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"Procédé et appareillage pour changer l'angle hélicoidal dans une machine d'enroulement".
Cette invention a pour objet une machine pour enrouler un filament sur un objet de forme irrégulière.
Si l'on désire enrouler un fil sur une forme, l'on dispose généralement de moyens pour enrouler le filament suivant un modèle prévu, en général hélicoidal.
Il est préférable d'enrouler chaque spire successive aussi proche que possible à la précédente, de façon qu'il n'y aura ni recouvrement mutuel, ni espace libre entre les spires adjacentes. Le procédé ressemble en quelque sorte à l'usinage d'un pas de vis sur un tour où le pas ou l'angle d'enroulement est déterminé par la relation différentielle de la vitesse entre le mandrin rotatif et le guide pour le filament.
Si
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l'objet est de forme régulière, tel qu'une sphère ou un cylindre, le problème est bien simple, et il est usuel de contrôler le mouvement d'un oeillet au moyen d'une chaîne qui passe autour de roues dentées, qui sont placées à peu près on ligne avec les bouts du mandrin, de façon que, si le mandrin tourne la chaîne est actionnée, obligeant aussi l'oeillet de traduire le mouvement en avant et en arrière par-dessus le mandrin à une vitesse constante donnant aussi un angle d'enroulement constant.
Il est souvent nécessaire de dériver du contour cylindrique droit comme par exemple quand un segment cylindrique droit termine en cône. Comme le filament monte le cône en,partant d'un segment cylindrique, la relation des vitesses circonférentielles entre le mandrin et l'oeillet change; et il en résulte un changement de l'angle d'enroulement. Afin de garder l'angle d'enroulement constant, il est nécessaire d'accélérer la course longitudinale de l'oeillet ou de freiner la rotation du mandrin. Dans le passé ceci fut accompli en utilisant un moteur synchrone ou un système hydraulique couplant la course du mandrin et du mécanisme de la vitesse transversale de l'oeillet avec un mécanisme de programmation pour changer les relations entre la rotation et la course de l'oeillet.
Ceci a différents désavantages parmi lesquels figurent le coût et la complexité du mécanisme qui implique d'une part des cames très précises et d'autre part une machine de programmation à bandes très complexe pour contrôler la relation.
L'on trouve en plus dans de tels systèmes quelque
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jeux ou relâchement inhérents, de sorte que sous les conditions les plus favorables l'on ne peut obtenir des résultats parfaits.
Une application des principes de l'invention présente consiste dans la fabrication d'enveloppes pour moteur à réaction de fusées, où l'on enroule des filaments en fibre de verre ou analogues sur un mandrin enlevable tandis qu'une résine thermodur- cissable est appliquée sur les filaments. Quand l'opération d'enroulement est terminée et que la résine a durci, le mandrin est enlevé laissant une enveloppe en poids léger, mais très robuste pour le moteur à réaction de la fusée. Ceci comprend une application extrêmement précise dans la technique d'enroulement comme de tels dispositifs sont réalisés en général d'un poids aussi léger que possible mais avec une marge de sécurité très basse.
Si les spires ne sont pas exactes et qu'elles se recouvrent on obtient un excès de poids et des irrégularités dans l'enveloppe tandis que si les spires ne sont pas union de façon exacte une enveloppe affaiblie sora produite qui risquerait faire défaut en service.
L'invention sera décrite en rapport avec la fabrication d'enveloppes pour moteurs à réaction où l'on emploie des filaments en verre qui sont recouverts do . résines hypoxydes, mais il est bien entendu par les gens du métier que cette invention est appli- cable à n'importe quelle situation où l'on désire obtenir un enroulement à surface égale autour d'un objet d'une forme irrégulière.
Une caractéristique de la présente invention
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réside dans un appareil d'enroulement par lequel on peut enrouler du matériau filamenteux sur un mandrin de forme irrégulière,sans l'emploi d'appareil compliqué de guidage ou de programmation. L'appareil d'enroulement peut être réglé facilement et présente une grande adaptation de façon qu'un appareil est adaptable à l'enroulement d'objets de n'importe quelle configuration.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de. la description qui va suivre, ainsi que par les dessins annexés sur lesquels
La figure 1 est une vue en plan de l'appareil de la présente invention.
La figure 2 est une vue frontale suivant les lignes 2-2 de la figure 1 montrant le mécanisme pour contrôler le mouvement du chariot guide-filament.
La figure 3 est une vue en coupe suivant les lignes 3-3 de la figue 1.
La figure 4 est une vue aggrandie suivant les lignes 4-4 de la figure 2.
La figure 5 est une vue en coupe suivant les lignos 5-5 de la figure 4.
Suivant 1''exemple d'exécution représenté sur les dessins l'appareil de la présente invention comprend un dispositif comprenant un mandrin rotatif 7, un mécanisme de guidage 9 pour guider le matériau sur le mandrin et un mécanisme d'alimentation géné- ralement désigné par 11 pour distribuer le matériau filamenteux. Le dispositif de mandrin 7 comprend un
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arbre 13 pouvant être tourné par un mécanisme de commande 15, l'arbre portant un mandrin ou une forme 17 sur lequel le matériau filamenteux 19 est enroulé.
Le mécanisme de commande 15 comprend un arbre 21 portant une roue dentée 23 destinée à entraîner une chaîne 25 qui entraîne le dispositif de guidage décrit ci-après.
