EP0211748A1 - Dispositif et procédé pour bobiner simultanément plusieurs fils séparés sur un support en rotation - Google Patents

Dispositif et procédé pour bobiner simultanément plusieurs fils séparés sur un support en rotation Download PDF

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EP0211748A1
EP0211748A1 EP86401647A EP86401647A EP0211748A1 EP 0211748 A1 EP0211748 A1 EP 0211748A1 EP 86401647 A EP86401647 A EP 86401647A EP 86401647 A EP86401647 A EP 86401647A EP 0211748 A1 EP0211748 A1 EP 0211748A1
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EP
European Patent Office
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spindle
wires
winding
guide
notches
Prior art date
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EP86401647A
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German (de)
English (en)
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EP0211748B1 (fr
Inventor
Georges Billard
Françoise Blanchard
Willy Klementz
Roger Combet
Daniel Richard
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Saint Gobain Adfors SAS
Original Assignee
Saint Gobain Vetrotex France SA
Vetrotex Saint Gobain SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Vetrotex France SA, Vetrotex Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Vetrotex France SA
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Publication of EP0211748A1 publication Critical patent/EP0211748A1/fr
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    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/38—Thread sheet, e.g. sheet of parallel yarns or wires

Definitions

  • the invention relates to a winding device and method for manufacturing windings from several continuous wires.
  • the invention relates to a winding device and method for obtaining straight flank windings formed from several separate wires.
  • continuous wires extracted from windings or coils formed on cylindrical supports are used.
  • the extraction of these threads is carried out by unwinding them by scrolling from the outside or inside of the winding.
  • the regular extraction of the wire or wires is essentially conditioned by the method of construction of the winding. This is formed by winding at least one wire on a rotating support and simultaneously moving said wire in a back-and-forth movement, parallel to the axis of rotation of said support. This movement of the wire can be ensured by different guide members which give the final winding such and such a shape.
  • Some windings have a relatively thick central part extending towards the ends of the winding by zones whose thickness decreases regularly. This type of winding does not ensure regular extraction when several separate wires have been wound simultaneously; in fact, the wires unwound together come from turns deposited on zones of different diameters, hence differences in length between the wires causing the formation of loops.
  • windings obtained using a movable wire guide, have substantially the shape of a cylinder whose lateral flanks are more or less regular.
  • the wire guide driving the wire (s) in a back-and-forth movement arrives at the end of the race, it marks a very brief stop time before setting off again in the opposite direction.
  • the turns are superimposed and can be distributed on either side of a plane, perpendicular to the axis of rotation of the support, marking the end of the race of the wire guide.
  • the bonding thus produced remains on scrolling and modifies the presentation of the wire, which affects the quality of the products produced subsequently.
  • the separation ratio is the ratio between the number of single wires obtained during extraction and the number of single wires initially wound.
  • the higher or lower value of the separation rate is linked to the partial and completely irregular bonding of the wires between them during winding, bonding which increases with the enlargement of the windings and which has led to limiting their dimensions and their weights .
  • the end of the wire guide which is generally planar, has a part cut in the shape of a triangle, of diamond.
  • This cutting can even be semi-circular or semi-elliptical; it has a central opening through which the wires are introduced at the start of the winding operation.
  • the fiberizing installation comprises a die filled with molten glass, the orifices from which flow a large number of mechanically drawn glass nets in the form of elementary filaments. These filaments are combined into at least two separate plies which pass over a sizing device, then over an assembly device, each ply giving rise to a thread.
  • the different wires thus obtained pass through at least one device provided with notches or any other means making it possible to ensure and maintain the separation of the wires during their journey.
  • Stops consisting of two cylindrical rods, are arranged on the drive device of the thread guide, transverse to the back and forth movement and near each end of stroke. These stops have the function of gathering the wires into a single wire at the ends of the winding. This operation makes it possible to obtain clear lateral flanks and practically at right angles.
  • the stops arranged at the end of the travel on the thread guide displacement device serve to increase the tension of the threads which, during the period of time in which they are in contact with said stops, are wound on the same turn at the ends of the winding. These stops make it possible to obtain clear lateral flanks and practically right angle.
  • Two stops are fixed on the embedding device controlling the movement of the thread guide, near the end stops of the latter. These stops, provided with a slot, are arranged so as to gather part of the wires at the bottom of said slot when the wire guide reaches the end of its travel.
  • the subject of the present invention is a device and a method which make it possible to wind several separate continuous wires simultaneously and to ensure the separation of said wires during the whole winding operation.
  • the invention particularly relates to a device and a method which make it possible to obtain a cylindrical winding formed from several separate wires, the lateral flanks of which are straight and the constituent wires of which remain separate from the start to the end of the winding. .
  • the invention has as a particularity an arrangement of the guide members of the wires which also ensure the tension of the said wires throughout the duration of the winding.
  • the invention also has the particularity of a distribution member making it possible to positively guide several continuous wires se trimmed, and capable of being used in an installation equipped with a device for automatic transfer of said wires from a rotating support to another rotating support.
