WO2021001436A1 - Bobine pour l'enroulement et le deroulement d'un lien - Google Patents

Bobine pour l'enroulement et le deroulement d'un lien Download PDF

Info

Publication number
WO2021001436A1
WO2021001436A1 PCT/EP2020/068546 EP2020068546W WO2021001436A1 WO 2021001436 A1 WO2021001436 A1 WO 2021001436A1 EP 2020068546 W EP2020068546 W EP 2020068546W WO 2021001436 A1 WO2021001436 A1 WO 2021001436A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flange
mandrel
coil
arms
thickness
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/068546
Other languages
English (en)
Inventor
Nicolas MALCLES
Hervé SAVARINO
Original Assignee
Conductix Wampfler France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Conductix Wampfler France filed Critical Conductix Wampfler France
Priority to US17/620,840 priority Critical patent/US20230211976A1/en
Priority to KR1020227000697A priority patent/KR20220041821A/ko
Priority to BR112021026587A priority patent/BR112021026587A2/pt
Priority to EP20734770.9A priority patent/EP3994089B1/fr
Priority to JP2021576789A priority patent/JP2022538421A/ja
Priority to CN202080048405.6A priority patent/CN114040880B/zh
Priority to ES20734770T priority patent/ES2952280T3/es
Publication of WO2021001436A1 publication Critical patent/WO2021001436A1/fr

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/18—Constructional details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/04—Kinds or types
    • B65H75/08—Kinds or types of circular or polygonal cross-section
    • B65H75/14—Kinds or types of circular or polygonal cross-section with two end flanges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/50—Methods of making reels, bobbins, cop tubes, or the like by working an unspecified material, or several materials
    • 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
    • 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
    • B65H2701/50—Storage means for webs, tapes, or filamentary material
    • B65H2701/51—Cores or reels characterised by the material
    • B65H2701/511—Cores or reels characterised by the material essentially made of sheet material
    • B65H2701/5114—Metal sheets
    • 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
    • B65H2701/50—Storage means for webs, tapes, or filamentary material
    • B65H2701/51—Cores or reels characterised by the material
    • B65H2701/512—Cores or reels characterised by the material moulded
    • B65H2701/5124—Metals
    • 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
    • B65H2701/50—Storage means for webs, tapes, or filamentary material
    • B65H2701/51—Cores or reels characterised by the material
    • B65H2701/513—Cores or reels characterised by the material assembled mainly from rigid elements of the same kind
    • B65H2701/5134—Metal elements
    • B65H2701/51344—Metal profiles

