EP1893515B1 - Bobinoir a course secondaire pilotee - Google Patents

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EP1893515B1
EP1893515B1 EP06778957A EP06778957A EP1893515B1 EP 1893515 B1 EP1893515 B1 EP 1893515B1 EP 06778957 A EP06778957 A EP 06778957A EP 06778957 A EP06778957 A EP 06778957A EP 1893515 B1 EP1893515 B1 EP 1893515B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
spindle
winder according
cake
winder
designed
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP06778957A
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German (de)
English (en)
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EP1893515A2 (fr
Inventor
Christophe Naulet
Jean-Marc Bouvier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Adfors SAS
Original Assignee
Saint Gobain Adfors SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Adfors SAS filed Critical Saint Gobain Adfors SAS
Publication of EP1893515A2 publication Critical patent/EP1893515A2/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1893515B1 publication Critical patent/EP1893515B1/fr
Not-in-force legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/28—Traversing devices; Package-shaping arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/28—Traversing devices; Package-shaping arrangements
    • B65H54/2893—Superposed traversing, i.e. traversing or other movement superposed on a traversing movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments
    • B65H2701/312—Fibreglass strands
    • B65H2701/3122—Fibreglass strands extruded from spinnerets

Definitions

  • the present invention relates to a device for ensuring the drawing and winding of thermoplastic son, especially glass.
  • reinforcing glass son results from a complex industrial process which consists of obtaining threads from threads of molten glass flowing through the orifices of dies. These nets are drawn as continuous filaments, and then these filaments are gathered together in locks, which are then collected in the form of windings.
  • the windings are in the form of coils, or more precisely still in the form of "cakes", these cakes being intended more particularly for applications related to reinforcement.
  • the cake form is made using winders, which as their name suggests, are responsible for winding at very high speed (about 10 to 50 meters per second) the glass son that were previously sized .
  • These winders provide the drawing and the winding of these filaments and the operating parameters of these winders condition with those of the die the dimensional characteristics of the yarn, in particular the title expressed in tex (the tex being the weight in grams of 1000 meters fiber or yarn).
  • the speed of the winder winding member is enslaved so as to ensure a linear winding speed of the winder. constant wire although its angular velocity varies, this speed control being achieved by reducing the speed of rotation of the spindle which supports the cake as a function of the increase in its diameter.
  • Another important parameter which determines the obtaining of a cake of optimal quality consists in its ability to be easily unrolled, without the presence of loops, parasitic nodes, with limitation of friction. This ability to unwind is determined by the nature of the construction law (which determines the magnification of the cake) that has been generated by the winder during cake formation. This law of construction incorporates many parameters, one of the most important is the crosstalk report, often called RC and the title of the wire.
  • the winders of the prior art which essentially consist of a frame generally positioned below a die, this frame supporting the creasing device and at least one movable spindle in rotation, this pin being adapted on the one hand, to generate the cake and on the other hand, to support the latter, generate a kinematics or a particular race to the wire from the combination of two movements: a first movement that prints a primary race to the wire and a second movement that prints a secondary race to the wire, the first and second movements are generally applied by a single body with combined movement which is more generally known as the device of encroisure which is conventionally a propeller or any other equivalent device such as in particular a helical grooved wheel, which can describe all or part of the length cake.
  • the strands of threads are movable with the crimping device and the spindle supporting the cake is fixed in translation and mobile in rotation.
  • the secondary stroke C2 is obtained by an axial translation of the spindle supporting the cake.
  • the thread locks and the creasing device are stationary along the axis of horizontal translation (but rotatable) and the spindle supporting the cake is movable in translation and rotation.
  • a first solution to take into account these unwinding problems is to change the crest ratio is the ratio between the winding speed and the speed of flapping of the primary motion.
  • this parameter By modifying the value of this parameter, it is possible to modify the winding angle of the wires on the coil, which has the effect of acting directly on the arrangement of the turns, we can thus modulate this parameter to obtain the better compromise of quality of reel hold necessary during the various manipulations of the method of manufacture and quality of reeling of the wire which is essential to its use during the various process of transformation of the wire.
  • drying cakes after winding is an important and delicate part of the process because it seeks to evacuate a maximum of moisture in a minimum of time and this without degradation of products, for this it is necessary to allow water trapped at heart of the winding to evacuate easily arranging the turns so as to create evacuation channels that will allow better ventilation of the winding.
  • the present invention therefore aims to take the aforementioned problems by proposing improvements made to the creasing device.
  • the winder according to the invention is according to claim 1.
