Brevet FR2674232A1 — publié le 19920925

L'invention concerne un procédé et un dispositif de mise en faisceau en continu de filaments, notamment de fibres creuses de filtration. FR-A- 2 620 633 décrit un procédé et un dispositif d'envidage d'un filament pour la fabrication de faisceaux destinés à être introduits dans des carters pour former des modules de filtration. Le support d'envidage est un support cylindrique ou plan rétractile permettant de dégager l'enroulement lorsqu'il a atteint la dimension voulue pour le faisceau formé par enroulement et déplacement transversal alternatif du filament. Pour ce faire, il faut arrêter l'alimentation en filament et arrêter la rotation du support d'envidage, par arrêt de la rotation du moteur d'envidage entraînant le support, moteur qui est asservi à la vitesse de défilement du filament. En outre le dispositif doit être arrêté lorsque la bobine d'alimentation est vide.On se trouve donc confronté périodiquement à des problèmes de remise en route et de réglage des moteurs assurant le déroulement du filament à partir de la bobine et assurant son enroulement sur le support rétractile, qui peuvent influer sur la régularité de l'enroulement ou même provoquer la rupture de la fibre creuse relativement fragile. En outre, il n'est possible qu'au prix d'une plus grande complexité de l'appareil d'enrouler simultanément plusieurs filaments réunis parallèlement en nappe provenant de bobines différentes, alors que l'utilisation d'une telle nappe réduirait la durée de l'enroulement. Par contre il est tout à fait envisageable d'utiliser dans la chaîne de filage des filières fournissant une nappe de filaments parallèles mais dont le bobinage intermédiaire avant envidage en faisceau n'est que difficilement réalisable. L'invention permet de pallier ces inconvénients en fournissant un procédé du type décrit dans la technique antérieure, dans lequel on enroule le filament ou la nappe de filaments en continu au sortir de la chaîne de filage sans bobinage intermédiaire, on prévoit un support d'envidage auxiliaire fixe entraîné en rotation coaxialement au support rétractile amovible sur lequel, par déplacement du guide-fil utilisé pour le mouvement transversal alternatif du filament ou de la nappe, on vient enrouler le filament ou la nappe pendant le remplacement du support amovible, et on prévoit entre le support fixe et le support amovible des moyens d'accouplementfdésaccouplement à embrayage. Il est également fourni un dispositif de mise en oeuvre du procédé précédent, comportant un support d'envidage amovible entraîné en rotation autour d'un axe perpendiculaire au sens de défilement du filament ou de la nappe, un moteur d'envidage entraînant ledit support d'envidage et asservi à la vitesse d'avancement du filament ou de la nappe, un guide-fil et les moyens d'entraînement associés permettant d'imprimer au filament un mouvement transversal alternatif, dans lequel les moyens d'alimentation en filament sont constitués directement par la chaîne de filage, un support d'envidage auxiliaire fixe est monté coaxialement entre le moteur d'envidage et le support amovible, le guide-fil a une première position de fonctionnement en regard du support d'envidage amovible et une deuxième position de fonctionnement en regard du support auxiliaire fixe, et le support amovible est monté coaxialement sur le support fixe à l'aide de moyens d'accouplementfdésaccouplement à embrayage. Il est nécessaire pour ne pas modifier la vitesse de défilement du filament ou de la nappe et ne pas imposer des variations de la vitesse d'envidage d'utiliser des supports amovible et auxiliaire de même nature : à section cylindrique ou à section plane par exemple. Lorsque les deux supports sont à section cylindrique, il suffit d'un embrayage simple pour les entraîner en rotation à la même vitesse et pour les désolidariser lorsque nécessaire. Quand les deux supports sont à section plane, par exemple constitués de bras supports d'envidage parallèles entre eux et perpendiculaires au sens de défilement du filament ou de la nappe, un premier embrayage est utilisé pour entraîner en rotation le support amovible et un second embrayage est prévu pour amener les deux supports dans le même plan. Des embrayages mono- ou bi-position peuvent être utilisés dans ce but avec éventuellement un dispositif de freinage complémentaire. De tels procédé et dispositif d'enroulement en continu suppriment les arrêts et remises en route fréquents du moteur d'envidage Cet donc son réglage > pour changer le support rétractile lorsqu'un enroulement a atteint la dimension désirée pour le faisceau et pour