Definitions

  • the present invention relates to a reel for winding and unwinding a link in particular for energy transmission and / or data transmission, such as a cable, a pipe, an optical fiber or the like, as well as a method. manufacturing such a coil.
  • coils intended for winding and unwinding a link for example a link of the type allowing the transmission of energy and / or data transmission.
  • such a coil comprises:
  • the structure of the coil is stiffened by ferrules, namely:
  • each ferrule is attached to at least one arm of a respective cheek at a second distance from the mandrel, greater than the first distance.
  • the coil comprises a bearing surface adapted to receive the turns of the link, the inner turn being in contact with said bearing surface.
  • Said bearing surface may in particular form part of the mandrel or of the inner shell.
  • the flange that is to say the distance between the two cheeks, is defined according to the width of the link to be wound on the spool. To allow correct winding / unwinding of the link, especially in the case of a single-turn coil, the flange is adjusted so that the distances between the cheeks are adapted to the link wound at the proximal and distal ends of the arms.
  • a current trend is to reduce the width and / or thickness of the links, which allows, for the same coil diameter, to wind a greater length of link and a greater number of turns on the bearing surface.
  • a reduction in the dimensions of the link involves reducing the air gap.
  • One element limiting the reduction of the flange is the thickness of the mandrel, that is, its dimension parallel to the axis of rotation of the coil.
  • a reduction in the thickness of the mandrel leads to a reduction in the rigidity of the coil, which results in an increase in the amplitude of displacement of the distal ends of the arms relative to the mandrel, in particular under the effect of a axial stress, whether static or dynamic such as wind.
  • a significant thickness of the mandrel makes its manufacture expensive. Indeed, for a thickness typically greater than 25 mm, the sheet metal cutting processes by laser are not suitable and must be replaced by processes having technical limitations and / or more expensive, such as flame cutting or drilling by. a drill press.
  • An object of the invention is to design a coil having improved rigidity and reduced mass while being manufactured at lower cost.
  • the invention provides a reel for winding and unwinding a link, comprising:
  • a mandrel extending around an axis of rotation of the reel, - a plurality of pairs of lateral arms extending on either side of the mandrel, together playing the role of cheeks defining between them a winding volume of the link, said coil being characterized in that it comprises a closed flange fixed to each of the arms constituting one of said cheeks, said flange having a thickness of between 10 and 40 mm.
  • the flange has a continuous shape closing on itself. Considered in section in a plane orthogonal to the axis of rotation of the coil, around which it extends, the flange is therefore delimited by a closed internal contour and a closed external contour, the distance between the two contours being defined as the width of the flange.
  • the flange may have an annular shape, that is to say with concentric circular inner and outer contours, but it is not limited to this particular shape of the contours. More generally, the inner and outer contours of the flange can include curved portions and / or rectilinear portions.
  • said flange has a thickness suitable for being cut by a laser, for example between 10 and 25 mm.
  • the flange has a thickness identical to that of the mandrel.
  • the mandrel has a thickness of between 20 and 40 mm.
  • the outer shape of the mandrel coincides with the inner shape of the flange.
  • the flange may have a width of between 30 and 100 mm.
  • the flange is fixed to each arm constituting one of the cheeks by threaded rods or screws, each threaded rod or screw passing through an oblong hole in the flange and an oblong hole in the respective arm, said oblong holes being oriented in substantially orthogonal directions.
  • Another object of the invention relates to a method of manufacturing a coil as described above.
  • Said method comprises the following steps:
  • step (a) comprises cutting the mandrel and the flange from a single sheet metal, the flange extending around the mandrel.
  • the cutting in step (a) is performed by a laser.
  • Figure 1 is a perspective view of a known coil
  • Figure 2 is a front view of the coil of Figure 1;
  • Figure 3 is a sectional view of the coil of Figure 1;
  • Figure 4 is a perspective view of a spool according to one embodiment of the invention.
  • Figure 5 is a sectional view of the coil of Figure 4.
  • Figure 6 is a detail view of the coil of Figure 4.
  • Figure 7A illustrates the displacements (in mm) of the arms for a coil of known type with a mandrel thickness of 20 mm, calculated by a digital simulation
  • FIG. 7B illustrates the displacements (in mm) of the arms for a reel according to the invention, the thickness of the mandrel of which is 20 mm, calculated by a digital simulation.
  • the coil comprises a mandrel 10 extending around an X axis of rotation of the coil.
  • the mandrel 10 has a cylindrical shape of revolution, the axis of which coincides with the axis X.
  • the external shape of the mandrel may consist of a plurality of facets, s' each extending in a plane parallel to the X axis; preferably, the different facets are all located at an equal distance from the X axis.
  • the mandrel 10 has two opposite faces orthogonal to the X axis.
  • the mandrel is typically cut from a metal sheet.
  • the thickness of the mandrel is typically between 20 and 40 mm.
  • the coil further comprises two cheeks which extend on either side of the mandrel.
  • the cheeks define between them a winding volume of the link, adapted to laterally contain the turns of said link.
  • the flange is defined according to the width of the link to be wound on the spool. More precisely, in the case of a single-turn coil, the flange is slightly greater than the width of the link to take into account the dimensional tolerances linked to the manufacture of the link; in the case of a multi-turn coil, intended to receive several adjacent turns, the flange is slightly greater than the sum of the widths of the adjacent links.
  • the cheeks guide the winding and unwinding of the tie.
  • Each cheek is formed by a set of side arms 20a or 20b which extend radially from the mandrel.
  • the proximal part of each arm is rigidly secured to a respective face of the mandrel, for example by means of threaded rods.
  • the arms forming one of the cheeks can be attached directly to one face of the mandrel, while the arms of the other cheek can be fixed at a determined distance from the opposite face of the mandrel to achieve the desired flange. This distance can in particular be adjusted by means of a device for adjusting the flange as described in document WO 2014/167105.
  • Each cheek is planar, that is, the faces of the arms opposite the mandrel are coplanar, and extend in a plane orthogonal to the X axis of rotation of the mandrel.
  • the arms are for example formed by bending a metal sheet or can be made from metal profiles.
  • the link may have a round section (in which case the width and thickness of the link are equal to its diameter), which is particularly the case for multi-turn coils, which are substantially rectangular (in which case the width of the link is the dimension which extends along the X axis and the thickness is the dimension perpendicular to the width), or any other section depending on the intended application.
  • the structure of the coil is stiffened by ferrules, namely:
  • each ferrule is attached to an arm of a respective cheek at a second distance from the mandrel, greater than the first distance.
  • the outer ferrules can be attached to the distal end of the arms.
  • Each ferrule may consist of a single piece or of a plurality of portions each extending in an angular sector around the X axis.
  • each ferrule can include a removable portion, as described in document WO 2015/071341.
  • the coil comprises a bearing surface adapted to receive the turns of the link, the inner turn being in contact with said bearing surface.
  • the bearing surface generally has a cylindrical or spiral shape.
  • the bearing surface can in particular form part of the mandrel (this is then the cylindrical surface of the mandrel or a surface added, rigidly secured to the mandrel) or to the inner ferrule (each ferrule portion then having a surface in the form of a cylinder or spiral portion, the assembly of the various portions forming a continuous cylindrical or spiral surface, which is the bearing surface).
  • a closed flange 40 is also fixed to the arms 20a.
  • the flange can, for example, be formed by cutting a metal sheet. The flange is thus flat.
  • the flange preferably has a constant thickness.
  • the flange typically has a thickness between 10 and 40 mm, preferably between 10 and 25 mm.
  • the flange is cut from the same sheet as the mandrel. All that is needed is a cut (for example laser) according to the outer shape of the mandrel - which also coincides with the inner shape of the flange, and a cut according to the outer shape of the flange, to form both the mandrel and the flange and this without loss of material except for any offcuts corresponding to the sheet located outside the flange.
  • a cut for example laser
  • the mandrel and the flange can be formed from a sheet of stainless steel.
  • the mandrel and the flange can be formed from a sheet of steel and then receive a protective treatment, for example by galvanizing or painting.
  • the flange is provided with orifices 400 for the passage of threaded rods or screws 41 necessary for fixing the flange to the arms.
  • each arm is provided, at the location provided for the flange, with an orifice 200 for the passage of said threaded rods or screws.
  • the orifices 200 and 400 are oblong. Even more preferably, as illustrated in FIG. 6, each oblong orifice 200 is oriented substantially perpendicular to the corresponding oblong orifice 400, which makes it possible to absorb dimensional dispersions in two directions.
  • the oblong holes 200 extend at a tangent to a mid-circle of the flange, and the oblong holes 400 extend lengthwise of the arms 20a.
  • the width of the flange is chosen large enough to allow the passage of the threaded rods and to present adequate mechanical strength. Typically, the width of the flange is between 30 and 100 mm for an outside diameter of 1000 to 3000 mm. The width of the flange is preferably constant.
  • Such a flange by connecting the arms of the same cheek to each other, has a function of absorbing the forces exerted on the arms, which has the effect of increasing the rigidity of the coil and also of increasing its stability during its lifting from the horizontal position (which is typically the position in which the spool is assembled) to the vertical position (which is the usual use position of the spool).
  • the bridle thus acts as a reinforcement.
  • the presence of the flange makes it possible to reduce the thickness of the mandrel without penalizing the rigidity of the coil, which provides a significant saving in weight and cost of the coil.
  • This stiffening can be obtained with sheets of relatively thin thickness, especially less than 25 mm, it allows the use of laser cutting processes.
  • the coil being simulated has a 20mm thick mandrel. Compared to a known reel whose mandrel has a thickness of 40 mm, this reel has a reduced mass, a lower cost, and makes it possible to wind a cable of small width, that is to say of the order of 20 mm.
  • the simulations aim to check the behavior of the coil in response to a wind force.
  • the wind force Fv exerted by the wind on the mandrel is defined by the formula:
  • C x is the drag coefficient of the coil; C x is equal to 1, 2, i.e. the drag coefficient of a disc,
  • V is the wind speed (in m / s); in the simulation, a maximum speed of 70 m / s is tolerated,
  • S is the area of the link wound on the spool:
  • This spool includes a 20mm thick mandrel.
  • the flange and the mandrel are cut from the same sheet of 2 mx 2 m.
  • the mandrel has a circular shape and the flange has an annular shape, the inner shape of which coincides with the shape of the mandrel.
  • the outer diameter of the mandrel is 1850mm, corresponding to the inner diameter of the flange, and the outer diameter of the flange is 1975mm.
  • the maximum displacement at the distal end of the arms under a wind of 70 m / s is 27 mm (see figure 7B), that is to say reduced by a factor of 18 by compared to the coil without the flange.

