[0001] La présente invention concerne une bobine pour fil utilisé dans des dispositifs de sciage par fil comprenant au moins une nappe de fils tendue entre au moins deux cylindres guide-fils et dans lesquels le fil est susceptible de se déplacer suivant un mouvement alternatif ou continu en appui contre au moins une pièce à scier pour être enroulé sur ladite bobine qui comprend, alignés suivant un axe central au premier flasque, un moyeu et un second flasque.
[0002] Des bobines pour fil et des dispositifs de sciage par fil du type précité avec déplacement des fils de la nappe de fil ou de la pièce à scier sont déjà connus, spécialement dans l'industrie des composants électroniques, des ferrites, des quartz et silices, pour l'obtention en tranches fines de matériaux tels que le silicium poly- ou monocristallin ou de nouveaux matériaux tels que GaAs, InP,
GGG ou également le quartz, le saphir synthétique, des matériaux céramiques. Le prix élevé de ces matériaux rend le sciage par fil plus attractif comparativement à d'autres techniques comme le sciage par disque diamanté.
[0003] Dans les dispositifs connus, la zone de sciage est constituée d'un ensemble d'au moins deux cylindres placés parallèlement. Ces cylindres, appelés guide-fils, sont gravés avec des gorges définissant l'intervalle entre les fils de la nappe, soit l'épaisseur des tranches. La pièce à scier est fixée sur une table support qui se déplace perpendiculairement à la nappe de fils. La vitesse de déplacement définit la vitesse de coupe. Le renouvellement du fil, ainsi que le contrôle de sa tension se fait dans une partie appelée zone de gestion du fil située en dehors de la zone de sciage proprement dite.
L'agent qui régira la découpe est soit un abrasif fixé sur le fil, soit un abrasif libre amené sous forme de barbotine. Le fil n'agit que comme transporteur. Lors de la découpe en tranches fines de la pièce à scier, le fil tendu est à la fois guidé et tracté par les cylindres guide-fils. Il est déroulé d'une bobine débitrice et enroulé après la zone de sciage sur une bobine réceptrice.
[0004] Lorsque cette dernière est pleine, la bobine contient une quantité importante de fil, de l'ordre de 50 à 100 kg, que l'on devra enlever de la bobine réceptrice pour récupérer la bobine.
Cette opération est fastidieuse, longue et coûteuse pour des fils de grande longueur pouvant atteindre plusieurs dizaines ou centaines de kilomètres.
[0005] La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et la bobine selon l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins deux parties amovibles l'une de l'autre suivant ledit axe central, et par le fait que l'un des flasques est séparé de l'autre flasque lorsque les deux parties sont séparées pour permettre l'enlèvement rapide du fil de la bobine.
[0006] Grâce à ces caractéristiques, le fil peut être dévidé très facilement et rapidement de la bobine sans outillage particulier.
Cette dernière peut être réutilisée immédiatement après assemblage.
[0007] Avantageusement, au moins un des deux flasques de la bobine est maintenu de façon amovible au moyeu pour permettre l'enlèvement rapide du fil de la bobine lorsque ledit flasque amovible est ôté de la bobine.
[0008] Grâce à ces caractéristiques, on obtient une construction particulièrement simple et d'un prix de revient peu élevé.
[0009] Selon un mode d'exécution préféré le moyeu comprend au moins une portion sensiblement conique agencée de façon à faciliter l'enlèvement du fil de la bobine, la surface de cette portion conique faisant un angle avec l'axe central de la bobine.
[0010] Du fait de la surface inclinée oblique, le fil se dévide très rapidement et facilement sans intervention extérieure.
La durée de dévidage est encore raccourcie.
[0011] Favorablement, ledit angle avec l'axe central est compris entre 5 deg. et 30 , avantageusement entre 7 deg. et 20 deg. et de préférence entre 9 deg. et 13 .
[0012] Ces valeurs assurent un dévidage particulièrement facile.
[0013] Lors du sciage, le fil est enroulé sur la bobine réceptrice avec une tension considérable de l'ordre de 25 à 30 N. Lorsqu'une longueur de fil très importante est enroulée sur la bobine, des forces très élevées sont engendrées et agissent sur les flasques et le moyeu. Ces forces peuvent atteindre une centaine de tonnes. Il est ainsi possible que les flasques et/ou le moyeu soient déformés.
Ces déformations peuvent être telles qu'il est impossible d'enlever la bobine réceptrice pleine de son arbre de support et d'entraînement.
[0014] La présente invention a également pour but de remédier à ces inconvénients et la bobine selon l'invention est caractérisée à cet effet par le fait qu'elle comprend au moins un dispositif de réduction de la pression destiné à réduire la pression exercée sur les flasques et le moyeu par le fil enroulé sur la bobine, ce dispositif de réduction comportant un organe de coulissement et un élément de contre-pression agencés de façon à permettre l'écartement d'au moins un des flasques par rapport à l'autre suivant l'axe central sous la pression du fil enroulé contre l'effet dudit élément de contre-pression.