changer la bobine d'alimentation en filament. Le seul arrêt du moteur d'envidage correspond normalement à l'arrêt de la chaîne de filage. A la remise en route de celle-ci, un certain temps de réglage est nécessaire pour l'obtention de filaments ayant les propriétés voulues et pendant ce temps, le filament ou la nappe est soit enroulé sur le bras auxiliaire soit sur une bobine située en aval du support d'envidage.Mais pendant le fonctionnement de la chaîne de filage, il n'y a plus besoin d'arrêter l'envidage puisque celui-ci se fait en continu, avec passage sur le support auxiliaire lorsque le support principal est à changer. En outre du fait de l'enroulement direct, le filament ne subit pas les opérations complémentaires de bobinage et débobinage et donc moins de contraintes pouvant donner lieu à sa rupture. Ceci est particulièrement intéressant dans le cas où il s'agit de filament pour fibres creuses de filtration dont la résistance mécanique est relativement faible. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif selon l'invention, la figure 2 est un schéma de principe du fonctionnement d'un système d'accouplement/ désaccouplement à embrayage pour la forme de réalisation de la figure 1, et la figure 3 est une vue en perspective d'un autre dispositif selon l'invention. Dans ce qui suit, on se réfère à l'utilisation d'un seul filament au sortir de la chaîne de filage pour simplifier mais la description s'applique à l'enroulement d'une nappe par simple modification du guide-fil. La figure 1 représente un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Le filament 1 arrive de la chaîne de filage (non représentée) et passe dans un dispositif de régulation 2 de la vitesse et de compensation de longueur de filament en cours d'enroulement. Ce dispositif peut par exemple être constitué par un bras oscillant 3 dont l'extrémité libre porte une poulie 4 entre deux poulies de guidage 5, 6 du filament 1. Un capteur 7 détermine la position angulaire du bras 3 et envoie l'information à une unité de commende 8 asservissant la vitesse de rotation du moteur d'envidage 9. Un guide-fil 10 monté sur une vis sans fin 11 est entraîné selon un mouvement transversal alternatif par un moteur pas à pas 12 pour assurer le déplacement transversal alternatif du filament 1 sur le support d'envidage 13.Ce support est ici constitué par deux bras d'envidage parallèles 14 réunis par un ou deux bras rétractiles 15 et 15a (le bras 15a étant facultatif), par exemple télescopiques comme décrit dans FR-A- 2 620 633. Le bras 15 est monté sur une tige 16 dont l'extrémité libre est destinée à être reliée au moteur d'envidage 9 et qui constitue l'axe de rotation des bras 14 perpendiculairement à l'avancement du filament 1. Un support auxiliaire 17 constitué de deux bras d'envidage 14a réunis par un bras 18 de préférence rétractile qui a la même longueur que le ou les bras 16 et 15a est monté en bout d'arbre du moteur d'envidage. Le dispositif de raccordement est constitué par un dispositif à embrayage 19 permettant de venir mettre et enlever le support 13 par l'intermédiaire de la tige 16, sans arrêter le moteur d'envidage. Ce dispositif à embrayage 19 sera décrit ci-après. Au démarrage de l'enroulement du filament, c'est- & dire à la mise en route de la chaîne de filage (généralement une chaîne d'extrusion-filage dans le cas des fibres creuses de filtration), le guide-fil 10 est positionné par l'unité de commande 8 en regard du support auxiliaire 17 sur lequel on enroule le filament arrivant de la chaîne de filage. Il est également possible de prévoir une bobineuse canon représentée) en aval du support auxiliaire sur laquelle an enroule le filament dans la phase initiale de filage. Lorsque celle-ci est achevée, on met en route le moteur d'envidage 9 et le filament, après avoir été cassé, s'enroule sur le support auxiliaire 17.Ce support auxiliaire est muni d'un système d'accrochage automatique (par exemple, des pinces à ressort maintenues ouvertes lorsque le bras est à l'arrêt et se fermant à la mise en rotation? qui fixe le filament (ou la nappe de filaments) dès la mise en rotation. S'il n'était pas encore en place, on installe le support d'envidage 13 et lorsqu'il est en phase avec le support auxiliaire 17, l'unité de commande 8 positionne le guide-fil 10 en regard du support 13 et l'enroulement du faisceau commence. Lorsque la dimension voulue pour ce dernier est atteinte (détermination du nombre de mouvements transversaux alternatifs nécessaires), ou si l'opérateur en donne l'ordre, l'unité de commande remet le guide-fil en regard du support auxiliaire et on peut retirer le