Dispositif de guidage du fil dans une machine à enrouler
La présente invention a pour objet un dispositif de guidage du fil dans une machine à enrouler. Elle concerne notamment les machines enroulant un fil sur une bobine rotative.
Dans l'enroulement conventionnel d'un fil sur une bobine, le fil est enroulé en couches constituées chacune par une hélice extrêmement grossière pour former un paquet sur la bobine. Le fil est guidé sur la bobine pendant l'enroulement par un bras de guidage à mouvement alternatif commandé par came et entraîné mécaniquement, ce bras guidant le fil sur la longueur axiale de la bobine et revenant à son point de départ pendant que la bobine tourne. La vitesse à laquelle ces machines peuvent fonctionner est limitée par la vitesse maximale à laquelle le bras de guidage peut effectuer son mouvement de va-et-vient sous l'effet de la came, la limite pratique étant actuellement de 600 à 700 cycles complets par minute, soit de 1200 à 1400 courses simples par minute.
En outre, quand des dispositifs de transport du fil purement mécanique fonctionnent à de telles vitesses, des efforts considérables prennent naissance par suite des fortes accélérations et décélérations impliquées dans le renversement rapide du mouvement des parties mobiles, de sorte que l'usure mécanique est considérable.
Un but de l'invention est de fournir un dispositif de guidage du fil capable d'un mouvement alternatif à des vitesses très supérieures sans usure excessive et qui soit facilement réglable pour modifier la longueur de la course, par exemple pendant l'opération d'enroulement à haute vitesse, selon la dimension ou la forme particulière désirée pour le paquet de fil.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une navette guidée de façon à pouvoir effectuer un mouvement alternatif le long d'une piste et entraînée sur cette dernière pneumatiquement par des jets de gaz, de l'air comprimé par exemple, appliqués alternativement aux extrémités opposées de la navette aux aux extrémités des courses successives, chaque jet étant réglé chronologiquement pour souffler la navette dans le sens opposé lors de sa prochaine course.
Deux soupapes de commande individuelles peuvent commander respectivement l'application du gaz comprimé aux extrémités opposées de la navette, chaque soupape étant actionnée par le mouvement de la navette elle-même quand elle atteint l'extrémité de chacune de ses courses.
Cette construction supprime toute difficulté à synchroniser correctement l'alimentation de gaz (air comprimé notamment) avec le mouvement de la navette puisque c'est cette dernière qui actionne des soupapes, et elle facilite en outre le réglage de la longueur de la course simplement en faisant varier l'espacement entre les organes d'actionnement des deux soupapes.
Chacune des soupapes peut être une soupape à clapet sollicitée par un ressort dans sa position de fermeture et comportant un organe d'actionnement destiné à être engagé par la navette pour amorcer l'ouverture de la soupape.
Le clapet mobile de chaque soupape peut être porté par un plongeur dont le piston est soumis à la pression de l'air comprimé délivré à travers la soupape quand celle-ci est partiellement ouverte, la pression de décharge servant à ouvrir complètement la soupape contre la force du ressort de rappel. Ainsi, quand la soupape à clapet commence à s'ouvrir par engagement avec la navette à l'extrémité de sa course d'approche, l'air délivré à travers la soupape partiellement ouverte et agissant sur la navette pour inverser le sens de son mouvement se trouve à forte pression. Cet air à forte pression agissant sur le plongeur de la soupape ouvre alors complètement cette dernière.
Quand la navette a inversé sa course et a été propulsée dans le sens opposé par l'air sous pression pour effectuer la course suivante, la pression d'air délivré à travers la soupape ouverte tombe à la pression atmo sphérique et la soupape se referme sous l'action de son ressort.
La navette peut comprendre une unité à cylindres à double action à extrémité ouverte coopérant avec deux pistons fixes disposés aux extrémités opposées de la piste de guidage et qui entrent respectivement dans les cylindres de navette aux extrémités des courses de celle- ci. Chaque soupape de commande est logée de préférence dans un des pistons fixes, son organe d'action nement faisant saillie à travers une lumière de décharge de la soupape dans la couronne du piston pour être engagée par la face extrême interne du cylindre de navette associé.