  • a winder 1 according to the invention illustrated in figure 1 , it comprises a metal frame 2 obtained by a technique of mechanically welded metal elements previously machined or available as standard commercially.
  • This frame 2 essentially comprises a substantially rectangular base 3 resting on legs judiciously placed so as to correspond to the jig or the spacing of the forks of a pallet truck or a similar handling device to facilitate the implementation of this winder in a fibering position.
  • this closed structure shaped cabinet is provided with control devices and of control necessary for the various regulations of the various components which will be described later in this description, of networks, hydraulic, electrical, compressed air, and other fluids necessary for the operation of said organs
  • This cylinder 5 On the closed structure 4 cooperates a cylinder 5 which protrudes laterally.
  • This cylinder 5 is rotatably mounted about an axis of rotation (called the third axis of rotation) and is held within one of the walls of the closed structure by means of a plurality of guide members ( ball crown, ball slide for example). It is also planned to motorize this barrel 5 so that it can describe and index a plurality of angular positions relative to the frame 2, during the winding of the cakes.
  • this barrel 5 constitutes a pin support assembly.
  • the barrel 5 has two pins 6, 7, in diametrically opposite positions (one could conceive a barrel having only one pin [if there is only one pin, it does not there is no need barrel but it is not possible to do the automatic restart] or on the contrary a barrel with at least three, four pins or more, depending on the size available and the capabilities of the die positioned in upstream).
  • the barrel 5 makes it possible to bring a spindle previously unloaded and provided with at least one blank sleeve (within the meaning of the invention, a sleeve is a support made of plastic or cardboard which is intended to receive winding yarn or cake) in the winding position and another spindle having its full cuffs unloading position by rotations of 180 ° (if the barrel has two pins, as shown in the examples).
  • a sleeve is a support made of plastic or cardboard which is intended to receive winding yarn or cake
  • Each of the pins 6, 7 integral with the barrel 5 constitutes a rotating assembly adapted to wind the wire on a sleeve previously introduced on the sleeve or the pin nose.
  • This winding is carried out according to a first axis of rotation substantially parallel to the axis of rotation of the barrel 5 relative to the structure of the frame 2.
  • the spindle can be adapted to be able to perform a back-and-forth stroke parallel to the first axis of rotation (secondary stroke movement C2), in the opposite case, it is the crease system that will be of the same way (secondary stroke movement C2).
  • This movement back and forth is caused by a motorized actuator linear movement (ball screw for example) secured on the one hand, the cylinder or the frame and on the other hand, the body of the spindle.
  • the number of propellers 8 will be adapted accordingly, and the propeller support shaft will comprise a propeller train, the number of which will be equal to the number of cakes that you want.
  • the rotational movement of the helix is translated at the wire by a movement of oscillations or beats whose amplitude and frequency are adjustable according to the values of the desired crest ratio.
  • the frequency is determined according to the speed of rotation and the amplitude is a function of the geometry of the helix.
  • FIG. 1 Other devices not shown on the figure 1 can be considered as a substitute for the propeller. It may be a wheel provided with at least one groove, this groove being adapted to position and guide at least one wire, said wheel being rotatable about a second axis substantially parallel to the first axis.
  • the crimping device 8 performs a so-called primary stroke movement or C1 and operates in speed regulation and possibly position with the back and forth of the pin 6 or 7 which constitutes the so-called secondary travel movement C2, according to the embodiment variant illustrated in FIG. figure 3 , moving spindle 6 or 7 in a reciprocating motion in a direction parallel to its axis of rotation being performed by an actuator M2 meshing with a kinematic chain with the shaft spindle support.
  • the crisscrossing device 8 is mounted on a motorized rotary axis by means of a motor M1, which provides the first reciprocating movement of the wick, called the primary movement or C1.
  • This assembly cooperates by means of a kinematic chain 14 of the screw-nut or similar type set in motion by means of an actuator M2 (engine for example) making it possible to print to this assembly a translation movement along an axis substantially parallel to the axis of rotation of the crimping device so as to give the latter an additional back and forth movement called secondary movement or C2.
  • the actuator M2 is provided with an additional control member 12 of the servomotor type servo-controlled position and / or speed for continuously controlling the movement kinematics (speed and / or position) of the actuator responsible for printing the C2 secondary back-and-forth movement.
  • the primary and secondary strokes of the winder 1 are decoupled with the aid of the control member 12.
  • This additional control member 12 offers possibilities for adjusting and optimizing the arrangement of the turns that can solve the problems of holding cakes at a given crosstalk ratio meeting a need for unwinding or a need for drying.