support principal, en enlever le faisceau et le remettre en place. Lorsque le support 13 est en phase avec le support auxiliaire, l'unité de commande 8 amène le guide-fil 10 en regard du support 13, et ainsi de suite. Dans le cas de supports d'envidage principal et auxiliaire selon la figure 1, la mise en phase s'effectue en deux temps: - un premier embrayage amène le support 13 à la même vitesse de rotation que le support 171 - un deuxième embrayage met les deux supports dans le même plan. Ceci s'effectue à l'aide d'un embrayage monoposition ou bi-position qui permet de mettre deux éléments séparés en rotation dans une seule position ou dans deux positions distinctes de 180 C respectivement. Dans le cas présent, l'un ou l'autre de ces deux types d'embrayage peuvent évidemment être utilisés. Le fonctionnement du dispositif à embrayage 19 va être décrit plus en détail en se référant à la figure 2 qui le représente schématiquement. Le moteur d'envidage 9 entraîne en rotation un arbre principal 21, par l'intermédiaire d'un élément de liaison 22, arbre principal sur lequel est monté le support auxiliaire 17. Le support d'envidage 13 est rendu solidaire de l'arbre 21 par fixation de la tige 16 dans un organe approprié symbolisé par 20 sur la figure 2. L'embrayage 24 permet, par mise en contact d'un organe 25 solidaire en rotation de l'arbre 21 avec un élément de liaison 23 lié au moteur 9, d'amener le support 13 à la même vitesse de rotation que le support 17. Une fois que les deux supports sont à la même vitesse, comme ils ne sont pas nécessairement dans le même plan, on débraie l'embrayage 24 et on peut en plus freiner légèrement avec le frein 26 agissant sur un organe 26a solidaire de l'arbre 21. La vitesse relative créée entre les deux supports va servir à les mettre dans le même plan à l'aide d'un embrayage 27, sur la figure bi-position, qui rend un organe 28 lié au support auxiliaire 17 solidaire d'un organe 29 monté sur l'arbre 21, lorsque les deux supports passent pour la première fois dans un même plan. On procède alors à l'enroulement sur le support principal 13. Pour arrêter le support principal 13 après avoir amené le guide-fil 10 en regard du support auxiliaire 17, on débraie l'embrayage 27, le support 17 continuant à tourner à la même vitesse, et on actionne le frein 26 jusqu'à arrêt de la rotation du support 13. On peut alors par déblocage de l'organe 20 enlever le support 13, après la coupe automatique de la fibre à l'aide d'un dispositif de coupe canon représenté?. Par rétraction du bras 15 ou des bras 15 et 15a, on enlève le faisceau formé par l'enroulement de filament que l'on utilise par exemple pour former un module de filtration par insertion dans un carter, empotage des extrémités du faisceau et tranchage des extrémités empotées pour mettre en communication avec l'extérieur les fibres creuses constituant le faisceau. Pendant ce temps, le support d'envidage est remis en place et lorsqu'il est en phase, on ramène le guide-fil en regard pour effectuer l'enroulement du faisceau. Il est entendu que les opérations d'embrayage et de débrayage, ainsi que de freinage, peuvent être effectuées par un opérateur ou pilotées par l'unité de commande 8. Evidemment on peut utiliser pour réaliser le dispositif différents types d'embrayage existant sur le marché. La figure 3 représente schématiquement le cas ou on utilise comme support d'envidage un support à enroulement cylindrique 30 monté sur un parallélogramme déformable 31 pour permettre l'enlèvement du faisceau. La tige 16a du support 30 (correspondant à la tige 16 du support 13 de la figure 1) est reliée à l'arbre moteur 21 d'un support auxiliaire 32 de même structure que le support 30 par un dispositif à embrayage 33. Ici il suffit de deux embrayages simples car il n'y a pas à mettre les deux supports dans le même plan. L'utilisation de supports d'envidage plans du type représenté sur la figure 1 est avantageuse car les supports sont de structure plus simple que ceux à enroulement cylindrique et le faisceau est plus facilement mis en forme à l'enlèvement. En outre on peut donner au faisceau une section quasi-circulaire en faisant décroître l'amplitude du mouvement transversal alternatif du guide-fil. L'emploi d'un support d'envidage auxiliaire qui prend le relais du support principal pour permettre son remplacement, évite l'arrêt du moteur d'envidage et permet d'alimenter directement l'enroulement par la sortie de la chaîne de filage. Le filament enroulé sur le support auxiliaire peut être utilisé pour former des faisceaux selon la dimension atteinte ou bien le matériau de base peut en être récupéré, les fibres creuses de filtration étant obtenues par simple coagulation d'un polymère en solution dans un solvant. REVENDICATIONS 1.