  • the device according to the invention intended for the manufacture and simultaneous winding on the same support of several separate continuous wires, made of thermoplastic material such as glass, comprises at least one die receiving the material and keeping it in the molten state, at least one rotary spindle carrying said support and ensuring the mechanical drawing of the threads of material coming from the orifices of the die in the form of elementary filaments, then their winding in the form of separate wires, at least one assembly and guide device for group the elementary filaments into at least two separate threads and guide said threads towards the spindle, an embedding device, kept close to the spindle, comprising at least one thread guide moving back and forth to distribute the wires on the support and two stops placed at the end of the course of said wire guide, the guide device being placed outside the zone between the 2 planes perpendicular to the movement d e back and forth of the wire guide which pass through the limit switches of said wire guide, the end of the wire guide having an opening facing the spindle communicating with an internal zone for guiding the wires, said zone
  • the dimensions of the opening and of the internal zone of the wire guide can be very varied, but the opening must always have a sufficient width to allow the passage of the wires.
  • the opening can be quite narrow and give access to a much wider internal area; on the contrary, the opening can be wider than the internal area itself. This is, for example, the case when the end of the thread guide is cut into a V shape.
  • the notches are then made on at least one of the edges delimiting one of the branches of the V.
  • the edges of the internal zone are not not necessarily straight as in the previous example; they can be curved.
  • the notches are preferably distributed regularly on either side of the plane passing through the center of the wire guide and perpendicular to the axis of rotation of the spindle.
  • the bottom of the notches is preferably inclined relative to a vertical plane. This inclination is such that the straight lines passing through the bottom of two opposite notches converge below the wire guide.
  • the width of the sheet formed by the wound wires, each of them being placed in a notch, is desirable for the width of the sheet formed by the wound wires, each of them being placed in a notch, to be fairly small, it is preferable that the ends of the bottom of the notches are located in different vertical planes parallel to the axis of rotation of the spindle.
  • the vertical planes passing through the ends of the bottom of the extreme notches of each group make an angle, preferably between 5 and 90 °.
  • This angle is more or less important depending on the size of each wound wire, according to the desired spacing on the winding, also according to the nature of the size deposited on the son.
  • the thread guide of the invention is connected to an interlocking device, the mechanism of which ensures the reciprocating movement of said thread guide parallel to the axis of rotation of the spindle by means of '' an appropriately shaped piece.
  • the wire guide and the connecting piece are preferably as light as possible. This lightness is obtained through the use of low density material and / or by making recesses in said parts.
  • the fiberizing installation according to the invention also comprises a device making it possible to maintain the separation of the wires and to put them under tension during the whole winding operation.
  • This device consists of at least one means provided with notches or slots, such as a comb, placed a little above the embedding device carrying the thread guide and outside the zone between the two. planes passing through the end of travel of the wire guide, perpendicular to the back and forth movement of said wire guide.
  • this means provided with slots or notches is integral with an arm fixed at the end of a jack making it possible to move said means from a high position to a low position and vice versa.
  • the winding method according to the invention according to which elementary filaments are stretched mechanically from the threads flowing from the orifices of a die filled with molten material using a rotary spindle, said filaments are separated in at least two plies, said plies passing over a sizing member, the filaments of each ply are assembled in a single thread on a joining member, the separation of the threads thus obtained is maintained by at least one upper comb and at least one lower comb, and said wires are spooled on a support carried by the rotating spindle by distributing them using a wire guide animated back and forth, consists in spreading the wires apart. 'using the lower comb, the area between the two planes passing through the limit switches of the wire guide and perpendicular to its back and forth movement.
  • This method can be used either with a winding machine comprising a single spindle, or with a barrel winding machine comprising two pins and allowing the automatic transfer of the threads from one spindle to the other.
  • the installation shown in FIG. 1 comprises a die 10, indicated schematically by the base of a rectangular parallelepiped, which is supplied with molten glass by a power source not shown in the figure.
  • the bottom of the die 10 is provided with a large number of orifices, through which the molten glass flows in the form of threads which are thinned and transformed into elementary filaments 11 under the influence of the drawing force produced by pin B 1 .
  • the guide device also comprises one or more combs 16 arranged at the lower level close to the winder 17.
  • the two combs 16 are integral with a rod 18 by means 19 making it possible to adjust their spacing.
  • the structure of a comb 16 is shown in Figure 2. It consists of a bar 20, on which are fixed plates 21 slotted with a notch 22 bent at its end, into which is inserted each wire 15 Other modes of separation and guidance of said wires, well known to those skilled in the art, can also be used.
  • combs 16 are arranged on either side of the zone situated between the two planes passing through the limit switches of the wire guide 23, perpendicular to its reciprocating movement.
  • the rod 18, arranged parallel to the axis of rotation of the spindle B 1 is itself integral with the end of an arm 24, fixed on a jack 25.
  • the rod 18 can be secured by one of its ends of this arm; however, it is recommended that it be united by its environment.
  • the jack 25 can be integral or independent of the winder 17.
  • the wires 15 After their passage through the combs 16, the wires 15 converge towards the wire guide 23, suitably connected to an embedding device 26 housed in a body 27.
  • the embedding device 26 comprises two stops, each being located near each end of travel of the wire guide 23. They are formed of a cylindrical rod disposed substantially in a plane perpendicular to the axis of rotation of spindle B 1 . These stops are described in detail in US-A-3,371,877, and have therefore not been shown to avoid unnecessarily weighing down the figures.
  • the device 26 is fixed to the end of an arm 38 oscillating around an axis, so as to gradually move the wire guide 23 away from the spindle B 1 under the effect of the magnification of the winding 28.
  • This can be produced, for example, by the means described in patent EP-B-0 000 853.
  • the winder 17 has on its front face a barrel 29 carrying two pins B 1 and B 2 which are placed alternately in front of the embedding device 26.