Landscapes

  • Storage Of Web-Like Or Filamentary Materials (AREA)
  • Unwinding Of Filamentary Materials (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)

Abstract

L'invention concerne une bobine pour enrouleur, comprenant : • - un mandrin (10) s'étendant autour d'un axe (X) de rotation de la bobine, • - une pluralité de paires de bras latéraux (20a, 20b) s'étendant de part et d'autre du mandrin (10), jouant ensemble le rôle de joues définissant entre elles un volume d'enroulement du lien, ladite bobine étant caractérisée en ce qu'elle comprend une bride (40) fermée fixée sur les bras (20a) constituant l'une desdites joues, ladite bride présentant une épaisseur comprise entre 10 et 40 mm, et en ce que le mandrin présente une épaisseur comprise entre 20 et 40 mm.

Description

BOBINE POUR L’ENROULEMENT ET LE DEROULEMENT D’UN LIEN
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention concerne une bobine permettant d'enrouler et de dérouler un lien notamment pour la transmission d’énergie et/ou la transmission de données, tel qu'un câble, un tuyau, une fibre optique ou autre, ainsi qu’un procédé de fabrication d’une telle bobine.
ETAT DE LA TECHNIQUE
On connaît, notamment des documents WO 2014/167105 et WO 2015/071341 au nom de la Demanderesse, des bobines destinées à l’enroulement et au déroulement d’un lien, par exemple un lien du type permettant la transmission d’énergie et/ou la transmission de données.
En référence aux figures 1 à 4, une telle bobine comprend :
- un mandrin 10 s’étendant selon un axe de rotation de la bobine, et
- deux ensembles de bras latéraux 20a, 20b définissant un volume d'enroulement du lien, adaptés pour contenir latéralement les spires dudit lien, fixés de part et d’autre du mandrin 10. Chaque ensemble de bras forme une joue.
La structure de la bobine est rigidifiée par des viroles, à savoir :
- une virole intérieure 30, située à une première distance du mandrin, et
- une paire de viroles extérieures 31 a, 31 b dans laquelle chaque virole est fixée à au moins un bras d’une joue respective à une seconde distance du mandrin, supérieure à la première distance.
La bobine comprend une surface portante adaptée pour recevoir les spires du lien, la spire intérieure étant au contact de ladite surface portante. Ladite surface portante peut notamment faire partie du mandrin ou de la virole intérieure.
L’entreflasque, c’est-à-dire la distance entre les deux joues, est défini en fonction de la largeur du lien à enrouler sur la bobine. Pour permettre un enroulement/déroulement correct du lien, notamment dans le cas d'une bobine mono-spire, l’entreflasque est ajusté pour que les distances entre les joues soient adaptées au lien enroulé au niveau des extrémités proximales et distales des bras.
Une tendance actuelle est de diminuer la largeur et/ou l’épaisseur des liens, ce qui permet, pour un même diamètre de bobine, d’enrouler une plus grande longueur de lien et un plus grand nombre de spires sur la surface portante. Afin de conserver un enroulement/déroulement régulier du lien, qui est guidé par les joues, une telle réduction des dimensions du lien implique de réduire l’entreflasque.
Un élément limitant de la réduction de l’entreflasque est l’épaisseur du mandrin, c’est-à- dire sa dimension parallèle à l’axe de rotation de la bobine.
En effet, une réduction de l’épaisseur du mandrin entraîne une réduction de la rigidité de la bobine, qui se traduit par une augmentation de l’amplitude de déplacement des extrémités distales des bras par rapport au mandrin notamment sous l’effet d’une sollicitation axiale, qu’elle soit statique ou dynamique telle que du vent.
Par ailleurs, une épaisseur importante du mandrin rend sa fabrication onéreuse. En effet, pour une épaisseur supérieure typiquement à 25 mm, les procédés de découpe de tôle par laser ne sont pas adaptés et doivent être remplacés par des procédés présentant des limitations techniques et/ou plus onéreux, tels que l’oxycoupage ou le perçage par une perceuse à colonne.
BREVE DESCRIPTION DE L’INVENTION
Un but de l’invention est de concevoir une bobine présentant une rigidité améliorée et une masse réduite tout en étant fabriquée à moindre coût.
En particulier, une telle bobine pourra être adaptée pour recevoir un lien de faible largeur (par exemple de l’ordre de 20 à 40 mm) sans que sa rigidité ne soit dégradée par rapport aux bobines connues. A cet effet, l’invention propose une bobine pour l'enroulement et le déroulement d'un lien, comprenant :
un mandrin s’étendant autour d’un axe de rotation de la bobine, - une pluralité de paires de bras latéraux s’étendant de part et d’autre du mandrin, jouant ensemble le rôle de joues définissant entre elles un volume d’enroulement du lien, ladite bobine étant caractérisée en ce qu’elle comprend une bride fermée fixée sur chacun des bras constituant l’une desdites joues, ladite bride présentant une épaisseur comprise entre 10 et 40 mm.
Par « fermée » on entend que la bride présente une forme continue se refermant sur elle- même. Considérée en coupe dans un plan orthogonal à l’axe de rotation de la bobine, autour duquel elle s’étend, la bride est donc délimitée par un contour intérieur fermé et un contour extérieur fermé, la distance entre les deux contours étant définie comme la largeur de la bride. La bride peut présenter une forme annulaire, c’est-à-dire avec des contours intérieur et extérieur circulaires concentriques, mais elle n’est pas limitée à cette forme particulière des contours. D’une manière plus générale, les contours intérieur et extérieur de la bride peuvent comprendre des portions courbes et/ou des portions rectilignes.
De manière particulièrement avantageuse, ladite bride présente une épaisseur adaptée pour être découpée par un laser, par exemple comprise entre 10 et 25 mm.
De préférence, la bride présente une épaisseur identique à celle du mandrin.