- Procédé de mise en faisceau d'un filament ou de plusieurs filaments réunis en nappe par enroulement sur un support rétractile amovible entraîné en rotation autour d'un axe perpendiculaire au sens d'enroulement à l'aide d'un moteur d'envidage dont la vitesse est asservie à la vitesse de défilement du filament ou de la nappe, l'enroulement étant accompagné d'un mouvement transversal alternatif du filament ou de la nappe par rapport au support rétractile, ce mouvement étant assuré par un guide-fil et des moyens d'entraînement associés, le support rétractile devant être remplacé lorsque l'enroulement a atteint la dimension désirée pour le faisceau, caractérisé en ce qu'on enroule le filament ou la nappe de filaments en continu au sortir de la chaîne de filage sans bobinage intermédiaire, on prévoit un support d'envidage auxiliaire fixe entraîné en rotation coaxialement au support rétractile amovible, sur lequel, par déplacement du guide-fil, on vient enrouler le filament ou la nappe pendant le remplacement du support amovible lorsque l'enroulement a atteint la dimension désirée, et on prévoit entre le support fixe et le support amovible des moyens d'accouplement/ désaccouplement à embrayage. 2.- Dispositif de mise en faisceau d'un filament ou de plusieurs filaments réunis en nappe selon la revendication 1, comportant des moyens d'alimentation en filament (1) ou en nappe de filaments, un support rétractile amovible (13) entraîné en rotation autour d'un axe perpendiculaire audit sens d'avancement, un moteur d'envidage C9) pour entraîner en rotation ledit support , la vitesse dudit moteur d'envidage étant asservie à la vitesse d'avancement du filament ou de la nappe, un guide-fil (10? et les moyens d'entraînement (11,12? associés permettant de conférer au filament ou à la nappe un mouvement transversal alternatif, caractérisé en ce que lesdits moyens d'alimentation en filament ou en nappe sont constitués directement par la chaîne de filage du filament ou de la nappe, et en ce qu'il comporte un support d'envidage auxiliaire fixe C17) entraîné en rotation coaxialement avec le support rétractile amovible (13) par ledit moteur d'envidage le le guide-fil (10) ayant deux positions de fonctionnement : l'une en regard du support amovible C13) et l'autre en regard du support auxiliaire C17); et des moyens d'accouplement/désaccouplement à embrayage (19? entre le support rétractile et le support auxiliaire permettant la mise en phase de la rotation des deux supports ainsi que l'arrêt et le remplacement du support amovible (13) sans arrêter la rotation du support auxiliaire (17? sur lequel se fait momentanément l'enroulement du filament ou de la nappe. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le support fixe (17? et le support auxiliaire (13? sont des supports-plans comportant chacun deux bras d'envidage (respectivement 14a et 14) parallèles montés sur un bras (15;18? de même longueur, lesdits bras d'envidage étant entraînés coaxialement en rotation autour d'un axe perpendiculaire à l'avancement du filament (1) ou de la nappe de filaments. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif à embrayage (19) comprend un embrayage simple C24) agissant sur les organes de liaison (21,23,25? entre le moteur d'envidage (9? et le support principal amovible et un embrayage mono ou bi-position (27? agissant sur les organes de liaison C21,22,28,28) entre le moteur d'envidage (9) et le support auxiliaire (17?. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif à embrayage C19) comprend en outre un frein C26) agissant sur un organe (26a) solidaire de l'axe de rotation (21) des deux supports auxiliaire et principal. 6.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le support fixe (32) et le support amovible (30) sont des supports cylindriques rétractiles montés par l'intermédiaire d'un dispositif à embrayage (33?. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif à embrayage comporte deux embrayages simples. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de commande (8) asservissant la vitesse de rotation du moteur d'envidage (9) à la vitesse linéaire de défilement des filaments. 9.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'unité de commande (8? provoque le passage du guide-fil (10) de la position en regard du support principal vers la position en regard du support auxiliaire lorsqu'a été atteint le nombre de mouvements transversaux alternatifs correspondant à l'enroulement de taille voulue pour le faisceau.