La navette peut être montée à glissement entre des guides rigides allongés et parallèles, le piston fixe étant disposé entre ces guides. Les guides parallèles peuvent être constitués par exemple par des tiges enfilées à travers des ouvertures dans les côtés opposés de la navette, de sorte que celle-ci peut glisser le long des tiges entre lesquelles elle est suspendue. En variante, les guides peuvent être constitués par deux canaux de guidage parallèles dont les cavités se font face, ces canaux présentant une section circulaire ou toute autre section interne correspondant au profil de la section externe de la navette, cette dernière étant montée à glissement dans les canaux opposés.
Le dessin annexé représente une machine à enrouler un fil et, à titre d'exemple, deux formes d'exécution du dispositif selon l'invention:
La fig. 1 est une vue de bout de cette machine.
La fig. 2 est une vue en plan correspondant à la fig. 1.
La fig. 3 est une vue à plus grande échelle, partiellement en coupe, de cette forme d'exécution, et
la fig 4 est une vue en perspective, partiellement en coupe, de la seconde forme d'exécution.
La machine à enrouler un fil représentée aux fig. 1 et 2 comprend un bâti 10 sur lequel un mandrin 11 pour un paquet de fil enroulé 12 est monté dans des paliers d'extrémité 13. Le paquet 12, qui est représenté partiellement enroulé à la fig. 1, est entraîné à une vitesse périphérique constante par un rouleau de frottement 14 monté à une extrémité d'un bras 15 dont l'autre extrémité est montée sur un pivot 16 fixé au bâti. Le rouleau 14 est entraîné par une courroie 17 depuis un moteur électrique 18.
Le rouleau 14 peut pivoter avec le bras 15 quand le diamètre du paquet augmente pendant l'enroulement, à partir d'une position de départ représentée en traits mixtes à la fig. 1 jusque dans la position intermédiaire représentée en traits pleins, et au-delà, de sorte que la vitesse périphérique du paquet 12 reste dans un rapport constant avec la vitesse du moteur 18 en dépit du changement de rayon du paquet. Le rouleau d'entraînement 14, le bras 15, la courroie 17, le moteur 18 et le bâti 10 ont été supprimés à la fig. 2.
Un fil 20 destiné à être enroulé est amené verticalement vers le bas depuis un magasin non représenté et est guidé sur le paquet 12 par un plateau de guidage 21 à fourche, effectuant un mouvement alternatif, d'un mécanisme de guidage du fil 22 représenté en détail à la fig. 3. Le mécanisme 22 est monté sur le bord supérieur d'un cadre basculant 23 monté sur un pivot 24 fixé au bâti 10. Le cadre 23 porte un rouleau allongé 25 qui maintient le fil vertical 20 contre le paquet durant l'enroulement, la pression du fil sur le rouleau 25 faisant basculer le cadre 23 et le mécanisme de guidage 22 vers l'extérieur quand le rayon du paquet augmente au cours de l'enroulement.
Le dispositif de guidage du fil (fig. 3) comprend une navette 30 montée à glissement de façon à pouvoir prendre un mouvement alternatif le long de deux tiges de guidage parallèles 31 fixées à des bras 23A du cadre basculant 23 et tendues par des écrous 33. La navette 30 comprend une unité à cylindres à double action dont les deux cylindres 35 présentent des extrémités ouvertes tournées vers l'extérieur aux extrémités opposées de la navette et sont fermés tous deux à leurs extrémités internes par des parois 36. La navette 30 porte le plateau de guidage 21 comportant un guide de fil 37 fait d'une matière frittée dure, par exemple en oxyde d'aluminium.
Les cylindres de navette 35 coopèrent respectivement avec deux pistons 38 fixes mais réglables longitudinalement faisant saillie aux extrémités de deux logements 39 montés chacun à glissement sur les tiges de guidage 31 et porté par une extrémité d'une tige de support 40.
Chaque logement 39 présente un trou cylindrique dans lequel un plongeur de soupape 41 est ajusté à glissement le plongeur 41 formant la pièce mobile d'une soupape à clapet. La tête 43 du plongeur 41 porte un anneau d'étanchéité 44 qui coopère avec un siège de soupape formé sur une bride retournée 45 à l'extrémité interne du piston 38, et un léger ressort 46 agissant sur l'extrémité arrière du plongeur 41 tend à maintenir l'anneau 44 en engagement étanche avec le siège pour fermer la soupape. Un bouton de commande 48 à l'autre extrémité du plongeur fait saillie à travers l'ouverture délimitée par la bride 45 et peut être pressé pour ouvrir la soupape.