  • the various driving members necessary for the operation of the spindles and the embedding device are protected by the cover 30.
  • FIG. 3 represents an embodiment of the wire guide 23.
  • the latter is formed from a flat plate 31 cut so as to have an opening 32 opening towards an internal guide zone, in the shape of a V, symmetrical with respect to in the median plane passing through the xy axis.
  • This internal zone has on the sides two series of V-shaped notches 33, distributed symmetrically with respect to the median plane passing through the x-y axis. The bottom of said notches is inclined relative to the vertical.
  • the part 31 is fixed by suitable means, such as rivets 34, to a connecting part 35.
  • This part 35 doubly bent at a right angle, has perforations 36 to lighten it. It is connected in a manner known per se to the mechanism of the crossing device 26.
  • the wire guides according to the invention have as a common point be provided with notches on at least one of the sides of said zone, the bottoms 1 of the notches arranged on the same side being located at different distances from the median plane passing through the xy axis.
  • each thread 15 is placed at the bottom of a notch and guided positively during the entire winding operation.
  • the wires 15 are thus maintained because they pass beforehand through the combs 16 arranged on either side of the zone situated between the two planes passing through the limit switches of the wire guide 23, perpendicular to the axis of rotation of the spindle B 1 .
  • the stops fixed on the embedding device 26 are adjusted in such a way that the end wires 15a, 15b and their symmetrical ones touch each of said stops in turn.
  • the different threads 15 are deposited separately on the winding 28 throughout the duration of the winding, including at the ends of the winding. .
  • the device according to the invention can be used with a winder having only one spindle. It is more advantageously used with a barrel winder equipped with at least two pins B 1 and B 2 and means allowing the automatic transfer of the wires from pin B 1 to pin B2.
  • the spindle B 2 When the winding 28 has reached a given weight after a predetermined winding time, the spindle B 2 , provided with a support or cuff 37, is rotated and the combs 16 are moved to their high position under the action of the jack 25. Simultaneously, the arm 38 supporting the embedding device 26 pivots while moving the latter away from the spindle B 1 , and the telescopic arm 39, provided at its end with a device 40 intended to gather the son 15, brings them together and moves them to the end of the spindle B 1 on which they are wound.
  • the barrel 29 pivots placing the pin B 2 in the working position and the pin B 1 in the rest position.
  • the wires 15, still spaced apart by the arm 39 and the device 40, are then wound on the end of the pin B 2 .
  • the transfer of the wires from pin B 1 to pin B 2 can be ensured by various means not shown, in particular by those described in patent FR-A-2 425 399.
  • the arm 39 returns to its initial position and, simultaneously, the embedding device 26 is brought close to the spindle B 2 in rotation, the wires being automatically introduced into the wire guide 23.
  • the combs 16 are brought back to their position low under the action of the jack 25, and each wire 15 then finds its place in one of the notches 33 of the wire guide 23.
  • the device and the method according to the invention make it possible to produce windings whose weight can reach thirty kilograms and for which the separation rate of the wires is practically equal to 100%.
  • the lateral flanks of the windings obtained are straight and the extraction of the wires takes place without difficulty.
  • the present description relates to the winding of glass strands, but it is obvious that the invention applies to the winding of all continuous strands obtained from a thermoplastic material, since at least two strands must be kept separate. during their winding on the same support.

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Abstract

L'invention a trait à un dispositif et un procédé de bobinage pour fabriquer des enroulements à partir de plusieurs fils continus séparés. L'installation, selon l'invention, comprend une filière (10) recevant une matière thermoplastique à l'état fondu, une broche rotative (B1) portant un support (37) et assurant l'étirage des filets de matière issus des orifices de la filière ainsi que le bobinage des fils (15), un dispositif d'assemblage et de guidage (14, 16) et d'un dispositif d'encroisure (26) comprenant un guide-fil (23) qui comporte une ouverture (32) face à la broche (B1) communiquant avec une zone interne de guidage pourvue à sa périphérie d'au moins deux encoches (33). Application à la réalisation d'enroulements de fils de verre.

Description

  • L'invention concerne un dispositif et un procédé de bobinage pour fabriquer des enroulements à partir de plusieurs fils continus.
  • Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif et un procédé de bobinage pour obtenir des enroulements à flancs droits formés à partir de plusieurs fils séparés.
  • Dans de nombreuses applications, on utilise des fils continus extraits d'enroulements ou de bobines formés sur des supports cylindriques. L'extraction de ces fils s'effectue en les dévidant par défilée depuis l'extérieur ou l'intérieur de l'enroulement.
  • Il est particulièrement important, pour la mise en oeuvre de ces fils, que cette extraction se fasse le plus régulièrement possible, sans à-coup pour éviter leur endommagement, ainsi que l'enchevêtrement de spires adjacentes qui sont à l'origine de boucles ou de montées en paquets et, par conséquent, de défauts. Cette opération est d'autant plus délicate à mener à bien que plusieurs fils séparés ont été bobinés simultanément sur le même support.
  • L'extraction régulière du ou des fils est essentiellement conditionnée par le mode de construction de l'enroulement. Celui-ci est formé en bobinant au moins un fil sur un support en rotation et en déplaçant simultanément ledit fil selon un mouvement de va-et-vient, parallèlement à l'axe de rotation dudit support. Ce déplacement du fil peut être assuré par différents organes de guidage qui confèrent à l'enroulement final telle ou telle forme.