[0015] Du fait qu'au moins l'un des flasques peut s'écarter par rapport à l'autre,
la force ou pression exercée par le fil sur les flasques et le moyeu est réduite. Ainsi, la bobine réceptrice, ses flasques et son moyeu ne sont plus déformés. La bobine peut être facilement démontée du dispositif de sciage et il est possible de désassembler aisément au moins l'un des flasques par rapport à l'autre pour dévider le fil de la bobine.
[0016] De préférence, le dispositif de réduction comprend en tant qu'organe de coulissement au moins un des flasques montés coulissant sur une partie du moyeu,
le flasque étant soumis à l'action de l'élément de contre-pression constitué par un organe élastique ou par un organe hydraulique ou pneumatique sans ou avec apport extérieur.
[0017] Ces caractéristiques permettent d'obtenir une construction fiable et peu compliquée.
[0018] Favorablement un des flasques est monté coulissant sur une pièce solidaire du moyeu, ledit organe élastique prenant appui d'une part sur le flasque et d'autre part sur ladite partie du moyeu.
[0019] On obtient ainsi une construction mécanique simple et d'un prix de revient modéré.
[0020] Selon une variante, au moins un des flasques est monté de façon amovible sur un cylindre agencé de façon coulissante dans un logement du moyeu,
une première chambre hydraulique de contre-pression reliée grâce à au moins une soupape de surpression à une seconde chambre étant agencée entre ledit cylindre et le moyeu, un pointeau étant prévu pour commander l'ouverture de la soupape de surpression et la communication entre les deux chambres.
[0021] Ces caractéristiques permettent d'obtenir un dispositif de réduction de la pression d'un fonctionnement très précis et permettant un désassemblage particulièrement facile de la bobine pour dévider le fil.
[0022] D'autres avantages ressortent des caractéristiques exprimées dans les revendications dépendantes et de la description exposant ci-après l'invention plus en détail à l'aide de dessins qui représentent schématiquement et à titre d'exemple plusieurs modes d'exécution et des variantes.
<tb>La fig.
1<sep>représente schématiquement un exemple de dispositif de sciage par fil dans lequel une bobine réceptrice selon l'invention est installée.
<tb>Les fig. 2 et 3<sep>sont des vues en perspective d'un premier mode d'exécution de bobine réceptrice, la bobine étant assemblée et remplie, respectivement désassemblée et en voie de se dévider.
<tb>Les fig. 4 à 6<sep>représentent ce premier mode d'exécution en coupe partielle longitudinale, dans un état assemblé vide ou rempli et dans un état désassemblé vide.
<tb>La fig. 7<sep>est une vue de détail de la fig. 4.
<tb>Les fig. 8 à 10<sep>représentent un second mode d'exécution en coupe partielle longitudinale, dans un état assemblé vide ou rempli et dans un état désassemblé vide.
<tb>La fig. 11<sep>est une vue de détail de la fig. 8.
<tb>Les fig. 12 et 13<sep>représentent une variante dans un état rempli monté sur le dispositif de sciage et dans un état désassemblé.
<tb>Les fig. 14 et 15<sep>illustrent une autre variante dans un état rempli monté sur le dispositif de sciage et dans un état désassemblé.
<tb>Les fig. 16 et 17<sep>représentent un troisième mode d'exécution dans un état rempli monté sur le dispositif de sciage et dans un état désassemblé.
<tb>Les fig. 18 et 19<sep>illustrent un quatrième mode d'exécution dans un état rempli monté sur le dispositif de sciage et dans un état désassemblé.
[0023] En référence à la fig. 1, le dispositif de sciage 10 selon le premier mode d'exécution comprend un bâti 11 et des cylindres guide-fils 12, ici au nombre de deux, montés sur ce bâti avec leurs axes disposés parallèlement, étant bien entendu que le dispositif pourrait avoir plus que deux cylindres guide-fils.
[0024] Le fil 14 est déroulé d'une bobine débitrice 15, et ensuite enroulé autour des cylindres guide-fils selon tout mode d'enroulement possible pour former au moins une nappe de fils 16 parallèles dans une zone de sciage.
Le fil est ensuite récupéré et enroulé sur une bobine réceptrice 17.
[0025] Une, deux ou davantage de pièces à scier 18, telles que des lingots en un matériau dur, par exemple du silicium sont montées sur une table support 19 par l'intermédiaire d'un support temporaire 20.
[0026] Cette table support 19 peut être déplacée verticalement grâce à une colonne 21 et un moteur 22 pour mettre en appui la pièce à scier 18 contre la nappe de fils 16.
[0027] La périphérie des cylindres guide-fils 12 est gravée avec des gorges qui définissent l'intervalle entre les fils voisins de la nappe de fils 16, donc l'épaisseur des tranches sciées.
[0028] Le fil 14 est tendu et à la fois guidé et tracté par les cylindres guide-fils pour se déplacer selon un mouvement alternatif en va-et-vient ou continu.