Selon un mode de réalisation, le mandrin présente une épaisseur comprise entre 20 et 40 mm.
Selon un mode de réalisation préféré, la forme extérieure du mandrin coïncide avec la forme intérieure de la bride.
La bride peut présenter une largeur comprise entre 30 et 100 mm.
Selon un mode de réalisation, la bride est fixée sur chaque bras constituant l’une des joues par des tiges filetées ou des vis, chaque tige filetée ou vis passant au travers d’un trou oblong de la bride et d’un trou oblong du bras respectif, lesdits trous oblongs étant orientés selon des directions sensiblement orthogonales.
Un autre objet de l’invention concerne un procédé de fabrication d’une bobine telle que décrite ci-dessus.
Ledit procédé comprend les étapes suivantes :
(a) la fourniture du mandrin et de la bride ;
(b) la fixation des bras de part et d’autre du mandrin pour former deux joues ;
(c) la fixation de la bride sur les bras constituant l’une des joues.
Selon une forme d’exécution préférée, lequel l’étape (a) comprend la découpe du mandrin et de la bride dans une même tôle métallique, la bride s’étendant autour du mandrin.
De manière particulièrement avantageuse, la découpe de l’étape (a) est réalisée par un laser.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 est une vue en perspective d’une bobine connue ;
La figure 2 est une vue de face de la bobine de la figure 1 ;
La figure 3 est une vue en coupe de la bobine de la figure 1 ;
La figure 4 est une vue en perspective d’une bobine selon un mode de réalisation de l’invention ;
La figure 5 est une vue en coupe de la bobine de la figure 4 ;
La figure 6 est une vue de détail de la bobine de la figure 4 ;
La figure 7A illustre les déplacements (en mm) des bras pour une bobine de type connu dont l’épaisseur du mandrin est de 20 mm, calculés par une simulation numérique ;
La figure 7B illustre les déplacements (en mm) des bras pour une bobine conforme à l’invention dont l’épaisseur du mandrin est de 20 mm, calculés par une simulation numérique. DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION
En référence aux figures 5 et suivantes, la bobine comprend un mandrin 10 s’étendant autour d’un axe X de rotation de la bobine.
Selon un mode de réalisation préféré, le mandrin 10 présente une forme cylindrique de révolution, dont l’axe est confondu avec l’axe X. De manière alternative, la forme extérieure du mandrin peut être constituée d’une pluralité de facettes, s’étendant chacune dans un plan parallèle à l’axe X ; de préférence, les différentes facettes sont toutes situées à égale distance de l’axe X.
Le mandrin 10 présente deux faces opposées orthogonales à l’axe X.
Le mandrin est typiquement découpé dans une tôle métallique.
L’épaisseur du mandrin, c’est-à-dire la distance entre les deux faces opposées, est typiquement comprise entre 20 et 40 mm.
De manière connue en elle-même, la bobine comprend en outre deux joues qui s’étendent de part et d’autre du mandrin. Les joues définissent entre elles un volume d'enroulement du lien, adapté pour contenir latéralement les spires dudit lien. L’entreflasque est défini en fonction de la largeur du lien à enrouler sur la bobine. Plus précisément, dans le cas d’une bobine mono-spire, l’entreflasque est légèrement supérieur à la largeur du lien pour tenir compte des tolérances dimensionnelles liées à la fabrication du lien ; dans le cas d’une bobine multi-spire, destinée à recevoir plusieurs spires adjacentes, l’entreflasque est légèrement supérieur à la somme des largeurs des liens adjacents. Ainsi, les joues guident l’enroulement et le déroulement du lien.
Chaque joue est constituée par un ensemble de bras latéraux 20a ou 20b qui s’étendent radialement à partir du mandrin. La partie proximale de chaque bras est rigidement solidaire d’une face respective du mandrin, par exemple au moyen de tiges filetées. En pratique, les bras formant l’une des joues peuvent être fixés directement à une face du mandrin, tandis que les bras de l’autre joue peuvent être fixés à une distance déterminée de la face opposée du mandrin pour obtenir l’entreflasque souhaité. Cette distance peut en particulier être ajustée au moyen d’un dispositif de réglage de l’entreflasque tel que décrit dans le document WO 2014/167105.
Chaque joue est plane, c’est-à-dire que les faces des bras opposées au mandrin sont coplanaires, et s’étendent dans un plan orthogonal à l’axe X de rotation du mandrin.
Dans le présent texte, les termes « proximal » et « distal » désignent un élément relativement proche ou éloigné du mandrin.
Les bras sont par exemple formés par pliage d’une tôle métallique ou peuvent être issus de profilés métalliques.
Le lien peut présenter une section ronde (auquel cas la largeur et l’épaisseur du lien sont égales à son diamètre), ce qui est notamment le cas pour les bobines multi-spires, sensiblement rectangulaire (auquel cas la largeur du lien est la dimension qui s’étend selon l’axe X et l’épaisseur est la dimension perpendiculaire à la largeur), ou toute autre section en fonction de l’application visée.
La structure de la bobine est rigidifiée par des viroles, à savoir :
- une virole intérieure 30, située à une première distance du mandrin, et
- une paire de viroles extérieures 31 a, 31 b dans laquelle chaque virole est fixée à un bras d’une joue respective à une seconde distance du mandrin, supérieure à la première distance. Par exemple, les viroles extérieures peuvent être fixées à l’extrémité distale des bras.
Chaque virole peut être constituée d’un seul tenant ou bien d’une pluralité de portions s’étendant chacune selon un secteur angulaire autour de l’axe X.
Selon un mode de réalisation avantageux, chaque virole peut comprendre une portion démontable, tel que décrit dans le document WO 2015/071341 .
