Brevet FR2670806A1 — publié le 19920626

La présente invention concerne un appareil d'enroulement d'un fil métallique de filament autour d'un fil métallique d'âme. En général, un filament utilisé dans une lampe à incandescence ou une lampe à fluorescence est formé par enroulement d'un fil de tungstène (appelé dans la suite "fil de filament") dont le diamètre est de 0,1 à 0,5 mm autour d'un fil métallique de tungstène (appelé dans la suite "fil d'âme") dont le diamètre est d'environ 0,7 à 1,5 mm, avec un pas constant. Une machine d'enroulement destinée à la fabrication d'un tel filament comporte une broche qui peut tourner à grande vitesse sous l'action d'un moteur d'entraînement de broche, et une bobine fixée coaxialement à la broche. Un fil d'âme passe dans un trou débouchant formé dans la partie centrale de la broche, et un fil de filament enroulé autour de la bobine est enroulé autour du fil d'âme qui passe dans le trou par utilisation de la force de rotation de la broche. En outre, la machine d'enroulement comporte un tambour d'enroulement Le tambour d'enroulement assure un enroulement à vitesse constante autour du fil d'âme transmis par le trou de la broche. Dans la machine d'enroulement ayant la structure précitée, il est nécessaire de maintenir à une valeur constante le rapport de la vitesse de rotation de la broche à celle du tambour d'enroulement, si bien que le fil de filament est enroulé avec un pas constant autour du fil d'âme. Habituellement, ce rapport des vitesses de rotation est maintenu à une valeur constante par application du couple du moteur d'entraînement de la broche au tambour d'enroulement par l'intermédiaire d'un mécanisme de décélération qui comprend par exemple une vis et une roue tangente. Cependant, dans la technique antérieure, le couple du moteur d'entraînement de la broche est transmis au tambour d'enroulement par l'intermédiaire du mécanisme de décélération. Ainsi, lorsque les organes dentés constituant le mécanisme de décélération s'usent, le rapport de la vitesse de rotation de la broche à celle du tambour d'enroulement varie. En conséquence, le fil de filament ne peut pas être enroulé autour du fil d'âme avec un pas constant. En outre, dans la technique antérieure, il est difficile de changer le rapport de la vitesse de rotation de la broche et de celle du tambour d'enroulement. Lorsque le pas d'enroulement du fil du filament doit être changé, il faut remplacer le tambour d'enroulement par un autre de dimensions différentes, afin de modifier le rapport de la vitesse de rotation de la broche et de celle du tambour d'enroulement. Le remplacement du tambour d'enroulement n'est pas facile. La présente invention a pour objet la réalisation d'un appareil d'enroulement permettant l'enroulement d'un fil de filament autour d'un fil d'âme avec un pas constant. L'invention concerne aussi un appareil d'enroulement qui permet un changement facile du rapport des vitesses de rotation de la broche et du dispositif d'enroulement. Plus précisément, l'invention concerne un appareil d'enroulement d'un fil de filament autour d'un fil d'âme, comprenant une broche ayant un trou débouchant dans sa partie centrale, pour le passage d'un fil d'âme, une bobine fixée coaxialement à la broche, un moteur d'entraînement destiné à faire tourner la broche et ainsi à enrouler un fil de filament enroulé sur la bobine autour du fil d'âme passant dans le trou débouchant, un dispositif d'enroulement du fil d'âme avec le fil de filament, un dispositif de détection de la vitesse de rotation du moteur d'entraînement de la broche, et un dispositif de réglage de la vitesse d'enroulement du dispositif d'enroulement d'après la vitesse de rotation du moteur d'entraînement de la broche, détectée par le dispositif de détection de la vitesse de rotation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 à 18 représentent un mode de réalisation de l'invention, et sur ces figures la figure 1 est une vue en élévation frontale d'un appareil d'enroulement ; la figure 2 est une vue en élévation latérale de l'appareil d'enroulement la figure 3 est une vue en plan de l'appareil d'enroulement la figure 4 est une vue en élévation latérale d'un dispositif d'enlèvement de carbone la figure 5 représente la structure d'un mécanisme d'enroulement ;; la figure 6 est une coupe d'une broche la figure 7 est une vue de l'arrière d'un support stabilisateur représenté sur la figure 5 la figure 8 représente les structures de support