Ce fil est favorablement constitué d'acier à ressort d'un diamètre compris entre 0,1 et 0,2 mm afin de scier des blocs de matériaux durs ou de composition plus particulière, tels que silicium, céramique, composés des éléments des groupes lll-V et ll-VI, GGG (Grenat à Gadolinium-Gallium), saphir, etc., en tranches de 0,1 à 5 mm d'épaisseur environ. L'agent abrasif est un produit du commerce et peut être du diamant, du carbure de silicium, de l'alumine, etc., sous forme fixée au fil ou sous forme libre en suspension dans un liquide qui sert de transporteur aux particules de l'abrasif.
[0029] La bobine réceptrice 17 illustrée aux fig. 2 et 3 comprend, alignés suivant un axe central, un premier flasque 25, un moyeu 26 et un second flasque 27.
Tel que visible à la fig. 3, cette bobine comprend deux parties 28, 29 amovibles l'une de l'autre suivant ledit axe central et maintenues l'une contre l'autre grâce à un dispositif de fixation 30 dans la position assemblée. Lorsque les deux parties sont séparées l'une de l'autre, l'un des flasques 25 est séparé de l'autre flasque 27 et le fil 14 enroulé sur la bobine 17 peut être enlevé et dévidé très rapidement et facilement.
[0030] Le dispositif de fixation 30 peut être de toute nature, par vissage, par contre-pression ou serrage mécanique, hydraulique ou pneumatique, etc.
[0031] Dans le cas du premier mode d'exécution des fig.
2 et 3, le premier flasque 25 constitue une des parties amovibles 28 qui peut être monté au moyeu 26 constituant avec le second flasque 27 l'autre partie 29.
[0032] Le moyeu 26 comprend une portion sensiblement conique 32 agencée de façon à faciliter l'enlèvement du fil de la bobine. La surface extérieure 33 de cette portion conique fait un angle prédéterminé avec l'axe central de la bobine. Le diamètre de cette portion conique est plus petit en direction du flasque 25 qui est démontable. Ainsi, lorsque le flasque 25 est démonté, le fil 14 enroulé sur la bobine tombe très facilement du moyeu 26 de cette dernière.
Une fois la bobine 17 entièrement dévidée, le flasque 25 pourra être remonté sur le moyeu 26 et la bobine 17 sera prête pour recevoir une nouvelle charge de fil.
[0033] En référence aux fig. 4 à 7, le flasque 25 est monté sur le moyeu 26 grâce au dispositif de fixation 30 comportant un dispositif de réduction 35 de la pression destinée à réduire la pression exercée sur les flasques et le moyeu par le fil 14 enroulé sur la bobine 17.
[0034] Ce dispositif de réduction comporte un organe de coulissement 36 et un élément de contre-pression 37 agencés de façon à permettre l'écartement des deux flasques 25, 27, l'un par rapport à l'autre, suivant l'axe central 38 sous la pression du fil embobiné contre l'effet dudit élément de contre-pression 37.
[0035] En référence à la fig. 7, une tige filetée 40 est vissée dans un alésage fileté du moyeu 26.
Cette tige filetée comprend une partie médiane 41 non filetée sur laquelle est engagée une coupelle 42 prenant appui sur le moyeu 26.
[0036] Un boulon 43 est vissé sur la partie arrière de la tige filetée 40. Des vis de blocage 45 traversent le boulon 43 par des alésages filetés et bloquent la coupelle 42 contre le moyeu 26 par l'intermédiaire d'une bague d'interposition 46.
[0037] Le premier flasque 25 est monté coulissant sur la coupelle 42 servant d'organe de coulissement. Un organe élastique 47, ici sous forme d'une ou plusieurs rondelles élastiques 48, s'appuie d'un côté sur un rebord 49 de la coupelle 42 et de l'autre côté sur le flasque 25 pour solliciter ce dernier en direction du moyeu 26. L'organe élastique 47 avec ses rondelles 48 joue donc le rôle d'organe de contre-pression 37.
Sous l'effet de la pression exercée par le fil 14 embobiné, le flasque 25 s'écarte vers l'extérieur, ce qui permet de réduire considérablement la pression exercée par le fil et de ménager les flasques et le moyeu.
[0038] L'organe élastique 47 est protégé par un capot 50 en deux parties, l'une 51 fixée au flasque 25, l'autre 52 à la coupelle 42 (fig. 5).
[0039] La fig. 5 montre le recul du flasque 25 par coulissement sur la coupelle 42. Lorsque la bobine réceptrice 17 est pleine, il suffit d'ouvrir le dispositif de fixation 30 en dévissant les vis de blocage 45 suffisamment pour enlever tout effort sur la coupelle 42. La vis filetée 40 avec la coupelle 42 et le flasque 25 peuvent ensuite être déposés facilement.
[0040] Dans la position illustrée à la fig. 6, le fil 14 se dévide aisément et rapidement du moyeu 26.