  • the variations of this control member may also make it possible to increase the amount of son deposited at the ends of the cakes in order to promote their filling.
  • a pull-thread 9 is a set of wire drive which is used during the restart, the restart being a transitional phase prior to a winding phase.
  • the wire is drawn by a motorized roller train with smooth walls or with reliefs (the wires are brought to operating conditions that are compatible with the setting of the wires in the spindle nose when starting the winding phase ).
  • the winder comprises at least one rotary ejector 10 and at least one right ejector 11, these project laterally with respect to the closed structure 2 and in line with the cylinder 5.
  • the rotary ejector 10 or the retraction device is constituted by an articulated arm at one of its ends at the closed structure of the frame 2, its free end is adapted to grip and move the wires between a first position in wherein the yarns are engaged with the crimping device 8 of the wire (the helix for example) and a second position in which the wires are retracted with respect to said crimping device 8.
  • the angular movement of the rotary ejector 10 is performed during the change of spindle 6 or 7 (pivoting 180 ° of the barrel 5).
  • the right ejector 11 is as its name suggests a substantially straight arm. Projecting laterally as the rotary ejector 10 with respect to a side wall of the closed structure of the frame 2, it can occupy two positions: a rest position in which it is set back from the path of the wire, and a working position in which it holds the wire above the pin nose 6 or 7 when raising. This working position is also occupied during a transfer operation (rotation of the barrel, and passage of a pin with wrapped cakes, to a pin with empty cuffs).
  • wire 8 helix for example
  • a cleaning member not visible in the figures of said positioning device by spraying a fluid under pressure.
  • the barrel 5 makes an angular correction by rotation and indexing of its angular position around its axis so as to move the spindle away.
  • active "- that where the winding of the device - the periphery of the device for positioning and guiding the wire, so as to maintain a fixed geometry.
  • the winding is active, the movements of primary stroke and secondary stroke are controlled by the steering device 12 to comply with the law of construction.
  • the speed of the secondary stroke remained constant at a value V2 as well as the crest ratio K. (the crest ratio K being defined as the ratio of the speed of the spindle to the speed of the crease device V bat ).
  • V thread drawing speed

Description

  • La présente invention est relative à un dispositif permettant d'assurer l'étirage et l'enroulement de fils thermoplastiques, notamment de verre.
  • On rappelle que la fabrication de fils de verre de renforcement résulte d'un processus industriel complexe qui consiste à obtenir des fils à partir de filets de verre fondu s'écoulant au travers des orifices de filières. Ces filets sont étirés sous forme de filaments continus, puis ces filaments sont rassemblés en mèche, lesquelles sont ensuite collectées sous forme d'enroulements.
  • Au sens de l'invention, les enroulements se présentent sous forme de bobines, ou plus précisément encore sous forme de « gâteaux », ces gâteaux étant destinés plus particulièrement pour des applications relevant du renforcement.
  • La mise sous forme de gâteau est réalisée à l'aide de bobinoirs, qui comme leur nom l'indique, sont chargés d'enrouler à très haute vitesse (environ 10 à 50 mètres par seconde) les fils de verre qui ont été préalablement ensimés.
  • Ces bobinoirs assurent l'étirage et l'enroulement de ces filaments et les paramètres de fonctionnement de ces bobinoirs conditionnent avec ceux de La filière les caractéristiques dimensionnelles du fil, notamment le titre exprimé en tex (le tex étant le poids en grammes de 1000 mètres de fibres ou fils).
  • Ainsi, pour garantir un titre constant du fil durant toute la phase d'élaboration du gâteau malgré l'augmentation de son diamètre, la vitesse de l'organe d'enroulement du bobinoir est asservie de manière à assurer une vitesse Linéaire d'enroulement du fil constante bien que sa vitesse angulaire varie, cet asservissement de vitesse étant réalisé en faisant diminuer la vitesse de rotation de la broche qui supporte le gâteau en fonction de l'augmentation de son diamètre.
  • Un autre paramètre important qui conditionne l'obtention d'un gâteau de qualité optimale consiste dans son aptitude à être facilement déroulé, sans présence de boucles, de noeuds parasites, avec Limitation des frottements. Cette aptitude au déroulement est déterminée par la nature de la loi de construction (qui détermine le grossissement du gâteau) qui a été générée par le bobinoir au cours de la formation du gâteau. Cette loi de construction intègre de nombreux paramètres, dont l'un des plus importants est constitué par le rapport de croisure, souvent appelé RC et le titre du fil.