de rouleaux de guidage placés à l'avant et à l'arrière de la broche la figure 9 est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 1 la figure 10 est une coupe suivant la ligne B-B de la figure 9 la figure 11 est une coupe suivant la ligne C de la figure 9 les figures 12A et 12B représentent des courroies sans fin destinées à repousser un fil d'âme sur un tambour d'avance et un tambour d'enroulement ; la figure 13 est une vue en élévation en coupe partielle d'une partie de 1 ' appareil d'enroulement ; enroulement la figure 14 est une vue en plan avec des parties arrachées de la partie de l'appareil d'enroulement la figure 15 représente un détail d'un dispositif de déplacement transversal représenté sur la figure 1 la figure 16 est une coupe suivant la ligne D-D de la figure 15 la figure 17 représente une structure destinée à supprimer une déformation dans un fil de filament ; et la figure 18 est un diagramme synoptique représentant la structure d'un organe de commande de l'appareil d'enroulement. Un appareil d'enroulement, dans un mode de réalisation de l'invention, comporte, comme l'indiquent les figures 1 à 3, un tambour 9 d'avance destiné à extraire un fil d'âme CW enroulé sous forme d'une bobine 1 par l'intermédiaire de rouleaux de guidage 4, 5 et 6, et à faire avancer le fil d'âme CW vers un mécanisme d'enroulement 12 par l'intermédiaire de rouleaux de guidage 8, 9, 10 et 11, et un tambour d'enroulement 18 destiné à enrouler le fil d'âme CW transmis au mécanisme 12 d'enroulement à partir du tambour 7 par l'intermédiaire de rouleaux de guidage 14, 15, 16 et 17, et à faire avancer le fil d'âme CW vers une bobine 2 par l'intermédiaire de rouleaux de guidage 19 et 20. Les bobines 1 et 2 sont fixées de façon amovible sur des arbres rotatifs de moteurs asservis en courant alternatif 23 et 24. Le tambour d'avance 7 et le tambour d'enroulement 18 sont fixés à un arbre rotatif d'un moteur asservi en courant alternatif 25. Les moteurs 23, 24 et 25 sont fixés à la face arrière d'une plaque 26 de fixation de moteurs qui est elle-même fixée à une plaque 27 de base afin qu'elle soit disposée verticalement. Les arbres rotatifs des moteurs 23, 24 et 25 dépassent de la face avant de la plaque 26 de fixation. La plaque 27 est disposée à la face supérieure d'une table 29 par l'intermédiaire d'organes amortisseurs 28 formés de caoutchouc. Le mécanisme 12 d'enroulement comporte, comme l'indique la figure 5, une broche 30, une bobine 32 et un moteur 33 d'entraînement de broche destiné à faire tourner la broche 30 par l'intermédiaire de pignons 34 et 35. La broche 30 a, comme l'indique la figure 6, un trou débouchant 31 dans sa partie axiale pour le passage du fil d'âme CW provenant du tambour 67 d'avance. La broche 30 est supportée horizontalement afin qu'elle puisse tourner sur un bloc avant 35a et un bloc arrière 35b par l'intermédiaire de paliers. Le bloc avant 35a et le bloc arrière 35b sont fixés à un couvercle 52 de broche fixé à la face avant de la plaque 26 de fixation de moteurs. La bobine 32 est fixée coaxialement à la broche 30, si bien qu'elle peut enrouler un fil de filament FW enroulé sur la bobine 32 autour du fil d'âme CW transmis par le trou débouchant 31. Comme l'indique la figure 8, les rouleaux de guidage 11 et 14 placés aux faces avant et arrière de la broche 30, sont supportés par des montants 43a et 43b. Ces montants 43a et 43b sont maintenus afin qu'ils soient mobiles dans les trous 44a et 44b formés à la partie inférieure de plaques de support 38a et 38b, en direction verticale. De cette manière, les rouleaux de guidage 11 et 14 peuvent se déplacer en direction verticale en fonction du diamètre du fil d'âme CW. Les plaques de support 38a et 38b peuvent tourner sur des montants 36a et 36b qui sont fixés à la face avant de la plaque 26 de fixation de moteurs, par l'intermédiaire de vis de serrage 42a et 42b ayant des leviers 40 de blocage. Les plaques de support 38a et 38b sont réglées en position prédéterminée par des montants d'arrêt 42a et 42b qui dépassent de la face avant des plaques 41a et 41b fixées aux montants 36a et 36b. Les rouleaux de guidage 9, 10, 15 et 16, placés audessus des rouleaux de guidage 11 et 14, sont supportés aux parties d'extrémité de bras de support 37a, 37b, 37c et 37d qui dépassent de la face avant des plaques de support 38a et 38b. Les rouleaux de guidage 8 et 17, placés au-dessus des rouleaux de guidage 9 et 16, sont supportés par les montants 36a et 36b. Le