La bobine comprend une surface portante adaptée pour recevoir les spires du lien, la spire intérieure étant au contact de ladite surface portante. La surface portante présente en général une forme cylindrique ou spiralée. La surface portante peut notamment faire partie du mandrin (il s’agit alors de la surface cylindrique du mandrin ou d’une surface ajoutée, rigidement solidaire du mandrin) ou de la virole intérieure (chaque portion de virole présentant alors une surface sous la forme d’une portion de cylindre ou de spirale, l’assemblage des différentes portions formant une surface cylindrique ou spiralée continue, qui est la surface portante).
Conformément à l’invention, une bride fermée 40 est par ailleurs fixée sur les bras 20a. La bride peut, par exemple, être formée par découpe d’une tôle métallique. La bride est ainsi plane. La bride présente de préférence une épaisseur constante.
La bride présente typiquement une épaisseur comprise entre 10 et 40 mm, de préférence comprise entre 10 et 25 mm.
De manière particulièrement avantageuse, la bride est découpée dans la même tôle que le mandrin. Il suffit ainsi d’une découpe (par exemple au laser) selon la forme extérieure du mandrin - qui coïncide également avec la forme intérieure de la bride, et une découpe selon la forme extérieure de la bride, pour former à la fois le mandrin et la bride et ce, sans perte de matière hormis les éventuelles chutes correspondant à la tôle située à l’extérieur de la bride.
Le mandrin et la bride peuvent être formés à partir d’une tôle d’acier inoxydable. De manière alternative, le mandrin et la bride peuvent être formés à partir d’une tôle d’acier, puis recevoir un traitement protecteur, par exemple par galvanisation ou peinture.
La bride est pourvue d’orifices 400 pour le passage de tiges filetées ou vis 41 nécessaires à la fixation de la bride sur les bras. De même, chaque bras est pourvu, à l’emplacement prévu pour la bride, d’un orifice 200 pour le passage desdites tiges filetées ou vis. De préférence, pour prendre en compte d’éventuelles dispersions dimensionnelles éventuelles, les orifices 200 et 400 sont oblongs. De manière encore préférée, comme illustré sur la figure 6, chaque orifice oblong 200 est orienté sensiblement perpendiculairement à l’orifice oblong 400 correspondant, ce qui permet d’absorber des dispersions dimensionnelles dans deux directions. Typiquement, les orifices oblongs 200 s’étendent selon une tangente à un cercle médian de la bride, et les orifices oblongs 400 s’étendent dans le sens de la longueur des bras 20a.
La largeur de la bride est choisie suffisamment grande pour permettre le passage des tiges filetées et pour présenter une tenue mécanique adéquate. Typiquement, la largeur de la bride est comprise entre 30 et 100 mm pour un diamètre extérieur de 1000 à 3000 mm. La largeur de la bride est de préférence constante.
Une telle bride, en reliant les bras d’une même joue entre eux, a une fonction de reprise des efforts exercés sur les bras, ce qui a pour effet d’augmenter la rigidité de la bobine et d’augmenter également sa stabilité lors de son levage de la position horizontale (qui est typiquement la position dans laquelle la bobine est assemblée) vers la position verticale (qui est la position d’utilisation habituelle de la bobine). La bride joue ainsi le rôle d’un renfort.
Ainsi, la présence de la bride permet de diminuer l’épaisseur du mandrin sans pénaliser la rigidité de la bobine, ce qui procure un gain significatif en masse et en coût de la bobine. Cette rigidification pouvant être obtenue avec des tôles de relativement faible épaisseur, notamment inférieure à 25 mm, elle permet d’utilisation de procédés de découpe par laser.
L’effet de la bride fermée décrite plus haut sur la rigidité de la bobine a été vérifié au moyen de simulations numériques.
La bobine faisant l’objet de ces simulations présente un mandrin de 20 mm d’épaisseur. Par rapport à une bobine connue dont le mandrin présente une épaisseur de 40 mm, cette bobine présente une masse réduite, un coût inférieur, et permet d’enrouler un câble de faible largeur, c’est-à-dire de l’ordre de 20 mm.
Les simulations visent à vérifier la tenue de la bobine en réponse à un effort du vent. L’effort Fv du vent exercé par le vent sur le mandrin est défini par la formule :
[Math 1]
Figure imgf000007_0001
où p est la masse volumique du fluide, en l’occurrence, l’air ; p = 1 ,28 kg/m3,
Cx est le coefficient de traînée de la bobine ; Cx est égal à 1 ,2, soit le coefficient de traînée d’un disque,
V est la vitesse du vent (en m/s) ; dans la simulation, on tolère une vitesse maximale de 70 m/s,
S est la surface du lien enroulé sur la bobine :
[Math 2]
Figure imgf000007_0002
On obtient : Fv = 160756 N
On applique cet effort sur tous les bras et on calcule le déplacement maximal au niveau de la virole extérieure. On obtient :
- pour la bobine avec le mandrin de 40 mm, un déplacement maximal de 60 mm,
- pour la bobine avec le mandrin de 20 mm (sans la bride), un déplacement maximal de 508 mm (cf. figure 7A).
Ceci montre que la réduction de l’épaisseur du mandrin a pour effet d’augmenter considérablement le déplacement de l’extrémité distale des bras, ce qui est préjudiciable à la tenue mécanique de la bobine et à son utilisation notamment sous l’effet d’un vent fort.
Des simulations sont ensuite effectuées avec une bobine selon l’invention. Cette bobine comprend un mandrin de 20 mm d’épaisseur. La bride et le mandrin sont découpés dans une même tôle de 2 m x 2 m. Dans cette simulation, le mandrin présente une forme circulaire et la bride présente une forme annulaire dont la forme intérieure coïncide avec la forme du mandrin. Le diamètre extérieur du mandrin est de 1850 mm, correspondant au diamètre intérieur de la bride, et le diamètre extérieur de la bride est de 1975 mm. Grâce à cette bride de renfort, le déplacement maximal à l’extrémité distale des bras sous un vent de 70 m/s est de 27 mm (cf. figure 7B), c’est-à-dire réduit d’un facteur 18 par rapport à la bobine dépourvue de la bride.
REFERENCES
WO 2014/167105
WO 2015/071341