Le dispositif de guidage comprend les supports latéraux 22 et 24 entre lesquels sont fixés un rail supérieur 27 et un rail inférieur 29. Les rails centraux 26 et 28 sont aussi portés par les supports et sont en forme de U avec les ailes tournées vers l'intérieur, comme il est illustré sur la figure 4.
Les supports des noues dentées 31 comprennent une série de plaques verticales fixées aux rails centraux' par des boulons 3C. Les supports 31 ont des fentes
33,dans lesquelles une roue dentée 35 peut être maintenue dans une position désirée au moyen de boulons munis de pas de vis 32. Quoique l'on ait montré plusieurs supports 31 dans le dessin, une seule plaque pourrait servir à retenir toutes les roues dentées, mais on obtient une plus grande flexibilité en faisant les supports en plusieurs pièces qui sont réglables séparémen t. Plusieurs autres roues dentées, telles que celles désignées par 37, 39 et 41 sont montées sur le cadre et une chaîne 43 est traînée, comme il est illustré, autour des différentes roues dentées.
La roue dentée principale 45 porte un double jeu de dents, dont la un jeu engage la chaîne 25 et l'autre/chaîne 43, de façon que la chaîne 43 est adionnée par la
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commande ,15.
Un chariot 47 est monté sur les rails 27 et 29.
Le chariot 47 comprend une partie centrale 48 à laquelle est attachée une partie transversale 50.
A chaque extrémité de la partie 50 des galets 49 et 51 soutiennent le chariot sur le rail supérieur 27, et à l'autre extrémité de la partie 48 est un galet 53 qui roule sur le rail 29. De cette façon le chariot 47 est libre de rouler en avant et en arrière sur @ les rails 27 et 29. La partie 48 porte une paire de supports 55 et 57 en forme de L qui forment une fente entre eux et le coulisseau 59 est libre de glisser dans l'ouverture allongée ainsi formée. Un maillot de la chaîne 43 porte un dard 61 raccordé au coulis- seau 59. Ainsi,quand la chaîne se déplace horizon- talement, le chariot 47 sera entraîné par la chaîne, tandis. que si la chaîne se déplace verticalement le coulisseau glissera seulement dans la fente, et il n'y aura pas de mouvement latéral du chariot 47.
Si la chaîne se meut suivant un ongle, le chariot sera entraîné latéralement, mais à une vitesse bien plus réduite que celle de la chaîne. La chaîne peut évidemment retourner sur elle-même de sorte que le mouvement du chariot sera inversé à n'importe quel point. Ces différents mouvements sont indiqués sur la figure 2. Ainsi au point marqué 63 la chaîne avance horizontalement et le chariot 47 se déplacera à la même vitesse que la chaîne. Au point marqué 65 la chaîne avance suivant un angle tel que le chariot se déplacera à une vitesse quelque peu inférieure à la moitié de la vitesse de la chaîne. Au point 67
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la chaîne est entraînée en sens inverse de façon que le chariot retourne très lentement à la direction qu'il avait pris auparavant.
Au point marqué 69 la chaîne avance perpendiculairement à la course du chariot de façon que même quand la chaîne avance le chariot 47 reste en place, tandis que le coulisseau . ne fait que glisser dans la fente.
Le chariot 47 comprend les guides 71 et 73.
Le guide 73 est maintenu à quelque distance en dehors' du chariot au moyen d'un support 75 de façon que 10 matériau filamenteux soit guidé sur le mandrin exactement au point désiré. Le chariot peut également comprendre un'réservoir 77 avec un rouleau 79 à l'intérieur'qui tourne dans une composition en matière plastique 81, le rouleau 79 servant à couvrir le matériau filamenteux 83 de la matière plastique liquide quand il passe par le liquide.
Le support pour le matériau filamenteux comprend un cadre 85 portant plusieurs rouleaux 87 formés d'un matériau filamenteux approprié tel que les fibres en verre, Des dispositifs 89 pour .régler la tension et bien connus aux' gens du métier sont employés de préférence pour.garder le. matériau filamenteux à une tension constante.
Il est tien entendu que pour obtenir les résultats désirés, il faut utiliser au moins trois\ roues dentées pour entraîner la chaîne, parce que si on-n'employait que deux.on réussirait seulement à 'faire un mouvement en avant et en arrière. Les roues dentées seront placées par expérimentation jusqu'à
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ce que les résultats désirés soient obtenus. Quoique on ait montré les roues dentées dans des fentes et sur des parties 31 réglables, il va de soi que pour une machine déstinée entièrement à la fabrication répétée d'un seul objet, il n'est pas nécessaire de faire les roues dentées et leurs supports réglables.
Cependant pour des courtes courses et notamment pour des buts expérimentaux il est préférable que los roues dentées ainsi que les supports soient réglables.
Il est clair que pour obtenir les résultats désirés, il faut que le mandrin et le guide-chaîne soient commandés en synchronisme. Dans le présent example ceci est obtenu en les commandant par un arbre commun
21.
Qu@ique le support des roues dentées soit monté en position verticale, il va do soi que ce support pourrait être en position horizontale car le môme mouvement de translation serait transmis au guide.
Quoique il soit préférable d'utiliser une chaîne sans fin, telle qu'une chaîne à rouleaux sans fin, il est également possible d'utiliser une courroie sans fin et spécialement une courroie ayant des dents de façon que la courroie peut être commandée en synchronisme exact sans glissement.