mécanisme 12 d'enroulement comporte un mécanisme destiné à ajuster la position d'enroulement du fil de filament FW. Ce mécanisme 13 comporte, comme l'indiquent les figures 5 et 7, une table fixe 51 qui est fixée au couvercle 52 de broche en position horizontale, un guide linéaire 50 fixé à la face supérieure de la table 51, suivant l'axe de la broche 30, un coulisseau 48 monté sur le guide 50, une jauge numérique micrométrique 53 destinée à déplacer le coulisseau 48 dans la direction de l'axe de la broche 30, un montant 47 de support fixé à l'extrémité arrière du coulisseau 48, horizontalement, un support stabilisateur 46 supporté afin qu'il puisse tourner sur le montant 47, un dispositif à vis 49 de fixation du support stabilisateur 46 sur le coulisseau 48, et un organe stabilisateur 45 maintenu par le support stabilisateur 46 et destiné à stabiliser la position d'enroulement du fil de filament FW. Le support 46 a un rouleau auxiliaire 54 destiné à guider le fil d'âme CW allant de l'organe stabilisateur 45 au rouleau 14 de guidage. L'appareil d'enroulement, dans ce mode de réalisation de l'invention, comporte, comme représenté sur les figures 12A et 12B, des courroies sans fin 56a et 56b destinées à repousser le fil d'âme CW contre les surfaces périphériques du tambour d'avance 7 et du tambour d'enroulement 18. Les courroies sans fin 56a sont supportées afin qu'elles tournent sur des supports 57a, 57b et 57c à rouleaux fixés à un châssis mobile 58a placé du côté droit du tambour 7 d'avance. D'autre part, les courroies 56b sont supportées afin qu'elles tournent sur des supports 57d, 57e et 57f fixés à un châssis mobile 58b qui est placé à gauche du tambour d'enroulement 18. Les châssis mobiles 58a et 58b, portés par des guides formant glissières 59a et 59b fixés à la face avant de la plaque 26 de fixation de moteurs afin qu'ils puissent coulisser horizontalement, sont couplés à des vérins pneumatiques 61a et 61b par l'intermédiaire de bras rotatifs 60a et 60b, si bien que les courroies sans fin 56a et 56b sont séparées des surfaces périphériques du tambour d'avance 7 et du tambour d'enroulement 18. Dans l'appareil d'enroulement de ce mode de réalisation de l'invention, un mécanisme 63 destiné à enlever le carbone qui adhère au fil d'âme CW, est placé entre les rouleaux 4 et 5 de guidage. Comme l'indique la figure 2, le mécanisme 63 d'enlèvement de carbone comprend deux plaques de feutre 64a et 64b destinées à serrer le fil d'âme CW provenant de la bobine 1, si bien que le carbone qui adhère au fil d'âme CW est retiré. Les plaques de feutre 64a et 64b sont supportées par une tige filetée 65 fixée à la face avant de la plaque 26 de fixation de moteurs, si bien que les plaques de feutre 64a et 64b sont mobiles axialement. Ces plaques de feutre 64a et 64b sont repoussées par un écrou 66 monté sur la tige filetée 65 par un ressort 67. Dans l'appareil d'enroulement d'un mode de réalisation de l'invention, un organe 68 de déplacement transversal destiné à enrouler uniformément le fil d'âme CW autour de la bobine 2 est placé entre le rouleau 20 de guidage et cette bobine 2. Comme l'indiquent les figures 15 et 16, l'organe 68 de déplacement transversal comprend des montants 69a et 70b de rouleaux destinés à serrer le fil d'âme CW, un support 71 destiné à supporter verticalement les montants 69 et 70, une crémaillère 72 destinée à déplacer le support 71 suivant l'axe de la bobine 2, un moteur linéaire 73 destiné à entraîneur la crémaillère 72, et un ressort 74 de traction ayant tendance à écarter le rouleau 70 de guidage du rouleau 69. Les rouleaux 19 et 20 de guidage représentés sur la figure 17 sont logés dans un carter protecteur 76 fixé à la plaque avant de la plaque 26 de fixation de moteurs. Le carter protecteur 76 a une buse 77 d'introduction d'un gaz protecteur, par exemple un gaz inerte, et une buse 78 d'évacuation de gaz protecteur. Les rouleaux 19 et 20 de guidage et les montants 36c et 36d de support des rouleaux 19 et 20 sont formés d'un matériau conducteur de l'électri- cité. Les montants de support 36c et 36d sont reliés à un transformateur de puissance 80 par des fils 79a et 79b. Les montants de support 36c et 36d sont isolés par un isolateur 81 par rapport à la plaque 26 de fixation de moteurs. L'appareil d'enroulement, dans ce mode de réalisation de 1 invention, comprend, comme l'indique la figure 18, un codeur 90 destiné à détecter la vitesse de rotation du moteur 33 d'entraînement de