  • Pour imprimer un rapport de croisure donné à un gâteau, les bobinoirs de l'art antérieur, qui sont essentiellement constitués d'un châssis généralement positionné en dessous d'une filière, ce châssis supportant le dispositif d'encroisure et au moins une broche mobile en rotation, cette broche étant adaptée d'une part, pour générer le gâteau et d'autre part, pour supporter ce dernier, génèrent une cinématique ou une course particulière au fil à partir de la combinaison de deux mouvements : un premier mouvement qui imprime une course primaire au fil et un second mouvement qui imprime une course secondaire au fil, les premier et second mouvements sont généralement appliqués par un unique organe à mouvement combiné qui est plus généralement connu sous le nom de dispositif d'encroisure qui est de manière classique une hélice ou tout autre dispositif équivalent tel que notamment une roue à gorge hélicoïdale, qui puisse décrire tout ou partie de la longueur du gâteau.
  • Le dispositif d'encroisure assure donc la répartition axiale des fils le long de plusieurs gâteaux par la combinaison de deux mouvements de va et vient parallèles à l'axe de la broche, ce sous-ensemble étant généralement constitué principalement :
    • d'un axe rotatif motorisé sur lequel est monté le dispositif d'encroisure proprement dit, qui assure le premier mouvement de va-et-vient de la mèche, appelé mouvement primaire ou C1, par un contact périphérique entre le dispositif d'encroisure et les fils, de manière à faire glisser les fils d'un coté à l'autre de ce dernier dans un mouvement rapide,
    • d'un élément mobile qui supporte l'ensemble et qui suit le deuxième mouvement lent de va et vient de la mèche, appelé mouvement secondaire ou C2.
  • Selon ce mode de réalisation, les mèches de fils sont mobiles avec le dispositif d'encroisure et la broche supportant le gâteau est fixe en translation et mobile en rotation.
  • En variante au système précédent, la course secondaire C2 est obtenue par une translation axiale de la broche supportant le gâteau. Selon ce deuxième mode de réalisation, les mèches de fils et le dispositif d'encroisure sont immobiles selon l'axe de translation horizontale (mais mobile en rotation) et la broche supportant le gâteau est mobile en translation et en rotation.
  • Ces 2 principes de bobinage ont pour particularité de générer des bobines globalement cylindriques à flancs coniques appelées « gâteaux » dont la longueur est fonction des courses primaire et secondaire imposées à la mèche ; ces gâteaux étant destinés à être repris dans le procédé de transformation pour être dévidés par l'extérieur (sens inverse du bobinage) pour être ensuite rembobinés ou travaillés sous une autre forme.
  • Or, le dévidage d'un tel gâteau peut s'avérer problématique. IL est en effet difficile d'arriver à maîtriser le dévidage d'une bobine et sa tenue en tant que telle, car interviennent alors plusieurs paramètres comme l'ensimage qui recouvre la fibre ou encore la tension de fibrage de cette dernière, même si leur influence est grande ces paramètres sont tout les deux souvent imposés par le procédé ou l'utilisation final du produit et il est très difficile de les modifier.
  • Une première solution permettant de prendre en compte ces problèmes de dévidage consiste à modifier le rapport de croisure est le rapport entre la vitesse de bobinage et la vitesse de battement du fil du mouvement primaire.
  • En modifiant la valeur de ce paramètre, il est possible de modifier l'angle d'enroulement des fils sur la bobine, ce qui a pour effet d'agir directement sur l'arrangement des spires, on pourra ainsi moduler ce paramètre pour obtenir le meilleur compromis de qualité de tenue de bobine nécessaire lors des diverses manipulations du procédé de fabrication et de qualité de dévidage du fil qui est primordial à son utilisation lors des différents procédé de transformation du fil.
  • Néanmoins, l'évolution des produits tendant vers l'obtention de bobines de plus en plus grosses, avec des nouveaux types d'ensimages et des cadences de bobinage de plus en plus rapide, le seul réglage du rapport de croisure rend difficile l'optimisation au meilleur compromis des critères de qualité que sont la tenue de la bobine et son dévidage.
  • De plus, compte tenu de cette nouvelle contrainte (obtention de bobines de plus en plus grosses), il se pose alors le problème du séchage de ces dernières. En effet, le séchage des gâteaux après bobinage est un élément important et délicat du procédé car on cherche à évacuer un maximum d'humidité en un minimum de temps et ceci sans dégradation du produits, pour cela il faut permettre à l'eau emprisonné au coeur de l'enroulement de s'évacuer facilement en arrangeant les spires de manière à créer des canaux d'évacuation qui vont permettre une meilleure aération de l'enroulement.