Il suffit ensuite de revisser la tige filetée sur le moyeu 26 et de serrer les vis de blocage 45 pour que la bobine réceptrice 17 soit à nouveau fonctionnelle.
[0041] Dans le mode d'exécution illustré aux fig. 4 à 6, la bobine 17 comprend une première extrémité libre 53 avec le dispositif de fixation 30 et une seconde extrémité 54 qui est solidaire d'un dispositif d'entraînement 70 du dispositif de sciage. La position de l'axe central 38 est horizontale. Il est bien entendu que la bobine 17 pourra également être soutenue par ses deux extrémités 53 et 54 et l'axe central 38 pourra occuper toutes autres positions verticales ou obliques.
[0042] Le moyeu 26 possède une surface extérieure conique 33 faisant un angle alpha prédéterminé avec l'axe central 38.
Selon ce mode d'exécution, cet angle alpha est compris entre 5 deg. et 30 , avantageusement entre 7 deg. et 20 deg. et de préférence entre 9 deg. et 13 .
[0043] Néanmoins, cet angle pourra aussi être égal à 0 deg. et le fil se dévidera également lors de l'enlèvement du premier flasque 25, surtout si la bobine est tenue en position verticale ou oblique, le flasque amovible étant orienté vers le bas.
[0044] Le second mode d'exécution représenté aux fig. 8 à 11 se distingue du précédant principalement par le dispositif de fixation 30 du premier flasque 25 et du dispositif de réduction 35 de la pression exercée par le fil 14.
Les autres éléments de la bobine réceptrice 17 sont identiques à ceux du premier mode d'exécution et sont désignés par les mêmes chiffres de référence.
[0045] Dans ce mode d'exécution, le flasque 25 est fixé grâce à un écrou 55 sur un cylindre 56 monté de façon coulissante dans un logement cylindrique 57 du moyeu 26. Le cylindre 56 entoure un noyau central 58 du moyeu 26 et délimite avec ce noyau central 58 du moyeu une première chambre annulaire de contre-pression 59 et une seconde chambre annulaire 60. Ces deux chambres sont reliées par un conduit 61 muni d'une soupape anti-retour 62 et contiennent un liquide hydraulique.
[0046] Un pointeau 63 peut être déplacé par vissage dans le noyau central 58 grâce à un bouton 64.
Lorsque le pointeau 63 est vissé vers l'intérieur, il agit sur la soupape anti-retour 62 pour établir une connexion permanente entre les deux chambres 59 et 60. Le cylindre 56 est alors sollicité vers l'intérieur du logement cylindrique 57 par l'action d'un ressort 65 monté entre le cylindre 56 et son logement 57, le liquide hydraulique s'écoulant de la seconde chambre 60 vers la première 59.
[0047] Au contraire lorsque le pointeau 63 est séparé de la soupape 62, le liquide hydraulique peut uniquement se déplacer de la première chambre 59 vers la seconde contre l'effet d'un élément élastique, par exemple un ressort 66, de la soupape 62.
L'élément élastique 66 de cette soupape crée donc un élément de contre-pression agencé de façon à permettre l'écartement des deux flasques l'un par rapport à l'autre suivant l'axe central 38 sous la pression exercée par le fil embobiné. La force de cet élément de contre-pression est déterminée par la force de l'élément élastique de la soupape anti-retour.
[0048] Il est bien entendu que le liquide hydraulique peut s'écouler autour du pointeau 63 dans le conduit 61, un joint d'étanchéité 67 agencé autour du pointeau 63 empêche le liquide hydraulique de sortir.
La partie arrière du logement 57 est en communication avec l'extérieur par un ou plusieurs conduits reniflards 68.
[0049] Lorsque le fil 14 remplit graduellement la bobine, le flasque 25 et le cylindre 56 se déplace vers la gauche à la fig. 9, le liquide hydraulique sous pression dans la première chambre 59 est sollicité dans la seconde chambre 60. La pression exercée sur les flasques et le moyeu est donc fortement réduite.
[0050] Lorsqu'on désire dévider la bobine, le pointeau 63 est vissé dans la partie centrale pour ouvrir la soupape anti-retour 62.
[0051] Presque toute pression est à ce moment enlevée du flasque 25, seule la force du ressort 65 de faible valeur agit encore sur le flasque 25.
[0052] L'écrou 55 et le flasque 25 peuvent alors être démontés facilement et le fil 14 se dévide rapidement et aisément de la bobine.
Le cylindre 56 reprend alors sa position initiale représentée à la fig. 8.
[0053] Le flasque 25 peut être remonté et le pointeau 63 dévissé et séparé de la soupape 62. L'élément de contre-pression 35 peut être constitué par un organe hydraulique ou pneumatique sans ou avec apport extérieur.