De l'air comprimé est admis à travers un tuyau 50 dans l'alésage du logement 39 et dans une rainure annulaire 51 du plongeur 41 afin d'être retenu par l'anneau 44 quand la soupape est fermée. L'air comprimé peut passer à travers des rainures axiales 52 formées dans un collier 53 sur le plongeur 41 afin d'atteindre la tête 43 du plongeur. La surface efficace du piston constituée par le collier 53 est légèrement plus grande que la surface efficace de la tête de soupape 43, de sorte que la différence de pression de l'air comprimé admis à travers le tuyau 50 ouvrirait la soupape si ce n'était la présence du ressort 46 qui maintient la soupape légèrement, fermée, l'anneau d'étanchéité 44 engageant le siège de soupape sur la bride 45. Une très petite force exercée sur le bouton de commande 48, cependant, surmonte la force du ressort 46 et ouvre la soupape.
Le logement 39 présente une ouverture de ventilation 54 communiquant avec son alésage en arrière du plongeur 41 pour relâcher la pression en arrière du plongeur due à toute fuite d'air comprimé au-delà du plongeur.
Chaque cylindre 35 est ajusté librement autour du piston 38 associé, le jeu radial étant d'approximativement 0,1 mm, ce qui est suffisant pour éliminer l'amortissement de la navette par l'air emprisonné ,entre le piston 38 et le cylindre 35 et pour éliminer presque complètement l'usure entre ces deux éléments car aucun contact réel n'existe entre les surfaces cylindriques du piston et du cylindre. La projection axiale de chaque bouton d'actionnement 48 au-delà de la couronne du piston 38 associé est très petite, de 0,5 mm par exemple, de sorte que lorsque la navette 30 atteint l'extrémité de sa course, l'engagement de la paroi extrême interne 36 du cylindre 35 avec le bouton 48 faisant saillie du piston 38 entré dans ce cylindre est suffisant pour ouvrir très légèrement la soupape.
Quand la soupape a été légèrement ouverte par cette compression du bouton 48 par la navette 30 à l'extrémité d'une course, l'air comprimé envoyé dans le tuyau 50 passe à travers les rainures 52 et s'échappe par l'anneau 44 de la soupape légèrement ouverte dans le cylindre de soupape 35 pour agir sur la navette 30. La pression de l'air emprisonné dans le cylindre 35 agit sur toute la surface efficace du collier 53 et de l'extrémité du plongeur 41 et force immédiatement le plongeur 41 en dehors de son siège sur la bride 45 pour ouvrir complètement la soupape, permettant un écoulement total de l'air comprimé depuis le tuyau 50, l'air entrant dans le cylindre 35 et agissant sur la navette 30, pour arrêter la course en avant de la navette et accélérer rapidement celle-ci dans le sens opposé.
Dès que le piston 38 a quitté le cylindre 35 dans un stade précoce de la course inversée de la navette 30, la pression d'air agissant sur le plongeur 41 pour maintenir la soupape ouverte tombe à la pression atmosphérique, permettant à la soupape de se fermer sous l'action du ressort 46. La navette 30 continue sa course le long des tiges de guidage 31 jusqu,à achèvement de sa course où elle atteint le piston 38 à l'extrémité opposé des tiges 31 et actionne le bouton 48 de ce piston pour ouvrir la soupape associée et déclencher une nouvelle inversion de sa course.
De cette manière, le cycle de déplacement de la navette 30 est achevé et un mouvement alternatif continu de la navette le long des tiges de guidage est maintenu, l'opération des soupapes qui commandent l'alimentation d'air comprimé étant automatiquement synchronisée avec le mouvement de la navette en vertu du fait que c'est la navette elle-même qui déclenche l'ouverture des soupapes.
Pour produire initialement le mouvement alternatif de la navette 30, cette dernière est projetée manuellement contre le bouton 48 de l'un ou l'autre des pistons fixes 38, ouvrant ainsi légèrement la soupape correspondante pour commencer l'alimentation d'air comprimé. Le mouvement alternatif se poursuit ensuite automatiquement.