  • Certains enroulements présentent une partie centrale relativement épaisse se prolongeant vers les extrémités de l'enroulement par des zones dont l'épaisseur décroit régulièrement. Ce type d'enroulement ne permet pas d'assurer une extraction régulière lorsque plusieurs fils séparés ont été bobinés simultanément ; en effet, les fils dévidés ensemble sont issus de spires déposées sur des zones de différents diamètres, d'où des écarts de longueur entre les fils provoquant la formation de boucles.
  • D'autres enroulements, obtenus à l'aide d'un guide-fil mobile, ont sensiblement la forme d'un cylindre dont les flancs latéraux sont plus ou moins réguliers. En effet, lorsque le guide-fil entrainant le ou les fils dans un mouvement de va-et-vient arrive en fin de course, il marque un très bref temps d'arrêt avant de repartir en sens opposé. Pendant ce temps d'arrêt, les spires se superposent et peuvent se répartir de part et d'autre d'un plan, perpendiculaire à l'axe de rotation du support, marquant la fin de la course du guide-fil. Lorsque plusieurs fils séparés sont bobinés simultanément, ceux-ci se collent entre eux pendant ce court instant ; le collage ainsi réalisé subsiste au défilement et modifie la présentation du fil, ce qui nuit à la qualité des produits fabriqués ultérieurement.
  • D'autre part, lorsque certaines spires sont déposées à l'extérieur de ce plan, elles peuvent sortir plus facilement du flanc de l'enroulement et être endommagées lors du stockage et de la manutention dudit enroulement. Ceci peut être à l'origine de la formation de boucles ou de la rupture d'un fil lors de l'extraction dudit fil.
  • Dans les applications où l'on utilise des enroulements constitués de plusieurs fils de verre séparés, comme par exemple la fabrication de fils coupés destinés à renforcer des matériaux à base de polymères ou d'élastomères, ou la production de mat de fils coupés, la qualité du produit final est en grande partie conditionnée par le taux de séparation des fils : on appelle taux de séparation, le rapport entre le nombre de fils simples obtenus à l'extraction et le nombre de fils simples initialement bobinés. La valeur plus ou moins élevée du taux de séparation est liée au recollement partiel et tout à fait irrégulier des fils entre eux au cours du bobinage, recollement qui s'accentue avec le grossissement des enroulements et qui a conduit à limiter leurs dimensions et leurs poids.
  • Ces inconvénients ont été à l'origine de différentes solutions pour tenter de remédier aux défauts de construction des enroulements cylindriques et/ou à la séparation imparfaite des fils en cours de bobinage.
  • Une des solutions proposées, divulguée par le brevet US-A-4 488 686, consiste à modifier la forme du guide-fil et à utiliser des butées disposées en fin de course dudit guide-fil.
  • D'après cette invention, l'extrémité du guide-fil, qui est généralement plane, comporte une partie découpée en forme de triangle, de losange. Ce découpage peut même être de forme semi-circulaire ou semi-elliptique ; il comporte une ouverture centrale par laquelle les fils sont introduits au début de l'opération de bobinage.
  • L'installation de fibrage comprend une filière remplie de verre fondu, des orifices de laquelle s'écoulent un grand nombre de filets de verre étirés mécaniquement sous forme de filaments élémentaires. Ces filaments sont réunis en au moins deux nappes séparées qui passent sur un dispositif ensimeur, puis sur un dhspositif d'assemblage, chaque nappe donnant naissance à un fil. Les différents fils ainsi obtenus passent dans au moins un dispositif muni d'encoches ou de tout autre moyen permettant d'assurer et de maintenir la séparation des fils pendant leur trajet.
  • Ces fils ainsi séparés sont introduits dans la tête du guide-fil. Lors de l'opération de bobinage, les fils glissent alternativement d'un côté à l'autre du découpage pratiqué dans la tête du guide-fil.
  • Des butées, constituées de deux tiges cylindriques, sont disposées sur le dispositif d'entrainement du guide-fil, transversalement au mouvement de va-et-vient et près de chaque fin de course. Ces butées ont pour fonction de rassembler les fils en un seul fil aux extrémités de l'enroulement. Cette opération permet d'obtenir des flancs latéraux nets et pratiquement à angle droit.
  • Une deuxième solution est préconisée par le brevet US-A-4 509 702. L'ensemble de l'installation de fibrage est identique à celle du brevet précédent, hormis le guide-fil. Celui-ci comporte plusieurs fentes partant de sa périphérie et se terminant par une partie coudée. Les extrémités coudées de ces fentes sont alignées dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe du support de l'enroulement. Chaque fil est introduit dans une fente différente et guidé positivement pendant l'opération de bobinage.
  • Les butées disposées en fin de course sur le dispositif de déplacement du guide-fil servent à augmenter la tension des fils qui, pendant le laps de temps où ils sont en contact avec lesdites butées, sont bobinés sur la même spire aux extrémités de l'enroulement. Ces butées permettent d'obtenir des flancs latéraux nets et pratiquement à angle droit.
  • Dans ces deux documents, il n'est pas question de transférer automatiquement les fils d'un support sur lequel l'enroulement a atteint le diamètre désiré sur un support vide en rotation.