  • Cet arrangement particulier des spires permettant cette « porosité » du gâteaux s'obtient qu'avec un nombre limité de rapports de croisures, ce qui limite du même coup les possibilités d'optimisation de ce rapport pour l'obtention d'une bonne tenu du gâteaux.
  • Plus généralement encore, il ne suffit pas de produire des gâteaux de plus en plus gros, pouvant être séchés et dévidés de manière optimale, il convient au surplus que ces gâteaux présentent un meilleur remplissage. Pour améliorer la rentabilité de chaque enroulement il est en effet souhaitable d'augmenter leur remplissage à encombrement équivalent (longueur et diamètres intérieur et extérieur) tout en garantissant leur bonne tenue, le seul moyen consisterait à avoir une bobine avec des flancs orientés sensiblement perpendiculairement à l'axe de la bobine. Or, pour obtenir un tel résultat, ceci impliquerait une course primaire très petite qui n'est pas compatible avec la tenue de l'enroulement.
  • US-A-5 156 347 décrit un dispositif selon le préambule de la revendication 1.
  • La présente invention vise donc à prendre les problématiques précédemment mentionnées en proposant des perfectionnements apportés au dispositif d'encroisure.
  • A cet effet, le bobinoir selon l'invention est selon la revendication 1.
  • Grâce à ce dispositif de pilotage, on introduit un paramètre de réglage permettant de piloter de manière optimale la cinématique du deuxième mouvement de va-et-vient du dispositif d'encroisure au cours du bobinage du gâteau.
  • Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions selon les revendications dépendantes.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints.
  • Sur les dessins :
    • La figure 1 est une vue de face d'un bobinoir selon l'invention,
    • La figure 2 est une vue de côté du bobinoir illustrant les mouvements de va-et-vient des courses primaire et secondaire
    • La figure 3 est une vue de côté du bobinoir illustrant les mouvements de va-et-vient de course primaire et secondaire selon une variante de réalisation,
    • Les figures 4a et 4b illustrent des profils de gâteau obtenu par un bobinoir selon l'art antérieur,
    • Les figures 5a et 5b illustrent des profils de gâteau obtenu par un bobinoir selon l'invention.
  • Selon un mode préféré de réalisation d'un bobinoir 1 selon l'invention illustré en figure 1, celui-ci comporte un châssis 2 métallique obtenu par une technique de mécano soudages d'éléments métalliques préalablement usinés ou disponibles en standard dans le commerce. Ce châssis 2 comporte essentiellement une embase 3 sensiblement rectangulaire reposant sur des pieds judicieusement placés de manière à correspondre au gabarit ou à l'écartement des fourches d'un transpalette ou d'un dispositif de manutention analogue afin de faciliter l'implantation de ce bobinoir dans une position de fibrage.
  • Sur cette embase est assemblée une structure fermée 4 en partie capotée qui est destinée à recevoir tous les composants nécessaires au fonctionnement du bobinoir 1. A ce titre, et de manière non limitative, cette structure fermée conformée en armoire est pourvue des dispositifs de contrôle et de commande nécessaires aux diverses régulations des différents organes qui seront décrits plus loin dans la présente description, de réseaux, hydrauliques, électriques, d'air comprimé, et d'autres fluides nécessaires au fonctionnement desdits organes
  • Sur la structure fermée 4 coopère un barillet 5 qui fait saillie latéralement. Ce barillet 5 est monté mobile en rotation autour d'un axe de rotation (appelé troisième axe de rotation) et est maintenu au sein d'une des parois de la structure fermée par l'intermédiaire d'une pluralité d'organes de guidage (couronne à billes, glissière à billes par exemple). On prévoit par ailleurs de motoriser ce barillet 5 afin qu'il puisse décrire et indexer une pluralité de positions angulaires par rapport au châssis 2, au cours du bobinage des gâteaux.
  • En effet ce barillet 5 constitue un ensemble support de broches. Sur la figure 1, on remarque que le barillet 5 dispose de deux broches 6, 7, selon des positions diamétralement opposées (on pourrait concevoir un barillet ne disposant que d'une seule broche [s'il n'y a qu'une broche, il n'y a pas besoin de barillet mais il n'est pas possible de faire la relance automatique] ou au contraire un barillet comportant au moins trois, quatre broches, voire plus, suivant l'encombrement dont on dispose et les capacités de la filière positionnée en amont). Au sein du bobinoir, le barillet 5 permet d'amener une broche préalablement déchargée et munie d'au moins une manchette vierge (au sens de l'invention, une manchette est un support en matière plastique ou en carton qui est destinée à recevoir l'enroulement de fils ou le gâteau) en position de bobinage et une autre broche disposant de ses manchettes pleines en position de déchargement par des rotations de 180° (si le barillet comporte deux broches, comme cela apparaît au niveau des exemples).