broche, un organe 91 de réglage de la vitesse de rotation du moteur asservi en courant alternatif 25 en fonction d'un signal de sortie du codeur 90, et un dispositif 92 de réglage du pas d'enroulement du fil de filament FW, dans l'organe de commande 91. L'organe de commande 91 comprend un diviseur 93 destiné à diviser le signal pulsé de sortie du codeur 90 suivant un rapport prédéterminé, un circuit 94 destiné à former un signal de pilotage du moteur asservi en courant alternatif 25 en fonction d'un signal de sortie du diviseur 93, et un circuit 94 de réglage du facteur de division du diviseur 93 en fonction du signal de réglage de pas d'enroulement provenant du dispositif 92. Comme décrit précédemment, dans l'appareil d'enroulement dans ce mode de réalisation, la vitesse de rotation du moteur 25 qui entraîne le tambour d'avance 7 et le tambour d'enroulement 18 est réglée par l'organe 91 de commande d'après la vitesse de rotation du moteur 33 d'entraînement de broche. Ainsi, le rapport de la vitesse de rotation de la broche 30 à celle du tambour 18 peut rester constant, et le fil de filament FW enroulé autour de la bobine 32 peut être enroulé autour du fil d'âme CW avec un pas prédéterminé. Comme l'appareil d'enroulement de ce mode de réalisation comporte le dispositif 92 de réglage du pas d'enroulement du fil de filament FW dans l'organe 91 de commande, le pas d'enroulement du fil de filament FW peut etre facilement modifié en fonction de la nature du fil d'âme CW et du fil de filament FW. En outre, dans l'appareil d'enroulement, le transformateur de puissance 80 est connecté aux montants 36c et 36d de support des rouleaux de guidage 19 et 20 par l'intermédiaire de fils 79a et 79b. Une tension est appliquée par le transformateur 80 aux rouleaux de guidage 19 et 20, si bien que la déformation du fil de filament FW est éliminée. En outre, comme les rouleaux de guidage 19 et 20 sont conservés dans le carter protecteur 76, l'oxydation du fil de filament FW et du fil d'âme CW peut être évitée. Bien entendu, diverses modifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art aux appareils d'enroulement qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil d'enroulement d'un fil de filament autour d'un fil d'âme, du type qui comprend une broche (30) ayant un trou débouchant (31) dans sa partie centrale, pour le passage d'un fil d'âme (CW), une bobine (32) fixée coaxialement à la broche (30), un moteur (33) d'entraînement de broche destiné à faire tourner la broche (30) afin qu'il enroule le fil de filament (FW) enroulé sur la bobine (32) autour du fil d'âme (CW) ; et un dispositif (18) d'enroulement du fil d'âme (CW) transmis par le trou débouchant (31), caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif (90) de détection de la vitesse de rotation du moteur (33) d'entraînement de broche, et un dispositif (91) de réglage de la vitesse d'enroulement du dispositif d'enroulement (18) en fonction de la vitesse de rotation du moteur (33) d'entraînement de broche détectée par le dispositif (90) de détection de vitesse de rotation. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (91) de réglage comprend un dispositif (93) destiné à diviser le signal pulsé de sortie du dispositif (90) de détection de vitesse de rotation d'un facteur prédéterminé de division. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un signal de sortie du dispositif de division (93) est transmis au dispositif (94) d'entraînement du dispositif d'enroulement (18). 4. Appareil d'enroulement d'un fil de filament autour d'un fil d'âme comprenant une broche (30) ayant un trou débouchant (31) dans sa partie centrale pour le passage d'un fil d'âme (CW), une bobine (32) fixée coaxialement à la broche (30), un moteur (33) d'entraînement de broche destiné à faire tourner la broche (30) et ainsi à enrouler un fil de filament (FW) enroulé sur la bobine (32) autour du fil d'âme (CW), et un dispositif (18) d'enroulement du fil d'âme (CW) transmis par le trou débouchant (31), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (90) de détection de la vitesse de rotation du moteur (33) d'entraînement de broche, un dispositif (91) de réglage de la vitesse du dispositif d'enroulement (18) en fonction de la vitesse de rotation du moteur (33) d'entraînement de broche détectée par le dispositif (90) de détection de vitesse de rotation, et un dispositif (92) de réglage du pas d'enroulement du fil de filament (FW) dans le dispositif de réglage (91).