[0054] La variante de bobine illustrée aux fig. 12 et 13 est constituée par les mêmes éléments que ceux des fig. 2 à 7 ou encore ceux des fig. 8 à 11, les mêmes chiffres de référence désignent donc les mêmes éléments. Dans cette variante, les deux extrémités 71 et 72 de la bobine 17 sont cependant supportées par des organes de support 73 et 74 du dispositif de sciage.
[0055] L'organe de support 74 sert en outre d'organe d'entraînement.
Après écartement des deux organes de support 73 et 74, la bobine 17 peut être désassemblée comme précédemment décrit.
[0056] Il est bien entendu que cette bobine pourrait également être montée de façon verticale ou oblique dans le dispositif de sciage.
[0057] La variante illustrée aux fig. 14 et 15 est similaire au premier mode d'exécution, les mêmes éléments sont donc désignés par les mêmes chiffres de référence.
[0058] Dans cette variante, le moyeu 26 ne présente pas une surface extérieure 83 constituée par un simple cône, mais cette surface présente deux portions 84 et 85 faisant un angle différent avec l'axe central 38 de la bobine.
La portion 84 dirigée vers l'extrémité libre du moyeu 26 possède de préférence un angle plus grand pour faciliter le dévidement du fil.
[0059] Dans le mode d'exécution illustré aux fig. 16 et 17, la bobine 17 présente également deux parties 88, 89 amovibles l'une de l'autre.
[0060] Cependant, chaque partie comprend ici un moyeu partiel 86 ou 87 solidaire d'un des flasques 25 ou 27. Les deux parties 88, 89 sont assemblées l'une à l'autre suivant un plan 90 par des organes de fixation, tels que ceux décrits ci-dessus.
Chaque moyeu partiel comporte une surface extérieure conique se rétrécissant en direction du plan 90.
[0061] De préférence, la bobine est soutenue à chacune de ses deux parties 86, 87 par des organes de support 73, 74.
[0062] Le mode d'exécution illustré aux fig. 18 et 19 est constitué de trois parties assemblées de façon amovible, à savoir le premier flasque 25, le moyeu 26 et le second flasque 27. Le moyeu possède ici deux surfaces coniques 90 et 91 dont le diamètre diminue en direction du flasque auquel elles sont susceptibles d'être fixées.
[0063] Ainsi, après séparation des flasques 25, 27, le fil peut être enlevé du moyeu 26 facilement et rapidement.
Les organes de fixation du moyeu aux flasques pourront être de toute nature mécanique, hydraulique ou pneumatique.
[0064] Il est bien entendu que les modes de réalisation décrits ci-dessus ne présentent aucun caractère limitatif et qu'ils peuvent recevoir toutes modifications désirables à l'intérieur du cadre tel que défini par la revendication 1. En particulier, le dispositif de sciage pourra présenter une toute autre construction, par exemple avec deux ou plusieurs nappes de fils simples ou croisés. Le moyeu de la bobine réceptrice pourra présenter toute forme de surface extérieure avec une génératrice droite, courbe ou constituée par des segments différemment inclinés.
[0065] La bobine pourra également comprendre plus que deux ou trois parties amovibles suivant l'axe central.
Les organes de fixation des différentes parties de la bobine pourront également être constitués par des moyens de serrage du dispositif de sciage.
The present invention relates to a wire coil used in wire sawing devices comprising at least one son sheet stretched between at least two son-guide cylinders and wherein the wire is likely to move in an alternating motion or continuous bearing against at least one workpiece to be wound on said coil which comprises, aligned along a central axis to the first flange, a hub and a second flange.
Yarn coils and wire sawing devices of the aforementioned type with displacement of the son of the sheet of wire or the workpiece are already known, especially in the industry of electronic components, ferrites, quartz and silicas, for obtaining in thin slices materials such as poly- or monocrystalline silicon or new materials such as GaAs, InP,
GGG or also quartz, synthetic sapphire, ceramic materials. The high price of these materials makes wire sawing more attractive compared to other techniques such as diamond sawing.
In known devices, the sawing zone consists of a set of at least two cylinders placed parallel. These cylinders, called son-guides, are engraved with grooves defining the interval between the threads of the web, ie the thickness of the slices. The piece to be sawn is fixed on a support table which moves perpendicularly to the sheet of threads. The speed of movement defines the cutting speed. The renewal of the yarn and the control of its tension is done in a part called yarn management area located outside the actual sawing area.
The agent that will govern the cutting is either an abrasive attached to the wire, or a free abrasive brought as a slurry. The wire only acts as a carrier. When cutting into thin slices of the workpiece, the tensioned wire is both guided and pulled by the wire guide cylinders. It is unwound from a supply reel and wound after the sawing zone on a reel.
When the latter is full, the coil contains a large amount of wire, of the order of 50 to 100 kg, which must be removed from the receiver coil to recover the coil.
This operation is tedious, long and costly for long son up to several tens or hundreds of kilometers.
The present invention aims to remedy this drawback and the coil according to the invention is characterized in that it comprises at least two removable parts of each other along said central axis, and by the that one of the flanges is separated from the other flange when the two parts are separated to allow rapid removal of the wire coil.