  • Grâce à la motorisation du barillet 5 et à une régulation de sa position et/ou de sa vitesse angulaires, par l'intermédiaire par exemple d'un asservissement du nombre de tours du moto-réducteur chargé d'entraîner le barillet, ce moto-réducteur étant en prise par exemple avec le barillet 5 au niveau de son arbre moteur par une liaison du type engrenage, il devient possible de positionner la broche active sensiblement à l'aplomb du fil et qu'elle recule ou s'écarte de sa position angulaire d'origine durant le grossissement du gâteau de manière à conserver une géométrie fixe.
  • Chacune des broches 6, 7 solidaires du barillet 5 constitue un ensemble tournant adapté pour bobiner le fil sur une manchette préalablement introduite sur le fourreau ou le nez de broche. Ce bobinage s'effectue selon un premier axe de rotation sensiblement parallèle à l'axe de rotation du barillet 5 par rapport à la structure du bâti 2. Outre un mouvement de rotation provoqué par un moteur à rotor intégré dans la broche autour ce premier axe, la broche peut être adaptée pour pouvoir réaliser une course de va-et-vient parallèlement au premier axe de rotation (mouvement de course secondaire C2), dans le cas contraire, c'est le système d'encroisure qui le sera de la même façon (mouvement de course secondaire C2). Ce mouvement de va-et-vient est provoqué par un actionneur motorisé à mouvement linéaire (vis à billes par exemple) solidaire d'une part, du barillet ou du châssis et d'autre part, du corps de la broche.
  • Sur la figure, il apparaît un autre élément qui est essentiel pour la réalisation d'un gâteau. Il s'agit du dispositif d'encroisure 8 du fil sur la broche 6 ou 7. Dans cet exemple, il s'agit d'une hélice. Cette hélice est mue en rotation par un organe moteur, autour d'un arbre coaxial à un deuxième axe sensiblement parallèle à ceux précédemment mentionnés. La vitesse de rotation de l'organe d'entraînement de l'hélice est régulée en fonction de la loi de construction du gâteau, et on prévoit que ces dispositifs de contrôle et de commande soient intégrés au sein de la structure 2 formant bâti.
  • Bien entendu, si l'on veut réaliser plusieurs gâteaux simultanément sur la même broche 6 ou 7, on adaptera le nombre d'hélices 8 en conséquence, et l'arbre support d'hélice comportera un train d'hélices, dont le nombre sera égal au nombre de gâteaux que l'on désire.
  • Le mouvement de rotation de l'hélice se traduit au niveau du fil par un mouvement d'oscillations ou de battements dont l'amplitude et la fréquence sont réglables en fonction des valeurs du rapport de croisure souhaité. La fréquence est déterminée en fonction de la vitesse de rotation et l'amplitude est fonction de la géométrie de l'hélice.
  • D'autres dispositifs non représentés sur la figure 1 peuvent être envisagés en substitution à l'hélice. Il peut s'agir d'une roue pourvue d'au moins une gorge, cette gorge étant adaptée pour positionner et guider au moins un fil, ladite roue étant mobile en rotation autour d'un deuxième axe sensiblement parallèle au premier axe.
  • Quel que soit le mode de réalisation du dispositif d'encroisure 8, celui-ci réalise un mouvement dit de course primaire ou C1 et fonctionne en régulation de vitesse et éventuellement de position avec le va-et-vient de la broche 6 ou 7 qui constitue le mouvement dit de course secondaire C2, selon la variante de réalisation illustrée en figure 3, la mise en mouvement de la broche 6 ou 7 selon un mouvement de va-et-vient selon une direction parallèle à son axe de rotation étant réalisée par un actionneur M2 en prise à l'aide d'une chaîne cinématique avec l'arbre support de broche.
  • Selon une autre variante de réalisation illustrée en figure 2, le dispositif d'encroisure 8 est monté sur un axe rotatif motorisé grâce à un moteur M1, qui assure le premier mouvement de va-et-vient de la mèche, appelé mouvement primaire ou C1. Cet ensemble coopère par le biais d'une chaîne cinématique 14 du type vis-écrou ou similaire mis en mouvement à l'aide d'un actionneur M2 (moteur par exemple) permettant d'imprimer à cet ensemble un mouvement de translation selon un axe sensiblement parallèle à l'axe de rotation du dispositif d'encroisure de manière à conférer à ce dernier un mouvement de va-et-vient supplémentaire appelé mouvement secondaire ou C2.