Claims

Revendications
1 . Bobine pour l'enroulement et le déroulement d'un lien, comprenant :
- un mandrin (10) s’étendant autour d’un axe (X) de rotation de la bobine,
- une pluralité de paires de bras latéraux (20a, 20b) s’étendant de part et d’autre du mandrin (10), jouant ensemble le rôle de joues définissant entre elles un volume d’enroulement du lien, ladite bobine étant caractérisée en ce qu’elle comprend une bride (40) fermée fixée sur les bras (20a) constituant l’une desdites joues, ladite bride présentant une épaisseur comprise entre 10 et 40 mm, et en ce que le mandrin présente une épaisseur comprise entre 20 et 40 mm.
2. Bobine selon la revendication 1 , dans lequel ladite bride (40) présente une épaisseur adaptée pour être découpée par un laser, par exemple comprise entre 10 et 25 mm.
3. Bobine selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel ladite bride (40) présente une épaisseur identique à celle du mandrin (10).
4. Bobine selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle la forme extérieure du mandrin coïncide avec la forme intérieure de la bride.
5. Bobine selon l’une des revendications 1 à 4, dans laquelle la bride (40) présente une largeur comprise entre 30 et 100 mm.
6. Bobine selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle la bride (40) est fixée sur chaque bras (20a) constituant l’une des joues par des tiges filetées ou des vis (41 ), chaque tige filetée ou vis passant au travers d’un trou oblong (400) de la bride et d’un trou oblong (200) du bras (20a) respectif, lesdits trous oblongs (400, 200) étant orientés selon des directions sensiblement orthogonales.
7. Bobine selon l’une des revendications 1 à 6, dans laquelle la bride (40) présente une forme annulaire.
8. Procédé de fabrication d’une bobine selon l’une des revendications 1 à 7,
(a) la fourniture du mandrin (10) et de la bride (40) ;
(b) la fixation des bras (20a, 20b) de part et d’autre du mandrin (10) pour former deux joues ;
(c) la fixation de la bride (40) sur les bras (20a) constituant l’une des joues.
9. Procédé selon la revendication 8, pour fabriquer une bobine selon la revendication 3, dans lequel l’étape (a) comprend- la découpe du mandrin (10) et de la bride (40) dans une même tôle métallique, la bride (40) s’étendant autour du mandrin (10)
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel la découpe de l’étape (a) est réalisée par un laser.
PCT/EP2020/068546 2019-07-01 2020-07-01 Bobine pour l'enroulement et le deroulement d'un lien WO2021001436A1 (fr)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/620,840 US20230211976A1 (en) 2019-07-01 2020-07-01 Reel for winding and unwinding a link
KR1020227000697A KR20220041821A (ko) 2019-07-01 2020-07-01 링크를 권취하고 권출하기 위한 릴
BR112021026587A BR112021026587A2 (pt) 2019-07-01 2020-07-01 Bobina para enrolamento e desenrolamento de uma linha
EP20734770.9A EP3994089B1 (fr) 2019-07-01 2020-07-01 Bobine pour l'enroulement et le deroulement d'un lien
JP2021576789A JP2022538421A (ja) 2019-07-01 2020-07-01 リンクの巻き取り及び巻き解きを行うリール
CN202080048405.6A CN114040880B (zh) 2019-07-01 2020-07-01 用于卷绕和退绕连接材的卷轴
ES20734770T ES2952280T3 (es) 2019-07-01 2020-07-01 Carrete para enrollar y desenrollar un enlace