  • Une troisième solution est fournie par le brevet US-A-3 547 361. L'installation de fibrage utilisée est sensiblement identique à celles décrites dans les documents précédents, à l'exception du guide-fil. Celui-ci est formé d'une pièce rectangulaire qui comporte un évidement central en forme de U communiquant latéralement avec l'extérieur. La branche du U, la plus proche du support sur lequel s'effectue l'enroulement, est munie de plusieurs encoches. Les fonds de ces encoches sont dans un plan parallèle à l'axe de rotation du support de l'enroulement.
  • Deux butées sont fixées sur le dispositif d'encroisure commandant le mouvement du guide-fil, à proximité des fins de course de ce dernier. Ces butées, munies d'une fente, sont disposées de manière à rassembler une partie des fils au fond de ladite fente lorsque le guide-fil arrive à l'extrémité de sa course.
  • Lorsqu'un enroulement est terminé, il est nécessaire pendant un arrêt de courte durée, de replacer manuellement les fils dans les encoches du guide-fil avant de commencer le bobinage d'un nouvel enroulement.
  • L'art antérieur, illustré par ces trois documents, offre des solutions qui ne semblent pas compatibles avec une relance automatique de l'opération de bobinage.
  • La présente invention a pour objet un dispositif et un procédé qui permettent de bobiner simultanément plusieurs fils continus séparés et d'assurer la séparation desdits fils pendant toute l'opération de bobinage.
  • L'invention a notamment pour objet un dispositif et un procédé qui permettent d'obtenir un enroulement cylindrique formé à partir de plusieurs fils séparés, dont les flancs latéraux sont droits et dont les fils constitutifs demeurent séparés du début à la fin de l'enroulement.
  • L'invention a comme particularité une disposition des organes de guidage des fils qui assurent également la tension desdits fils pendant toute la durée du bobinage.
  • L'invention a également comme particularité un organe de répartition permettant de guider positivement plusieurs fils continus séparés, et susceptible d'être utilisé dans une installation équipée d'un dispositif de transfert automatique desdits fils d'un support en rotation sur un autre support en rotation.
  • Le dispositif selon l'invention, destiné à la fabrication et au bobinage simultané sur un même support de plusieurs fils continus séparés, en matière thermoplastique telle que du verre, comprend au moins une filière recevant la matière et la maintenant à l'état fondu, au moins une broche rotative portant ledit support et assurant l'étirage mécanique des filets de matière issus des orifices de la filière sous forme de filaments élémentaires, puis leur bobinage sous forme de fils séparés, au moins un dispositif d'assemblage et de guidage pour regrouper les filaments élémentaires en au moins deux fils séparés et guider lesdits fils vers la broche, un dispositif d'encroisure, maintenu à proximité de la broche, comprenant au moins un guide-fil animé d'un mouvement de va-et-vient pour répartir les fils sur le support et deux butées placées en fin de course dudit guide-fil, le dispositif de guidage étant placé à l'extérieur de la zone comprise entre les 2 plans perpendiculaires au mouvement de va-et-vient du guide-fil qui passent par les fins de course dudit guide-fil, l'extrémité du guide-fil comportant une ouverture face à la broche communiquant avec une zone interne de guidage des fils, ladite zone étant pourvue à sa périphérie d'au moins deux encoches ou fentes.
  • Les dimensions de l'ouverture et de la zone interne du guide-fil peuvent être très variées, mais l'ouverture doit toujours présenter une largeur suffisante pour permettre le passage des fils. Ainsi, l'ouverture peut être assez étroite et donner accès à une zone interne nettement plus large ; au contraire, l'ouverture peut être plus large que la zone interne elle-même. C'est, par exemple, le cas lorsque l'extrémité du guide-fil est découpée en forme de V. Les encoches sont alors pratiquées sur au moins un des bords délimitant une des branches du V. Les bords de la zone interne ne sont pas forcément droits comme dans l'exemple précédent ; ils peuvent être incurvés.
  • Les encoches sont, de préférence, réparties régulièrement de part et d'autre du plan passant par le centre du guide-fil et perpendiculaire à l'axe de rotation de la broche. Le fond des encoches est de préférence incliné par rapport à un plan vertical. Cette inclinaison est telle que les droites passant par le fond de deux encoches opposées convergent au-dessous du guide-fil.
  • Lorsqu'au moins deux encoches sont situées d'un même côté par rapport au plan précédent, la distance séparant l'extrémité du fond de chaque encoche dudit plan doit être différente pour chaque encoche.
  • Comme il est souhaitable que la largeur de la nappe formée par les fils bobinés, chacun d'entre eux étant placé dans une encoche, soit assez faible, il est préférable que les extrémités du fond des encoches soient situées dans différents plans verticaux parallèles à l'axe de rotation de la broche.
  • Lorsque les encoches, ainsi échelonnées, sont régulièrement réparties en deux groupes de chaque côté du plan passant par le centre du guide-fil et perpendiculaire à l'axe de rotation de la broche, les plans verticaux passant par les extrémités du fond des encoches extrêmes de chaque groupe font un angle compris, de préférence, entre 5 et 90°.
  • Cet angle est plus ou moins important selon la grosseur de chaque fil bobiné, selon l'écartement désiré sur l'enroulement, selon aussi la nature de l'ensimage déposé sur les fils.
  • Le guide-fil de l'invention est relié à un dispositif d'en- croisure, dont le mécanisme assure le mouvement de va-et-vient dudit guide-fil parallèlement à l'axe de rotation de la broche par l'intermédiaire d'une pièce de forme appropriée. Le guide-fil et la pièce de raccordement sont, de préférence, les plus légers possible. Cette légèreté est obtenue grâce à l'emploi de matériau de faible densité et/ou en pratiquant des évidements dans lesdites pièces.
