuse. En procédant conformément à l'invention, il est possible de réaliser un moulinage de fils de verre stoc- kés sous la forme de gateaux et ce, sans aucune difficul- té, le fil produit étant parfaitement régulier, se dévi- dant sans à-coups et n'étant pas détérioré. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réaliation décrits précédemment, mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même es- prit Ainsi, si dans les exemples illustrés par les figu- res 2 et 3, le bobinage du fil tordu est réalisé sans communiquer de torsion additionnelle, il pourrait être envisagé d'utiliser un système de renvidage communiquant une telle torsion additionnelle. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour le moulinage d'un fil ( 2) enroulé sous la forme d'un gateau ( 4) et plus particulièrement de fil de verre, qui consiste à communiquer la torsion audit fil au moment de son dévidage à partir dudit gateau ( 4) et ce, au moyen d'une broche double torsion ( 1), carac- térisé par la combinaison des points suivants: la broche double torsion ( 1) est disposée horizon- talement (ou légèrement inclinée vers le haut par rapport à l'horizontale, l'inclinaison étant au maximum d'environ >); le gateau de fil ( 4) repose à l'intérieur du pot ( 5) que comporte la broche ( 1), son support éventuel (tube carton) ayant été éliminé; le dévidage du fil ( 2) à partir dudit gateau ( 4) est réalisé par l'intérieur de ce dernier, l'extrémité ( 11) de l'axe creux ( 6) de la broche double torsion ( 1) étant disposée à l'intérieur du volume défini par l'en- roulement de fil. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée ( 11) de la broche creuse ( 6) est disposée sensiblement au centre de l'enroulement ( 4) du fil ( 2),25 le fil s'appuyant sur une surface lisse ( 12). 3/ Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la broche double torsion ( 1) est une broche à entrai-30 nement par moteur individuel, ladite broche étant dis- posée sensiblement horizontalement (en dessous ou au dessus) du système de renvidage ( 3), l'entrée ( 11) de l'axe creux ( 6) que comporte cette broche étant disposée sensiblement au centre du gateau de fil ( 4). 4/ Installation la revendication 3, caractérisée en ce que le plateau magasin ( 8) que comporte la broche est de forme tronconique et enveloppe légèrement la base du pot ( 5) à l'intérieur duquel est disposé le gateau de fil ( 4). / Installation selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisée en ce qu'une surface lisse (acier ino- xydable poli), en forme d'ogive ou de cloche ( 12), est associée à l'axe creux et se trouve à l'intérieur du gateau de fil.