Brevet FR2800053A1 — publié le 20010427

La presente invention se rapporte au domaine technique de la production de rubans de fibres naturelles ou synthétiques. Plus particulièrement, elle concerne la fabrication de "balles" (paquets de fibres), par exemple à la suite cardage-peignage de la laine, contenant un ou plusieurs rubans continus de grande longueur. Autrement dit, la présente invention concerne un dispositif servant à emballer des fibres formant des rubans continus de poids élevé. Dans les filatures, les procédés de traitement des fibres commencent par une opération appelée "préparation", au cours de laquelle on force les fibres à s'aligner entre elles et qui consiste, à l'aide de machines appelées "gills", à assembler puis à étirer des rubans de fibres provenant de plusieurs "bobines" (enroulements de fibres autour d'un axe horizontal) et/ou "pots" (enroulements de fibres dont la forme globale est celle d'un cylindre présentant une cheminée axiale verticale). Au cours de ces dernières années, les filateurs ont pu disposer de gills offrant un débit de plus en plus grand, les derniers modèles atteignant plus de 300 m/min. Mais comme la durée de déroulement des bobines et pots varie en proportion inverse du débit des gills, l'utilisation des gills modernes conduit à des arrêts plus fréquents pour pouvoir changer les bobines ou les pots, et donc à pertes logistiques. Une solution évidente à ce problème consiste à utiliser des pots ou des bobines contenant une longueur de ruban supérieure à la valeur courante, cette dernière correspondant à un poids de l'ordre de 40 kgp. C'est pourquoi les filateurs souhaitent à présent pouvoir acheter des pots ou des bobines contenant de 200 à 400 kgp de mèche continue. En cherchant à fabriquer de tels enroulements, fournisseurs de filatures doivent respecter la présentation habituelle des paquets de fibres, à savoir sous forme de balles parallélépipédiques contenant des rubans tassés de manière dense, car cette présentation répond à des besoins incontournables en matière de transport et de stockage. Les balles classiques contiennent de 10 à 48 bobines ou pots comprimés en fonction de leur poids au moyen d'une presse hydraulique, puis enfermés dans une bâche cerclée. En outre, les fournisseurs de filatures doivent veiller maintenir l'intégrité de la mèche, ce qui est d'autant plus difficile que les rubans de fibres que l'on emballe sont plus longs et plus lourds. En effet, les rubans sont très sensibles aux contraintes mécaniques, telles qu'un étirage irrégulier ou des frottements, et toute dégradation de la qualité de la mèche est irréversible. En particulier, il importe de pouvoir préserver la "régularité à court terme", ou "coefficient de variation Uster", de la mèche. I1 a été récemment proposé un procédé de fabrication de balles de fibres, dans lequel on produit un pot cylindrique contenant 200 kgp de mèche continue, qui est ensuite pressé avec un second pot identique pour constituer une balle cubique de 400 kgp. Plus précisément, ledit procédé consiste dans un premier temps à alimenter un pot de grand diamètre au moyen d'un gills spécialement conçu à cet effet ; une fois le pot complété, on l'achemine vers une presse, elle aussi spécialement conçue, comportant un entonnoir au travers duquel on pousse le contenu du pot, qui débouche dans un récipient de forme cubique ; on introduit ensuite dans la presse, de la même façon, le contenu d'un second pot identique au premier ; enfin, le contenu dudit récipient cubique, formé des deux rubans successifs comprimés, est emballé de manière classique. On voit donc que la mise en ceuvre de ce procédé a l'inconvénient de requérir un investissement important en matière d'appareillage. Mais ce procédé présente surtout l'inconvénient de causer une dégradation sensible de la régularité à court terme de la mèche, en raison du transfert de l'enroulement de ruban d'un récipient cylindrique à un récipient cubique sous l'effet d'une forte pous mécanique. La présente invention vise un procédé de fabrication de balles parallélépipédiques contenant un ou plusieurs rubans de fibres continus, ledit procédé permettant auxdits rubans continus d'avoir un poids élevé (par exemple, 200 kgp) tout en respectant parfaitement la qualité de la mèche, et ne requérant pas, pour sa mise en oeuvre, de Bills ou de presse à balles différents de ceux déjà couramment en usage dans la technique. De manière classique, pour confectionner des pots dans les usines où l'on emballe des rubans de fibres, on alimente un Bills avec plusieurs rubans continus, qui sont assemblés et étirés pour former un ruban unique. Ce dernier sort du Bills en passant par un "coïler", dont la fonction est de faire que le ruban débouche d'un orifice animé d'un mouvement circulaire, ce cercle surplombant le pot et s'inscrivant dans une plaque horizontale appelée "plaque de coïler" ; le centre de ce cercle est situé à une distance de l'axe vertical du pot approximativement égale au rayon dudit cercle, ce rayon étant approximativement égal à la moitié du rayon du pot. En même temps, le pot tourne sur lui-même autour de son axe, de sorte que le ruban se dépose dans le pot en épicycles. On obtient ainsi une matière dense disposée autour d'une cheminée centrale de faible diamètre. D'autre