  • L'installation de fibrage selon l'invention comprend également un dispositif permettant de maintenir la séparation des fils et de les mettre sous tension pendant toute l'opération de bobinage. Ce dispositif consiste en au moins un moyen muni d'encoches ou de fentes, tel qu'un peigne, disposé un peu au-dessus du dispositif d'encroisure portant le guide-fil et à l'extérieur de la zone comprise entre les deux plans passant par les fins de course du guide-fil, perpendiculairement au mouvement de va-et-vient dudit guide-fil.
  • D'une manière connue en soi, ce moyen muni de fentes ou d'encoches est solidaire d'un bras fixé à l'extrémité d'un vérin permettant de déplacer ledit moyen d'une position haute à une position basse et réciproquement.
  • Dans les installations classiques, la tension donnée au fil diminue plus ou moins au point de rebroussement du guide-fil. Le rela- chement de la tension du fil, au moment précis où il est bobiné à l'extrémité de l'enroulement, peut être à l'origine d'un défaut. Il est encore plus difficile d'éviter cet inconvénient lorsque plusieurs fils sont bobinés simultanément.
  • La disposition des moyens de guidage décrite ci-dessus permet d'éliminer ce risque en assurant en permanence la tension des fils.
  • Le procédé de bobinage d'après l'invention, selon lequel on étire mécaniquement des filaments élémentaires à partir des filets s'écoulant des orifices d'une filière remplie de matière fondue à l'aide d'une broche rotative, on sépare lesdits filaments en au moins deux nappes, lesdites nappes passant sur un organe ensimeur, on assemble les filaments de chaque nappe en un seul fil sur un organe d'assemblage, on maintient la séparation des fils ainsi obtenus par au moins un peigne supérieur et au moins un peigne inférieur, et on bobine lesdits fils sur un support porté par la broche en rotation en les répartissant à l'aide d'un guide-fil animé d'un mouvement de va-et-vient, consiste à écarter les fils, à l'aide du peigne inférieur, de la zone comprise entre les deux plans passant par les fins de course du guide-fil et perpendiculaires à son mouvement de va-et-vient.
  • Ce procédé peut être employé soit avec un bobinoir comportant une seule broche, soit avec un bobinoir à barillet comportant deux broches et autorisant le transfert automatique des fils d'une broche sur l'autre.
  • Les avantages de l'invention ressortiront de la suite de la description qui se rapporte à des formes de réalisation du dispositif conforme à l'invention. Ces formes de réalisation particulières sont décrites en référence aux figures suivantes :
    • - la figure 1 est une vue, en perspective, d'une installation de fibrage et de bobinage utilisée pour la fabrication de fibres de verre continues, équipée des dispositifs selon l'invention,
    • - la figure 2 est une vue partielle, en perspective, d'une partie du dispositif équipant l'installation représentée figure 1,
    • - la figure 3 est une vue, en perspective, d'un mode de réalisation du guide-fil selon l'invention,
    • - la figure 4 est une vue, en perspective, de l'installation représentée figure 1 pendant une des phases de l'opération de transfert des fils d'une broche en rotation sur une autre broche en rotation.
  • L'installation représentée à la figure 1 comporte une filière 10, indiquée schématiquement par la base d'un parallélépipède rectangle, qui est alimentée en verre fondu par une source d'alimentation non reproduite sur la figure.
  • Le fond de la filière 10 est muni d'un grand nombre d'orifices, par lesquels s'écoule le verre fondu sous forme de filets qui sont amincis et transformés en filaments élémentaires 11 sous l'influence de la force d'étirage produite par la broche B1.
  • Ces filaments, réunis sous forme de plusieurs nappes 12 distinctes, passent sur un organe ensimeur symbolisé par le rouleau 13. Ces nappes, au nombre de huit dans l'exemple figuré, sont ensuite conduites dans un dispositif d'assemblage et de guidage formés d'une ou plusieurs plaquettes 14 munies d'encoches situées au-dessous du rouleau 13. Ces organes de guidage, qui peuvent prendre des formes très variées, sont généralement appelés peignes. C'est à partir de ces peignes 14 que les fils 15 prennent véritablement naissance.
  • Le dispositif de guidage comprend également un ou plusieurs peignes 16 disposés au niveau inférieur proche du bobinoir 17. Les deux peignes 16 sont solidaires d'une tige 18 par l'intermédiaire de moyens 19 permettant d'assurer le réglage de leur écartement. La structure d'un peigne 16 est représentée à la figure 2. Il est constitué d'un barreau 20, sur lequel sont fixées des plaquettes 21 fendues d'une encoche 22 recourbée à son extrémité, dans laquelle vient s'insérer chaque fil 15. D'autres modes de séparation et de guidage desdits fils, bien connus de l'homme de métier, sont également utilisables.
  • Ces peignes 16 sont disposés de part et d'autre de la zone située entre les deux plans passant par les fins de course du guide-fil 23, perpendiculairement à son mouvement de va-et-vient. La tige 18, disposée parallèlement à l'axe de rotation de la broche B1, est elle-même solidaire de l'extrémité d'un bras 24, fixé sur un vérin 25. La tige 18 peut être solidaire par l'une de ses extrémités de ce bras ; toutefois, il est recommandé qu'elle en soit solidaire par son milieu.