La longueur de la course de la navette est déterminée par l'espacement entre les boutons 48 des deux pistons 38. Cet espacement peut être réglé au moyen d'un mécanisme lent de réduction de course comprenant deux cames espacées 60 (fig.2) dont les suiveurs 61 sont montés sur les extrémités des tiges de support 40. Les cames 60 (non représentées à la fig. 1) sont montées à glissement sur des tiges de guidage 62 portées par les paliers fixes 13 du mandrin 11. Les dos 63 des cames 60 sont plans et sont engagés par des butées réglables 64 qui appuient chacune, quand elles sont dans une position de réglage donnée, contre le dos 63 de la came 60 associée pour maintenir la came dans une position donnée sur sa tige de guidage 62.
Quand l'enroulement se produit et que le diamètre du paquet 12 augmente, l'engagement du rouleau de guidage 25 avec la périphérie du paquet de rayon croissant fait basculer progressivement le cadre pivotant 23 vers l'extérieur afin de déplacer tout le mécanisme de guidage 22 sur le cadre 23 transversalement à sa longueur à distance du mandrin 11.
Ce mouvement fait que les deux suiveurs de cames 61 sur les tiges de support 40 suivent le profil des cames 60, de sorte que les tiges 40 sont lentement et progressivement poussées l'une vers l'autre, glissant à travers les extrémités 23A du cadre 23, quand l'enroulement s'effectue. Ce mouvement des tiges 40 produit un mouvement correspondant des logements 39 l'un vers l'autre à une vitesse déterminée, les logements glissant le long des tiges de support 31, de sorte que l'espacement entre les pistons fixes 38 et par conséquent, la course de la navette sont réduits lentement et progressivement, à une vitesse déterminée, afin de former les extrémités coniques désirées du paquet de fil enroulé.
Un raccourcissement périodique brusque de la course de la navette peut être superposé aussi à la réduction de course lente pour obtenir un dessin de rupture .
Un tel raccourcissement brusque de la course est produit au moyen d'une nouvelle came 70 montée sur l'arbre vertical d'une boîte à engrenage 71 entraînée par un moteur électrique 72, la boîte et le moteur étant montés sur le bâti 10 en arrière du cadre basculant 23. La came 70 agit sur deux suiveurs 73 montés chacun sur un piston 74 qui peut glisser dans un manchon de guidage tubulaire horizontal 75 au-dessus de la boîte 71, chaque suiveur 73 se projetant vers le bas à travers une fente longitudinale dans la paroi inférieure du manchon de guidage 75.
Chaque piston 74 est fixé au fil central coulissant 76 d'un de deux câbles de commande souples 77 qui s'étendent entre les extrémités du manchon de guidage 75 et les extrémités du mécanisme de guidage et son couplés à des plongeurs d'arrêt mobiles 64. Ainsi la rotation de la came 70 sous l'action du moteur 72, qui peut être commandé en synchronisme avec le moteur d'enroulement 18, transmet périodiquement un mouvement vers l'intérieur à travers chaque câble souple 77 au plongeur d'arrêt associé 64, de sorte que la came 60 associée est déplacée brusquement vers l'intérieur, le long de la tige de guidage 62 pour raccourcir la course de la navette 30 à cette extrémité du mécanisme, modifiant ainsi le dépôt des spires du fil dans l'enroulement du paquet et produisant le dessin de rupture recherché.
Les plongeurs d'arrêt mobiles 64 sont montés dans des trous formés dans deux consoles 78 auxquelles les extrémités des manchons extérieurs des câbles souples 77 sont connectés. Chaque console 78 est montée à glissement de façon à se déplacer le long d'une coulisse formée dans le dos du cadre 23 et peut être serrée dans la position requise par les boulons 79. Ainsi, pour effectuer un réglage préliminaire de la longueur de la course de la navette par rapport à laquelle la variation automatique produite par les cames 60 et 70 est imposée, les consoles 78 peuvent être déplacées individuellement le long de la coulisse du cadre 23 dans des positions répondant à l'espacement requis, et fixées dans ces positions de réglage au moyen des boulons 79.
Il est évident que des cames de réglage lent de la course et des cames de dessin de rupture semblables aux cames 60 et 70 sont utilisées dans les machines connues pour enrouler un fil avec les dispositifs de guidage de fil conventionnels entraînés mécaniquement, et que ces cames ne constituent pas une caractéristique nouvelle.