part, pendant le remplissage, le fond du pot s'abaisse progressivement de façon à maintenir le haut du contenu du pot constamment pressé contre ladite plaque de coïler. Le dispositif selon l'invention comprend lui aussi un coïler classique qui fait tomber de manière continue un ruban de fibres dans un récipient dont le fond s'abaisse progressivement au cours de son remplissage. Mais ici, d'une part, le récipient est de forme parallélépipédique, et d'autre part, il est monté sur une plate-forme mobile dont les déplacements sont agencés de telle sorte que le ruban tombant dans ledit récipient s'y dépose en formant des spires successives décalées, qui se superposent et remplissent le récipient de manière dense. lon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, ledit fond mobile est solidaire d'un vérin fixé sur cette plate-forme mobile et qui exerce, au cours du remplissage, une force vers le haut croissante, de telle sorte que la masse constituée par lesdites fibres, dont la face supérieure presse contre la plaque de coïler, soit soumise à une pression constante. fois le récipient rempli, il faut embal son contenu. Selon un mode de réalisation préfèrent' 1 de l'invention, on transfère d'abord le contenu du récipient dans coffre d'une presse à balles, dans lequel on transfère ultérieurement, une ou plusieurs fois, le contenu du récipient qui a été rempli à nouveau de la même façon ; on comprime ensuite ces rubans successifs au moyen de ladite presse, pour obtenir finalement après emballage balle contenant des rubans de fibres de qualité de mèche optimale et pouvant présenter chacun un poids élevé. Ainsi, le dispositif selon l'invention fait usage, comme on l'a dit, d'un Bills et d'une presse à balles classiques. En revanche, l'appareillage servant à mettre en oeuvre l'invention comprend deux mécanismes spécifique l'un servant au déplacement horizontal de ladite plate-forme mobile, et l'autre au mouvement vertical du fond dudit récipient. Cependant, de tels mécanismes sont connus eux- mêmes, et relativement peu coûteux à réaliser. Selon une caractéristique particulière de l'invention, ladite plate-forme mobile est animée d'un mouvement de translation le long d'un rectangle parcouru autant de fois que nécessaire jusqu'à ce que ledit récipient soit plein. lon une autre caractéristique particuliere de l'invention, la vitesse instantanée de ladite plate-forme mobile est synchronisée avec le débit du coïler. autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description ci dessous d'un mode de réalisation de l'invention présenté à titre d'exemple, ladite description s'appuyant sur les figures annexées, dans lesquelles figure 1 montre en coupe verticale un Bills en train d'alimenter en ruban un récipient selon l'invention par l'entremise d'un coïler, figure 2 est une vue de dessus de l'appareillage représenté sur la figure 1, figure 3 représente la plate-forme mobile entraînant, selon l'invention, ledit récipient pendant son remplissage, et figure 4 montre la façon dont le ruban de fibres se dispose dans le récipient en tombant du coïler. Sur les figures 1 et 2, on voit un ruban de fibres 1 passer ' travers un Bills 2 équipé d'un coïler 4 pour finir dans un récipient 7 monté sur roues 8. Ce Bills 2 est tout à fait classique, et, de manière connue, la plaque de coïler 6 s'étend juste au-dessus du récipient 7, qui est naturellement ouvert dans le haut. Le récipient 7 est toutefois de conception caractéristique de l'invention, comme expliqué ci- dessous ; en particulier, sa hauteur sera de préférence supérieure à celles des pots classiques, ce qui nécessite l'usage 'une semelle 3 pour surélever le Bills 2. De manière connue egalement, le ruban 1 débouche du coïler 4 à travers un orifice qui se déplace le long d'un cercle 5 contenu dans le plan la plaque de coïler 6. Selon l'invention, ce ruban de fibres 1 se dépose dans le récipient 7 sur un plateau mobile qui s'abaisse progressivement pendant son remplissage. Ce plateau mobile 11 (que commodité de langage nous appelons "le fond du récipient") est solidaire d'un vérin 13 exerce, au cours du remplissage, une force vers le haut croissante, de telle sorte la masse constituée par lesdites fibres, dont la face supérieure presse contre la plaque coïler 6, soit soumise à une pression constante. Contrairement aux pots classiques qui sont cylindriques, le récipient 7 selon l'invention présente globalement la forme d'un parallélépipède. Les parois latérales du récipient 7, de préférence, ne seront pas pleines mais faites de barreaux entrecroisés à l'instar d'une cage, cela à la fois pour des raisons de légèreté et pour faciliter la surveillance du remplissage. Quant à la plaque de coïler 6, elle est de forme rectangulaire (contrairement aux plaques de coïler classiques, qui sont circulaires), et le récipient 7 se déplace pendant son remplissage sous cette plaque 6 de telle manière que la plaque 6, en vue de dessus, recouvre en permanence complètement le récipient 7. La figure 3 illustre schématiquement ce déplacement du récipient 7, qui est réalisé à l'aide d'une plate-forme mobile 12 comportant des roues 9 associées à des rails 10. Ces roues 9 sont actionnées par un ou plusieurs moteurs (non représentés), par exemple des servomoteurs, et/ou des vérins hydrauliques