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR1907258 2019-07-01
FR1907258A FR3098209B1 (fr) 2019-07-01 2019-07-01 Bobine pour l’enroulement et le deroulement d’un lien

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021001436A1 true WO2021001436A1 (fr) 2021-01-07

Family

ID=68138487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/068546 WO2021001436A1 (fr) 2019-07-01 2020-07-01 Bobine pour l'enroulement et le deroulement d'un lien

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20230211976A1 (fr)
EP (1) EP3994089B1 (fr)
JP (1) JP2022538421A (fr)
KR (1) KR20220041821A (fr)
CN (1) CN114040880B (fr)
BR (1) BR112021026587A2 (fr)
ES (1) ES2952280T3 (fr)
FR (1) FR3098209B1 (fr)
WO (1) WO2021001436A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992021603A1 (fr) * 1991-05-27 1992-12-10 Ulvator Aktiebolag Outil servant a supporter un corps comportant une bobine d'article continu et flexible
FR2938520A1 (fr) * 2008-11-14 2010-05-21 Panopack Touret entierement demontable
WO2014167105A1 (fr) 2013-04-11 2014-10-16 Conductix Wampfler France Dispositif de reglage de l'entreflasque d'une bobine
WO2015071341A1 (fr) 2013-11-14 2015-05-21 Conductix Wampfler France Bobine a virole demontable

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1309550A (fr) * 1961-07-15 1962-11-16 Procédé de fabrication de flasques ou joues notamment pour bobines et produits conformes à ceux obtenus
FR1444596A (fr) * 1965-08-19 1966-07-01 Rexall Drug Chemical Bobine pliable
NL6606657A (fr) * 1966-05-14 1967-11-15
DE1964478A1 (de) * 1969-12-23 1971-07-01 Karlsruhe Augsburg Iweka Vorrichtung zum Aufwickeln,insbesondere textiler Faeden
FR2186016A5 (fr) * 1972-05-24 1974-01-04 Ferodo Sa
AU6259673A (en) * 1972-11-17 1975-05-22 Premwire Metal Ind Pty Ltd Hose reels
CH671390A5 (fr) * 1986-09-29 1989-08-31 Swil Technik Ag
EP0403671A1 (fr) * 1989-06-20 1990-12-27 Katimex Cielker Gmbh Dispositif pour enrouler et dérouler un matériau filiforme
US5060882A (en) * 1990-04-06 1991-10-29 The Lincoln Electric Company Wire supply reel support device
DE9112515U1 (fr) * 1991-10-08 1992-03-19 Katimex Cielker Gmbh, 5000 Koeln, De
SE504542C2 (sv) * 1995-06-12 1997-03-03 Ulvator Ab Verktyg för engångstrumma
JP3373433B2 (ja) * 1998-05-28 2003-02-04 日港電気株式会社 ボビン
US6164588A (en) * 1999-03-08 2000-12-26 Wood Composite Technologies, Inc. Reel assembly
US6398154B1 (en) * 1999-07-02 2002-06-04 Vandor Corporation Reel having deforming engagement of core to flange
JP3840017B2 (ja) * 1999-11-19 2006-11-01 株式会社シマノ 両軸受リールのリール本体
KR100429658B1 (ko) * 2001-11-16 2004-05-10 신철승 단자 띠 권취 릴 구조
KR100466284B1 (ko) * 2002-04-08 2005-01-13 김성남 금사용 보빈
FR2866018B1 (fr) * 2004-02-06 2007-02-09 Soc Et De Rech Et Dev D Automa Bobine de grand diametre pour la reception notamment d'un tube flexible ou d'un tube rigide roule
WO2006057041A1 (fr) * 2004-11-26 2006-06-01 Tokusen Kogyo Co., Ltd. Bobine pour fil metallique
JP4511995B2 (ja) * 2005-05-31 2010-07-28 三井金属鉱業株式会社 リール
JP2008097721A (ja) * 2006-10-12 2008-04-24 Fujifilm Corp リール
JP4949294B2 (ja) * 2008-02-29 2012-06-06 富士フイルム株式会社 リール及び記録テープカートリッジ
US20100252672A1 (en) * 2009-04-02 2010-10-07 Sonoco Development Inc. Spool with drive feature
EP2301878A1 (fr) * 2009-09-25 2011-03-30 NV Bekaert SA Enrouleur usiné pour enrouler un fil métallique fin
US8864428B2 (en) * 2009-09-28 2014-10-21 Weatherford/Lamb, Inc. Continuous rod transport system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992021603A1 (fr) * 1991-05-27 1992-12-10 Ulvator Aktiebolag Outil servant a supporter un corps comportant une bobine d'article continu et flexible
FR2938520A1 (fr) * 2008-11-14 2010-05-21 Panopack Touret entierement demontable
WO2014167105A1 (fr) 2013-04-11 2014-10-16 Conductix Wampfler France Dispositif de reglage de l'entreflasque d'une bobine
WO2015071341A1 (fr) 2013-11-14 2015-05-21 Conductix Wampfler France Bobine a virole demontable