  • Le vérin 25 peut être solidaire ou indépendant du bobinoir 17.
  • Après leur passage dans les peignes 16, les fils 15 convergent vers le guide-fil 23 relié, de manière appropriée, à un dispositif d'encroisure 26 logé dans un corps 27. Le mécanisme du dispositif d'en- croisure 26, tel que décrit par exemple dans le brevet FR-A-2 182 381, assure le mouvement de va-et-vient dudit guide-fil parallèlement à l'axe de rotation de la broche B1,
  • Le dispositif d'encroisure 26 comporte deux butées, chacune étant implantée à proximité de chaque fin de course du guide-fil 23. Elles sont formées d'une tige cylindrique disposée sensiblement dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la broche B1. Ces butées sont décrites de façon détaillée dans le brevet US-A-3 371 877, et n'ont donc pas été représentées pour éviter d'alourdir inutilement les figures.
  • Le dispositif 26 est fixé à l'extrémité d'un bras 38 oscillant autour d'un axe, de manière à écarter progressivement le guide-fil 23 de la broche B1 sous l'effet du grossissement de l'enroulement 28. Ceci peut être réalisé, par exemple, par les moyens décrits dans le brevet EP-B-0 000 853.
  • Le bobinoir 17 possède sur sa face frontale un barillet 29 porteur de deux broches B1 et B2 qui sont placées en alternance devant le dispositif d'encroisure 26.
  • Les différents organes moteurs nécessaires au fonctionnement des broches et du dispositif d'encroisure sont protégés par le capot 30.
  • La figure 3 représente un mode de réalisation du guide-fil 23. Ce dernier est formé d'une plaque plane 31 découpée de manière à présenter une ouverture 32 s'ouvrant vers une zone interne de guidage, en forme de V, symétrique par rapport au plan médian passant par l'axe x-y. Cette zone interne comporte sur les côtés deux séries d'encoches 33 en forme de V, réparties symétriquement par rapport au plan médian passant par l'axe x-y. Le fond desdites encoches est incliné par rapport à la verticale.
  • La pièce 31 est fixée par des moyens appropriés, tels que des rivets 34, à une pièce de raccordement 35. Cette pièce 35, doublement coudée à angle droit, comporte des perforations 36 pour l'alléger. Elle est reliée d'une manière connue en soi au mécanisme du dispositif d'en- croisure 26.
  • Bien d'autres modes de réalisation peuvent être conçus pour le guide-fil selon l'invention ; qu'ils soient d'une seule pièce, comme dans les exemples précédents, ou constitués de plusieurs parties fixes ou mobiles afin de modifier la configuration de la zone interne de guidage, les guide-fils selon l'invention ont comme point commun d'être munis d'encoches sur au moins un des côtés de ladite zone, les fonds 1 des encoches disposées d'un même côté étant situés à des distances différentes par rapport au plan médian passant par l'axe x-y.
  • Dans le guide-fil selon l'invention, chaque fil 15 est disposé au fond d'une encoche et guidé positivement pendant toute l'opération de bobinage. Les fils 15 sont ainsi maintenus du fait qu'ils passent préalablement dans les peignes 16 disposés de part et d'autre de la zone située entre les deux plans passant par les fins de course du guide-fil 23, perpendiculairement à l'axe de rotation de la broche B1.
  • Les butées fixées sur le dispositif d'encroisure 26, sont réglées de telle manière que les fils extrêmes 15a, 15b et leurs symétriques touchent à tour de rôle chacune desdites butées.
  • Grâce à la disposition des encoches du guide-fil 23, à celle des peignes 16 et au réglage des butées, les différents fils 15 sont déposés séparément sur l'enroulement 28 pendant toute la durée du bobinage, y compris aux extrémités de l'enroulement.
  • Le dispositif selon l'invention peut être utilisé avec un bobinoir ne comportant qu'une seule broche. Il est plus avantageusement utilisé avec un bobinoir à barillet équipé d'au moins deux broches B1 et B2 et de moyens permettant d'assurer le transfert automatique des fils de la broche B1 sur la broche B2.
  • Cette opération est illustrée par les figures 1 et 4.
  • Lorsque l'enroulement 28 a atteint un poids donné au bout d'un temps de bobinage prédéterminé, la broche B2, munie d'un support ou manchette 37, est mise en rotation et les peignes 16 sont déplacés jusqu'à leur position haute sous l'action du vérin 25. Simultanément, le bras 38 supportant le dispositif d'encroisure 26 pivote en éloignant ce dernier de la broche B1, et le bras télescopique 39, muni à son extrémité d'un dispositif 40 destiné à rassembler les fils 15, les réunit et les déplace jusqu'à l'extrémité de la broche B1 sur laquelle ils s'enroulent.
  • Le barillet 29 pivote plaçant la broche B2 en position de travail et la broche B1 en position de repos. Les fils 15, toujours écartés par le bras 39 et le dispositif 40, s'enroulent alors sur l'extrémité de la broche B2. Le transfert des fils de la broche B1 à la broche B2 peut être assuré par différents moyens non représentés, en particulier par ceux décrits dans le brevet FR-A-2 425 399.
  • Le bras 39 revient à sa position initiale et, simultanément, le dispositif d'encroisure 26 est ramené près de la broche B2 en rotation, les fils s'introduisant automatiquement dans le guide-fil 23. Les peignes 16 sont ramenés à leur position basse sous l'action du vérin 25, et chaque fil 15 retrouve alors sa place dans une des encoches 33 du guide-fil 23.