  • Quelle que soit la variante de réalisation illustrée en figure 2 ou en figure 3, on remarque que l'actionneur M2 est muni d'un organe de pilotage 12 supplémentaire du type servomoteur asservi en position et/ou en vitesse permettant de contrôler continûment la cinématique de déplacement (en vitesse et/ou en position) de l'actionneur chargé d'imprimer le mouvement de va-et-vient secondaire C2.
  • Selon un avantage de l'invention, les courses primaire et secondaire du bobinoir 1 sont découplées à l'aide de l'organe de pilotage 12. Cet organe de pilotage 12 supplémentaire offre des possibilités de réglages et d'optimisation de l'arrangement des spires qui peuvent résoudre les problèmes de tenu des gâteaux à un rapport de croisure donnée répondant à un besoin de dévidage ou à un besoin de séchage. Les variations de cet organe de pilotage peuvent aussi permettre d'augmenter la quantité de fils déposée aux extrémités du gâteaux afin de favoriser leur remplissage.
  • D'autres sous-ensembles nécessaires au fonctionnement du bobinoir 1 sont intégrés au sein du châssis 2. Ainsi, au niveau de l'embase 3 du châssis 2 est positionné un tire-fil 9. Un tire-fil 9 est un ensemble d'entraînement du fil qui est utilisé lors de la relance, la relance étant une phase transitoire préalable à une phase de bobinage. A cette fin, le fil est étiré par un train de galets motorisés, à parois lisses ou à reliefs (les fils sont amenés à des conditions de fonctionnement compatibles avec la prise des fils dans le nez de broche lors du démarrage de la phase de bobinage).
  • Le bobinoir comporte au moins un éjecteur rotatif 10 et au moins un éjecteur droit 11, ceux-ci font saillie latéralement par rapport à la structure fermée 2 et à l'aplomb du barillet 5.
  • L'éjecteur rotatif 10 ou le dispositif d'escamotage est constitué par un bras articulé à l'une de ses extrémités au niveau de la structure fermée du bâti 2, son extrémité libre est adaptée pour saisir et déplacer les fils entre une première position dans laquelle les fils sont en prise avec le dispositif d'encroisure 8 du fil (l'hélice par exemple) et une deuxième position dans laquelle les fils sont escamotés par rapport audit dispositif d'encroisure 8. Le mouvement angulaire de l'éjecteur rotatif 10 est réalisé lors du changement de broche 6 ou 7 (pivotement de 180° du barillet 5).
  • L'éjecteur droit 11 est comme son nom l'indique un bras sensiblement rectiligne. Faisant saillie latéralement comme l'éjecteur rotatif 10 par rapport à une paroi latérale de la structure fermée du bâti 2, il peut occuper deux positions : une position de repos dans laquelle il est en retrait du trajet du fil, et une position de travail dans laquelle il maintient le fil au-dessus du nez de broche 6 ou 7 lors de la relance. Cette position de travail est également occupée lors d'une opération de transfert (rotation du barillet, et passage d'une broche avec des gâteaux enroulés, à une broche avec des manchettes vides).
  • Au voisinage du dispositif d'encroisure fil 8 (hélice par exemple) est positionné un organe de nettoyage (non visible sur les figures) dudit dispositif de positionnement par aspersion d'un fluide sous pression.
  • Au fur et à mesure du bobinage (de l'accroissement de l'épaisseur de fils au niveau des gâteaux), le barillet 5 effectue une correction angulaire par rotation et indexation de sa position angulaire autour de son axe de manière à éloigner la broche « active » - celle où s'effectue le bobinage du dispositif - de la périphérie du dispositif de positionnement et de guidage du fil, de manière à conserver une géométrie fixe.
  • Le bobinage est actif, les mouvements de course primaire et course secondaire sont pilotés par le dispositif de pilotage 12 afin de se conformer à la loi de construction.
  • Comme on peut le voir au niveau des figures 4a et 4b, le gâteau obtenu par le bobinage d'une mèche de fils à l'aide d'un bobinoir de l'art antérieur évolue au cours de sa construction de la manière suivante : l'angle α qui est l'angle d'enroulement (angle développé tel que : tang α = Vbat/ Vfil) passe à une valeur α', qui est inférieure. Au cours de ce bobinage, la vitesse de la course secondaire est restée constante à une valeur V2 ainsi que le rapport de croisure K. (le rapport de croisure K étant défini comme le rapport de la vitesse de la broche sur la vitesse du dispositif d'encroisure Vbat ).