Thanks to these characteristics, the wire can be unwound very easily and quickly from the coil without special tools.
The latter can be reused immediately after assembly.
Advantageously, at least one of the two flanges of the coil is removably held at the hub to allow rapid removal of the coil wire when said removable flange is removed from the coil.
Thanks to these characteristics, we obtain a particularly simple construction and a low cost.
According to a preferred embodiment the hub comprises at least a substantially conical portion arranged to facilitate the removal of the wire from the coil, the surface of this conical portion at an angle with the central axis of the coil. .
Because of the oblique inclined surface, the wire is unwound very quickly and easily without external intervention.
The reeling time is further shortened.
[0011] Favorably, said angle with the central axis is between 5 deg. and 30, advantageously between 7 deg. and 20 deg. and preferably between 9 deg. and 13.
These values ensure particularly easy feeding.
During sawing, the wire is wound on the receiving coil with a considerable voltage of the order of 25 to 30 N. When a very large length of wire is wound on the coil, very high forces are generated and act on the flanges and the hub. These forces can reach a hundred tons. It is thus possible that the flanges and / or the hub are deformed.
These deformations may be such that it is impossible to remove the full receiver coil from its support and drive shaft.
The present invention also aims to overcome these disadvantages and the coil according to the invention is characterized for this purpose by the fact that it comprises at least one pressure reducing device for reducing the pressure exerted on the flanges and the hub by the wire wound on the coil, this reduction device comprising a sliding member and a back-pressure element arranged to allow the spacing of at least one of the flanges relative to the other along the central axis under the pressure of the wound wire against the effect of said counterpressure element.
Because at least one of the flanges can deviate from the other,
the force or pressure exerted by the wire on the flanges and the hub is reduced. Thus, the receiver coil, its flanges and its hub are no longer deformed. The spool can be easily dismounted from the sawing device and it is possible to easily disassemble at least one of the flanges relative to the other to unwind the thread of the spool.
Preferably, the reduction device comprises as sliding member at least one of the flanges mounted sliding on a portion of the hub,
the flange being subjected to the action of the counter pressure element constituted by an elastic member or by a hydraulic or pneumatic member without or with external input.
These characteristics make it possible to obtain a reliable and uncomplicated construction.
Favorably one of the flanges is slidably mounted on a fixed part of the hub, said resilient member bearing on the one hand on the flange and on the other hand on said portion of the hub.
This provides a simple mechanical construction and a moderate cost price.
According to a variant, at least one of the flanges is removably mounted on a cylinder slidably arranged in a housing of the hub,
a first hydraulic back pressure chamber connected by means of at least one pressure relief valve to a second chamber being arranged between said cylinder and the hub, a needle valve being provided to control the opening of the pressure relief valve and the communication between the two bedrooms.
These characteristics make it possible to obtain a device for reducing the pressure of a very precise operation and allowing particularly easy disassembly of the coil to unwind the wire.
Other advantages emerge from the features expressed in the dependent claims and the following description explaining the invention in more detail with the help of drawings which show schematically and by way of example several modes of execution and variants.
<tb> Fig.
1 <sep> schematically represents an example of wire sawing device in which a receiver coil according to the invention is installed.
<tb> Figs. 2 and 3 <sep> are perspective views of a first embodiment of a take-up reel, the reel being assembled and filled, respectively disassembled and being unwound.
<tb> Figs. 4 to 6 <sep> represent this first embodiment in longitudinal partial section, in an assembled empty or filled state and in an empty disassembled state.
<tb> Fig. 7 <sep> is a detail view of FIG. 4.
<tb> Figs. 8 to 10 <sep> represent a second embodiment in longitudinal partial section, in an assembled empty or filled state and in an empty disassembled state.
<tb> Fig. 11 <sep> is a detail view of FIG. 8.
<tb> Figs. 12 and 13 <sep> represent a variant in a filled state mounted on the sawing device and in a disassembled state.
<tb> Figs. 14 and 15 <sep> illustrate another variant in a filled state mounted on the sawing device and in a disassembled state.
<tb> Figs. 16 and 17 <sep> represent a third embodiment in a filled state mounted on the sawing device and in a disassembled state.
<tb> Figs. 18 and 19 <sep> illustrate a fourth embodiment in a filled state mounted on the sawing device and in a disassembled state.
[0023] With reference to FIG. 1, the sawing device 10 according to the first embodiment comprises a frame 11 and wire guide cylinders 12, here two in number, mounted on this frame with their axes arranged in parallel, it being understood that the device could have more than two cylinders guide son.
The wire 14 is unwound from a supply reel 15, and then wound around the guide-son cylinders according to any possible winding mode to form at least one sheet of parallel son 16 in a sawing zone.
The yarn is then recovered and wound on a take-up spool 17.
One, two or more pieces to be sawed 18, such as ingots made of a hard material, for example silicon, are mounted on a support table 19 by means of a temporary support 20.