  • Le dispositif et le procédé selon l'invention permettent de produire des enroulements dont le poids peut atteindre trente kilogrammes et pour lesquels le taux de séparation des fils est pratiquement égal à 100%.
  • Les flancs latéraux des enroulements obtenus sont droits et l'extraction des fils s'opère sans difficultés.
  • La présente description concerne le bobinage de fils de verre, mais il est évident que l'invention s'applique au bobinage de tous fils continus obtenus à partir d'une matière thermoplastique, dès lors qu'au moins deux fils doivent être maintenus séparés au cours de leur bobinage sur un même support.

Claims (10)

1. Dispositif pour la formation et le bobinage de plusieurs fils continus (15), en matière thermoplastique telle que du verre, sur un même support (37), comprenant au moins une filière (10) recevant la matière et la maintenant à l'état fondu, au moins une broche rotative (B1) portant le support (37) et assurant l'étirage mécanique des filets de matière issus des orifices de la filière (10) sous forme de filaments élémentaires (11), puis leur bobinage sous forme de fils séparés (15), au moins un dispositif d'assemblage et de guidage (14, 16) pour regrouper les filaments (11) en au moins deux fils séparés (15) et guider ces fils vers la broche (B1), un dispositif d'encroisure (26), maintenu à proximité de la broche, comprenant au moins un guide-fil mobile (23) guidant positivement les fils (15), animé d'un mouvement de va-et-vient pour les répartir sur le support (37) et deux butées placées en fin de course du guide-fil, caractérisé par le fait que le (ou les) dispositif (s) de guidage (16) est (sont) placé (s) à l'extérieur d'une zone comprise entre les deux plans perpendiculaires à la direction de déplacement du guide-fil (23) qui passent par les fins de course de ce dernier, et que ledit guide-fil (23) comporte une ouverture (32) face à la broche (B1) communiquant avec une zone interne de guidage des fils (15), ladite zone étant pourvue à sa périphérie d'au moins deux encoches ou fentes (33).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les encoches du guide-fil (23) sont régulièrement réparties de part et d'autre d'un plan x-y passant par le centre du guide-fil perpendiculairement à l'axe de rotation de la broche (B1).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lorsqu'au moins deux encoches (33) sont situées d'un même côté par rapport au plan x-y, la distance séparant l'extrémité du fond de chacune de ces encoches dudit plan est différente pour chaque encoche.
4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les extrémités du fond des encoches sont situées dans plusieurs plans verticaux parallèles à l'axe de rotation de la broche (B1).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les encoches (33) échelonnées en deux groupes de chaque côté du plan x-y passant par le centre du guide-fil (23) perpendiculairement à l'axe de rotation de la broche (B1), sont disposées de telle manière que les pians verticaux passant par les extrémités du fond des encoches extrêmes de chaque groupe font un angle compris, de préférence, entre 5 et 90°.
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fond des encoches (33) est incliné par rapport à la verticale.
7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le (ou les) dispositif (s) de guidage (16) des fils séparés (15) muni (s) de fentes ou d'encoches, est (sont) solidaire (s) d'une tige (18), disposée parallèlement à l'axe de rotation de la broche (B1), par l'intermédiaire de moyens (19) permettant de régler la distance séparant le (s) dispositif (s) (16) de la zone précédemment définie.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le milieu de la tige (18) est solidaire d'un bras (24) fixé à un vérin (25) assurant le déplacement du (ou des) dispositif (s) (16) d'une position haute à une position basse et réciproquement.
9. Procédé de fabrication et de bobinage de plusieurs fils continus (15), en matière thermoplastique telle que du verre, sur un même support (37) disposé sur une broche rotative (B1), consistant à étirer mécaniquement des filets de matière issus des orifices d'une filière (10) sous forme de filaments élémentaires (11) sous l'action de la rotation de la broche (B1), à séparer les filaments (11) en au moins deux nappes (12), à assembler les filaments de chaque nappe en un fil (15), à maintenir la séparation des fils (15) par au moins un peigne supérieur (14) et au moins un peigne inférieur (16), à répartir les fils (15) sur le support (37) à l'aide d'un guide-fil (23) animé d'un mouvement de va-et-vient parallèlement à l'axe de rotation de la broche (81), caractérisé en ce qu'on écarte les fils (15), à l'aide d'un peigne (16), de la zone comprise entre les deux plans passant les fins de course du guide-fil (23) et perpendiculairement au mouvement de va-et-vient de ce dernier pendant toute l'opération de bobinage.
10. Procédé de transfert des fils (15) d'une broche (B1) sur une broche (B2) dans le cadre du procédé selon la revendication 9, qui consiste à éjecter les fils (15) sur l'extrémité de la broche (B1), à amener la broche (B2) à la place de la broche (Bi), à transférer les fils sur l'extrémité de la broche (B2) puis à poursuivre le bobinage sur le support (37) disposé sur la broche (B2), caractérisé en ce qu'avant l'éjection des fils (15), le peigne (16) est éloigné de la broche (B1) jusqu'à une position haute proche du peigne supérieur (14) puis, dès que le bobinage sur le support (37) commence, à ramener le peigne (16) à sa position initiale, ce dernier étant maintenu hors de la zone définie dans la revendication 10 pendant toute l'opération de transfert.
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