  • On rappelle que pour un garder un titre constant au cours d'un bobinage il est nécessaire de maintenir une vitesse d'étirage constante (Vfil), on a donc nécessairement la vitesse de la broche qui diminue (du fait de l'augmentation de diamètre) et comme K est constant, la vitesse du dispositif d'encroisure Vbat doit diminuer dans les mêmes proportions. Comme Vbat diminue et que Vfil nécessairement α est plus petit et est égal à α'.
  • Maintenant étudions le bobinage d'un gâteau à l'aide d'un bobinoir selon l'invention, c'est-à-dire pourvu du dispositif de pilotage 12 du mouvement de course secondaire C2. On peut donc avoir K variable et V2 variable.
  • Comme on peut le voir au niveau des figures 5a et 5b qui montrent l'évolution de la construction du gâteau au cours du bobinage, les angles α' et α" sont différents ; dans l'exemple α est plus proche de α' que de α", et il est possible d'accumuler ou de bobiner du fil sur les flancs du gâteau (au dessus du trait mixte, comparaison entre figure 4b et 5b). Afin de pouvoir faire varier la vitesse et/ou la position de la course secondaire C2 au cours du bobinage, le dispositif de pilotage est contrôlé par un automate programmable et d'un logiciel « adhoc » qui détermine à tous moments les actions sur le servomoteur agissant sur la course C2.

Claims (10)

  1. Bobinoir (1) comprenant un châssis (2), ce châssis comportant au moins une broche (6, 7) adaptée pour supporter au moins un gâteau (13), ladite broche (6, 7) étant mobile en rotation autour d'un premier axe sensiblement perpendiculaire au diamètre du gâteau, et au moins un dispositif d'encroisure (8) adapté pour le dépôt d'au moins un fil sur la broche (6, 7) selon un premier mouvement de va-et-vient (C1), le fil étant en outre déposé sur la broche (6, 7) par un organe de suivi selon un deuxième mouvement de va-et-vient (C2), l'organe de suivi comportant un dispositif de pilotage (12) du deuxième mouvement de va-et-vient, le dispositif de pilotage (12) comportant un servomoteur permettant de contrôler continûment au moins l'une au moins des grandeurs cinématiques du deuxième mouvement de va-et-vient (C2), caractérisé en ce que le dispositif de pilotage est contrôlé par un automate programmable et un logiciel qui détermine à tous moments les actions sur le servomoteur agissant sur la course secondaire (C2), les programmes étant adaptés pour que le rapport K de la vitesse de la broche sur la vitesse du dispositif d'encroisure (Vbat) soit variable et pour que la vitesse V2 de la course secondaire soit variable, de telle sorte que l'angle d'enroulement développé suite à l'augmentation du diamètre du gâteau (α") soit différent de l'angle (α') qui aurait été obtenu si le rapport K était constant et la vitesse V2 constante de telle sorte qu'il soit possible d'accumuler ou de bobiner plus de fil sur les flancs du gâteau.
  2. Bobinoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de suivi coopère avec le dispositif d'encroisure (8).
  3. Bobinoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de suivi coopère avec la broche (6, 7).
  4. Bobinoir selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'encroisure (8) comprend au moins une hélice montée mobile en rotation autour d'un deuxième axe sensiblement parallèle au premier axe.
  5. Bobinoir selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif d'encroisure comprend au moins une roue pourvue d'au moins une gorge, cette gorge étant adaptée pour positionner et guider au moins un fil, ladite roue étant mobile en rotation autour d'un deuxième axe sensiblement parallèle au premier axe.
  6. Bobinoir selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la broche est fixée à un barillet, ledit barillet étant monté mobile en rotation par rapport au châssis selon un troisième axe de rotation sensiblement parallèle aux dits premier et second axes.
  7. Bobinoir selon la revendication 6, caractérisé en ce que le barillet comporte au moins deux broches sensiblement positionnées selon des positions uniformément réparties selon le troisième axe de rotation.
  8. Bobinoir selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la broche est mue en rotation par l'intermédiaire d'une chaîne cinématique comportant un moteur intégré dans ladite broche.
  9. Bobinoir selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la/les hélice(s) et son/leur moteur d'entraînement sont solidaires d'un actionneur linéaire, ledit actionneur étant adapté pour assurer le mouvement de va-et-vient de la/lesdites hélice(s).
  10. Bobinoir selon l'une des revendications 1 ou 6 à 8, caractérisé en ce que la broche et son moteur d'entraînement sont solidaires d'un actionneur linéaire, ledit actionneur étant adapté pour assurer le mouvement de va-et-vient de ladite broche.
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