This support table 19 can be moved vertically through a column 21 and a motor 22 to support the workpiece 18 against the sheet of son 16.
The periphery of the guide-son cylinders 12 is etched with grooves which define the gap between the adjacent son of the son of ply 16, so the thickness of sawn slices.
The wire 14 is stretched and both guided and pulled by the son-guide cylinders to move in a reciprocating movement back and forth or continuous.
This wire is favorably constituted of spring steel with a diameter of between 0.1 and 0.2 mm in order to saw blocks of hard materials or of a more particular composition, such as silicon, ceramics, compounds of the elements of the groups III. -V and II-VI, GGG (Gadolinium-Gallium Garnet), sapphire, etc., in slices approximately 0.1 to 5 mm thick. The abrasive agent is a commercial product and can be diamond, silicon carbide, alumina, etc., in a form fixed to the wire or in free form suspended in a liquid which serves as a carrier for the particles of the 'abrasive.
The receiver coil 17 illustrated in FIGS. 2 and 3 comprises, aligned along a central axis, a first flange 25, a hub 26 and a second flange 27.
As shown in fig. 3, this coil comprises two parts 28, 29 removable from each other along said central axis and held against each other by a fastening device 30 in the assembled position. When the two parts are separated from each other, one of the flanges 25 is separated from the other flange 27 and the wire 14 wound on the coil 17 can be removed and unwound very quickly and easily.
The fastening device 30 may be of any kind, by screwing, against pressure or mechanical clamping, hydraulic or pneumatic, etc..
In the case of the first embodiment of Figs.
2 and 3, the first flange 25 constitutes one of the removable parts 28 which can be mounted to the hub 26 constituting with the second flange 27 the other part 29.
The hub 26 comprises a substantially conical portion 32 arranged to facilitate the removal of the wire from the coil. The outer surface 33 of this conical portion makes a predetermined angle with the central axis of the coil. The diameter of this conical portion is smaller in the direction of the flange 25 which is removable. Thus, when the flange 25 is disassembled, the wire 14 wound on the coil falls easily from the hub 26 of the latter.
Once the coil 17 completely unwound, the flange 25 can be reassembled on the hub 26 and the coil 17 will be ready to receive a new load of wire.
[0033] Referring to FIGS. 4 to 7, the flange 25 is mounted on the hub 26 by the fixing device 30 comprising a pressure reduction device 35 intended to reduce the pressure exerted on the flanges and the hub by the wire 14 wound on the coil 17.
This reduction device comprises a sliding member 36 and a counter-pressure element 37 arranged to allow the spacing of the two flanges 25, 27, relative to each other, along the axis. central 38 under the pressure of the coiled wire against the effect of said counterpressure element 37.
With reference to FIG. 7, a threaded rod 40 is screwed into a threaded bore of the hub 26.
This threaded rod comprises an unthreaded central portion 41 on which is engaged a cup 42 bearing on the hub 26.
A bolt 43 is screwed onto the rear portion of the threaded rod 40. Locking screws 45 pass through the bolt 43 by threaded bores and block the cup 42 against the hub 26 by means of a bushing. interposition 46.
The first flange 25 is slidably mounted on the cup 42 serving as a sliding member. An elastic member 47, here in the form of one or more spring washers 48, is supported on one side on a flange 49 of the cup 42 and on the other side on the flange 25 to urge the latter towards the hub 26. The elastic member 47 with its washers 48 therefore acts as a back-pressure member 37.
Under the effect of the pressure exerted by the wound wire 14, the flange 25 deviates outwards, which considerably reduces the pressure exerted by the wire and to spare the flanges and the hub.
The elastic member 47 is protected by a cap 50 in two parts, one 51 fixed to the flange 25, the other 52 to the cup 42 (Figure 5).
FIG. 5 shows the retraction of the flange 25 by sliding on the cup 42. When the receiving spool 17 is full, simply open the fastening device 30 by unscrewing the locking screws 45 enough to remove any force on the cup 42. threaded screw 40 with the cup 42 and the flange 25 can then be deposited easily.
In the position illustrated in FIG. 6, the wire 14 is easily and rapidly pulled away from the hub 26.
Then simply screw the threaded rod on the hub 26 and tighten the locking screws 45 so that the receiving coil 17 is functional again.
In the embodiment illustrated in FIGS. 4 to 6, the coil 17 comprises a first free end 53 with the fastening device 30 and a second end 54 which is integral with a drive device 70 of the sawing device. The position of the central axis 38 is horizontal. It is understood that the coil 17 may also be supported by its two ends 53 and 54 and the central axis 38 may occupy any other vertical or oblique positions.
The hub 26 has a conical outer surface 33 making a predetermined angle alpha with the central axis 38.
According to this embodiment, this angle alpha is between 5 deg. and 30, advantageously between 7 deg. and 20 deg. and preferably between 9 deg. and 13.
However, this angle can also be equal to 0 deg. and the wire will also unwind during the removal of the first flange 25, especially if the coil is held in a vertical or oblique position, the removable flange being oriented downwards.