Also Published As

Publication number Publication date
ES2952280T3 (es) 2023-10-30
CN114040880B (zh) 2024-05-24
JP2022538421A (ja) 2022-09-02
KR20220041821A (ko) 2022-04-01
FR3098209B1 (fr) 2021-06-04
BR112021026587A2 (pt) 2022-05-17
EP3994089B1 (fr) 2023-06-07
US20230211976A1 (en) 2023-07-06
EP3994089C0 (fr) 2023-06-07
FR3098209A1 (fr) 2021-01-08
CN114040880A (zh) 2022-02-11
EP3994089A1 (fr) 2022-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2593804B1 (fr) Dispositif d'aimant supraconducteur compact pour rmn ou irm
EP2407831B1 (fr) Spiral pour oscillateur balancier de pièce d'horlogerie et son procédé de fabrication
EP2697039B1 (fr) Dispositif de compactage pour machine d'enroulement d'une texture fibreuse sur un mandrin d'imprégnation
CA2981545C (fr) Troncon de mat d'eolienne, mat d'eolienne et procede d'assemblage
EP2620635A1 (fr) Pale pour rotor d'hydrolienne, rotor d'hydrolienne comprenant une telle pâle, hydrolienne associée et procédé de fabrication d'une telle pâle
EP2476924B1 (fr) Arbre de transmission de mouvements et/ou d'efforts en rotation, et procédé de fabrication d'un tel arbre
FR2580113A1 (fr)
EP3994089B1 (fr) Bobine pour l'enroulement et le deroulement d'un lien
FR2678035A1 (fr) Ressort a boudin, notamment pour amortisseur de torsion.
WO2021116575A1 (fr) Pastille supraconductrice comprenant une cavité et machine électrique associée
EP0389360A1 (fr) Bobine de fibre optique de grande longueur utilisable sur un missile filoguidé
EP3625879B1 (fr) Machine électrique comprenant un arbre de rotor moleté et procédé de fabrication d'une telle machine
EP1950003A1 (fr) Pièce tubulaire comportant un insert en matière composite à matrice métallique
FR2970943A1 (fr) Pale et procede de fabrication de ladite pale
WO2012107109A1 (fr) Rotor à poles saillants présentant une face d'entrefer à profil elliptique
WO2022106231A1 (fr) Procede de fabrication d'une canalisation thermoplastique renforcee comportant une portion cintree
EP3390254A1 (fr) Rouleau de renvoi pour le dévidage d'une bobine d'un produit présente en bande
EP2984015B1 (fr) Dispositif de reglage de l'entreflasque d'une bobine
FR3101339A1 (fr) Mandrin pour bobine de fil
FR2802906A1 (fr) Faisceau flexible de cables et touret a cables ou a conduits destine a recevoir le faisceau de cables
EP4169648A1 (fr) Tête de dépose d'une machine d'impression tridimensionnelle configurée pour déposer plusieurs fils simultanément et machine d'impression tridimensionnelle comportant ladite tête de dépose
FR3118451A1 (fr) Tete de depose pour une installation d'enroulement filamentaire
EP3019328B1 (fr) Roue de guidage pour les ensembles de pose de couches de fils d'armure et methode de montage associee
FR3089488A1 (fr) Câble tracteur caréné
WO2012045956A1 (fr) Dispositif pour transmettre des efforts de traction entre au moins deux cables

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20734770

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021576789

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112021026587

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020734770

Country of ref document: EP

Effective date: 20220201

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01E

Ref document number: 112021026587

Country of ref document: BR

Free format text: APRESENTAR, EM ATE 60 (SESSENTA) DIAS, A TRADUCAO SIMPLES DA FOLHA DE ROSTO DA CERTIDAO DE DEPOSITO DA PRIORIDADE FR FR1907258 DE 01/07/2019 OU DECLARACAO CONTENDO, OBRIGATORIAMENTE, TODOS OS DADOS IDENTIFICADORES DESTA CONFORME O ART. 15 DA PORTARIA 39/2021. O DOCUMENTO APRESENTADO NAO ESTA TRADUZIDO E A DECLARACAO APRESENTADA NAO POSSUI TODOS OS DADOS IDENTIFICADORES NECESSARIOS.

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112021026587

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20211228