ou pneumatiques. Le vérin 13 actionnant le fond 11 du récipient 7 est solidaire de cette plate-forme mobile 12. En outre, comme le montre la figure 1, la partie inférieure du vérin 13 plonge dans une fosse 14 creusée dans le sol, cette fosse 14 s'étendant sur une surface contenue dans la surface couverte par la plate-forme mobile 12. Le récipient 7 parcourt ainsi de maniere répétée une certaine trajectoire jusqu'à ce qu'il soit plein. On peut d'ailleurs envisager diverses formes de trajectoires. Dans le cas où l'on choisit un simple rectangle, l'effet du mouvement combine de la plate-forme mobile 12 et coïler 4 est d'agencer le ruban 1 dans le récipient 7 selon des spires décalées et disposées en couches superposées, dont chacune ressemble à la couche partiellement remplie illustrée sur la figure 4. On voit sur cette figure que le ruban 1 remplit le récipient 7 de manière dense comme il se doit. Le contenu du récipient 7 peut facilement atteindre 200 kgp avec les moyens actuels. Comme le sait bien l'homme du métier, il résulte des conditions de fabrication des rubans de fibres que la vitesse de passage de ces rubans à travers les Bills est irrégulière. Un mode de réalisation préférentiel de l'invention, destiné à optimiser la régularité des spires de ruban 1 qui se déposent dans récipient 7, consiste donc à synchroniser automatiquement la vitesse instantanée de la plate-forme mobile 12 avec le débit du coïler 4, à l'aide de capteurs et d'un dispositif informatique approprié. Une fois le récipient 7 plein, le fond 11 s abaisse au- dessous du récipient 7, dont le contenu est alors maintenu au moyen de doigts latéraux 15 situés à la base du récipient 7. Selon un mode de réalisation préféré de 'invention, l'emballage des fibres est alors réalisé de la manière suivante. On fait d'abord rouler le récipient 7 jusqu'au plateau inférieur d'une presse à balles classique (non représentée). Ledit plateau inférieur s'élève de sorte que contenu du récipient 7 est soulevé et introduit dans le caisson de la presse à balles. Le ruban 1 ainsi dégagé du récipient est saisi latéralement et maintenu en l'air dans ledit caisson, cependant que l'on ramène le récipient 7 vers le gills 2, et l'on rabaisse le plateau inférieur de la presse. Puis on achemine un second récipient 7 (éventuellement le même), rempli comme le premier, jusqu'à la presse à balles. Une fois contenu du second récipient 7 introduit dans le caisson, la plaque supérieure de la presse à balles s'abaisse en direction du plateau inférieur et comprime les deux rubans l'un contre l'autre. On procède alors à l'emballage final, par exemple sous bâche cerclée. Enfin, on remonte la plaque supérieure de la presse, et rabaisse son plateau inférieur. On voit donc que le but fixé par les inventeurs, à savoir la réalisation d'une balle de forme classique mais contenant des rubans de fibres de grande longueur, est bien atteint grâce au dispositif selon l'invention. On notera en particulier que ce dispositif ne fait subir à la mèche aucun traitement mécanique qui risquerait d'en détériorer la qualité. La description ci-dessus explique comment emballer ensemble deux rubans de fibres de poids élevé, mais on peut évidemment, selon le même principe, répéter ces opérations pour aboutir à des balles contenant un nombre de rubans de fibres supérieur à deux. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'emballage de rubans de fibres, comprenant un coïler (4) qui fait tomber de manière continue un ruban de fibres (1) dans un récipient (7) dont le fond ( s'abaisse progressivement au cours de son remplissage, caractérisé en ce que le récipient (7) est de forme parallélépipédique, et en ce que ledit récipient (7) est monté sur une plate-forme mobile (12) dont les déplacements sont agencés de telle sorte que le ruban (1) tombant dans ledit récipient (7) s'y dépose en formant des spires successives décalées, qui se superposent et remplissent le récipient (7) de manière dense. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit fond mobile (11) est solidaire d'un vérin (13) fixé sur ladite plate-forme mobile (12) et qui exerce, au cours du remplissage, une force vers le haut croissante, de telle sorte que la masse constituée par lesdites fibres, dont la face supérieure presse contre la plaque (6) du coïler (4), soit soumise à une pression constante. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ladite plate-forme mobile (12) est animée d'un mouvement de translation le long un rectangle parcouru autant de fois que nécessaire jusqu' ce que ledit récipient (7) soit plein. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitesse instantanée de ladite plate-forme mobile (12) est synchronisée avec le débit dudit coïler (4). 5. Procédé pour la mise en oeuvre d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, une fois le récipient (7) rempli, on en transfère le contenu dans le coffre d'une presse à balles, dans lequel on transfère ultérieurement, une ou plusieurs fois, le contenu du récipient (7) qui a été rempli à nouveau de la même façon, et en ce qu'on comprime ensuite ces rubans successifs au moyen de ladite presse, pour obtenir finalement après emballage une balle contenant des rubans de fibres de qualité de mèche optimale et pouvant présenter chacun un "poids élevé.