The second embodiment shown in FIGS. 8 to 11 differs from the preceding mainly by the fastening device 30 of the first flange 25 and the pressure reduction device 35 exerted by the wire 14.
The other elements of the receiver coil 17 are identical to those of the first embodiment and are designated by the same reference numerals.
In this embodiment, the flange 25 is fixed by means of a nut 55 on a cylinder 56 slidably mounted in a cylindrical housing 57 of the hub 26. The cylinder 56 surrounds a central core 58 of the hub 26 and delimits with this central core 58 of the hub a first annular chamber against back pressure 59 and a second annular chamber 60. These two chambers are connected by a conduit 61 provided with a non-return valve 62 and contain a hydraulic fluid.
A needle 63 can be moved by screwing into the central core 58 through a button 64.
When the needle 63 is screwed inwards, it acts on the non-return valve 62 to establish a permanent connection between the two chambers 59 and 60. The cylinder 56 is then urged towards the inside of the cylindrical housing 57 by the action of a spring 65 mounted between the cylinder 56 and its housing 57, the hydraulic fluid flowing from the second chamber 60 to the first 59.
On the other hand, when the needle 63 is separated from the valve 62, the hydraulic fluid can only move from the first chamber 59 towards the second against the effect of an elastic element, for example a spring 66, of the valve 62.
The elastic element 66 of this valve therefore creates a counter-pressure element arranged so as to allow the spacing of the two flanges relative to each other along the central axis 38 under the pressure exerted by the coiled wire . The force of this counterpressure element is determined by the force of the elastic element of the non-return valve.
It is understood that the hydraulic fluid can flow around the needle 63 in the conduit 61, a seal 67 arranged around the needle 63 prevents the hydraulic fluid out.
The rear part of the housing 57 is in communication with the outside by one or more breather ducts 68.
When the wire 14 gradually fills the coil, the flange 25 and the cylinder 56 moves to the left in FIG. 9, the hydraulic fluid under pressure in the first chamber 59 is biased into the second chamber 60. The pressure exerted on the flanges and the hub is greatly reduced.
When it is desired to unwind the coil, the needle 63 is screwed into the central part to open the non-return valve 62.
Almost all pressure is at this moment removed from the flange 25, only the force of the spring 65 of low value still acts on the flange 25.
The nut 55 and the flange 25 can then be dismounted easily and the wire 14 is quickly and easily unwound from the coil.
The cylinder 56 then resumes its initial position shown in FIG. 8.
The flange 25 can be raised and the needle 63 unscrewed and separated from the valve 62. The counter-pressure element 35 may be constituted by a hydraulic or pneumatic member without or with external input.
The coil variant illustrated in FIGS. 12 and 13 is constituted by the same elements as those of FIGS. 2 to 7 or those of FIGS. 8 to 11, the same reference numerals thus designate the same elements. In this variant, the two ends 71 and 72 of the coil 17 are however supported by support members 73 and 74 of the sawing device.
The support member 74 further serves as a drive member.
After separation of the two support members 73 and 74, the coil 17 can be disassembled as previously described.
It is understood that this coil could also be mounted vertically or obliquely in the sawing device.
The variant illustrated in FIGS. 14 and 15 is similar to the first embodiment, the same elements are therefore designated by the same reference numerals.
In this variant, the hub 26 does not have an outer surface 83 constituted by a single cone, but this surface has two portions 84 and 85 making a different angle with the central axis 38 of the coil.
The portion 84 facing the free end of the hub 26 preferably has a larger angle to facilitate the unwinding of the wire.
In the embodiment illustrated in FIGS. 16 and 17, the coil 17 also has two parts 88, 89 removable from each other.
However, each part here comprises a partial hub 86 or 87 secured to one of the flanges 25 or 27. The two parts 88, 89 are assembled to one another in a plane 90 by fasteners, such as those described above.
Each partial hub has a tapered outer surface narrowing towards the plane 90.
Preferably, the coil is supported at each of its two parts 86, 87 by support members 73, 74.
The embodiment illustrated in FIGS. 18 and 19 consists of three removably assembled parts, namely the first flange 25, the hub 26 and the second flange 27. The hub has here two conical surfaces 90 and 91 whose diameter decreases in the direction of the flange to which they are likely to be fixed.
Thus, after separation of the flanges 25, 27, the wire can be removed from the hub 26 easily and quickly.
The fasteners of the hub to the flanges may be of any mechanical, hydraulic or pneumatic nature.
It is understood that the embodiments described above are not limiting in nature and that they can receive any desirable modifications within the frame as defined by claim 1. In particular, the device of sawing may have a completely different construction, for example with two or more plies of single or crossed son. The hub of the receiver coil may have any form of outer surface with a straight generator, curved or constituted by differently inclined segments.
The coil may also comprise more than two or three removable parts along the central axis.
The fasteners of the different parts of the coil may also be constituted by clamping means of the sawing device.