Toutefois, la construction décrite permet d'imposer ces deux mouvements de raccourcissement de la course au dispositif de guidage du fil entraîné pneumatiquement décrit ici, alors que ce dernier est entraîné à de très hautes vitesses, de sorte que des paquets à extrémités coniques peuvent être enroulés à grande vitesse, ce qui n'est pas possible avec les machines connues comportant un dispositif de guidage entraîné mécaniquement. Ce point est particulièrement important quand le fil qui doit être enroulé est en matière thermoplastique traitée à chaud qui tend à se gonfler après l'enroulement, et qui, s'il est enroulé en paquets à extrémités rectilignes, tend à sortir des extrémités du paquet.
La construction décrite permet aussi une commande très précise de la longueur de la course et de la position de la navette 30 quand elle est stationnaire à l'extrémité de chaque course, en vertu de la très courte longueur dont chaque bouton 48 fait saillir de son piston 38, assurant une petite ouverture précise des soupapes suivie par une ouverture complète automatique de ces soupapes par la pression pneumatique.
La position des points extrêmes de la course de la navette peut être déterminée avec une précision de
+ 0,2 mm sans difficulté.
Le jeu notable entre le piston et le cylindre, d'approximativement 0,1 mm contribue aussi à la précision de ces positions extrêmes, en éliminant l'amortissement de la navette par l'air emprisonné, et ce jeu élimine l'usure dans les faces du piston et du cylindre et augmente la vie utile de la navette.
Comme le dispositif de guidage du fil est autosynchronisé, la réduction de la course peut être obtenue avec une sûreté absolue et sans risque de blocage du mouvement alternatif de la navette, et la synchronisation permet au dispositif de fonctionner de façon sûre avec une pression d'air faible pour une vitesse donnée du mouvement, réduisant ainsi le bruit et la consommation d'air. Un angle d'hélice presque constant est maintenu pendant tout l'enroulement avec une vitesse linéaire constante du fil, de sorte que le rapport vitesse circonférentiellelvitesse transversale reste pratiquement constant quand le paquet s'accroît. Cela favorise l'obtention d'un paquet stable de bonne apparence.
Dans la seconde forme d'exécution du mécanisme de guidage 22A (fig. 4) la navette 30A, au lieu d'être montée à glissement sur deux rails de guidage parallèles, est montée à glissement entre deux canaux de guidage allongés parallèles 71A, 72A, dont les cavités se font face, ces cavités présentant une section circulaire par exemple, le canal 71A est construit et agencé de façon à être facilement déconnecté et soulevé, pour permettre un remplacement rapide de la navette 30A. Les logements de soupape 39A sont de même montés à glissement entre les deux canaux, et les autres parties du mécanisme sont semblables quant à leur construction et à leur fonctionnement aux parties correspondantes de la première forme d'exécution et portent les mêmes numéros de référence accompagnés du suffixe A .
Le mécanisme de guidage 22A peut être substitué au au mécanisme 22 dans la machine représentée aux fig. 1 et 2.
Wire guide device in a winding machine
The present invention relates to a device for guiding the thread in a winding machine. It relates in particular to machines winding a wire on a rotating spool.
In conventional winding of yarn on a spool, the yarn is wound in layers each consisting of an extremely coarse helix to form a bundle on the spool. The wire is guided on the spool during winding by a cam-driven and mechanically driven reciprocating guide arm, this arm guiding the wire along the axial length of the spool and returning to its starting point as the spool rotates . The speed at which these machines can operate is limited by the maximum speed at which the guide arm can perform its reciprocating motion under the effect of the cam, the practical limit currently being 600 to 700 complete cycles per. minute, i.e. from 1200 to 1400 single strokes per minute.
Furthermore, when purely mechanical wire transport devices operate at such speeds, considerable forces arise as a result of the strong accelerations and decelerations involved in the rapid reversal of the movement of the moving parts, so that the mechanical wear is considerable. .
An object of the invention is to provide a wire guiding device capable of reciprocating at much higher speeds without excessive wear and which is easily adjustable to modify the length of the stroke, for example during the operation of high speed winding, depending on the particular size or shape desired for the bundle of wire.
The device according to the invention is characterized in that it comprises a shuttle guided so as to be able to perform a reciprocating movement along a track and driven on the latter pneumatically by jets of gas, compressed air for example. , applied alternately to the opposite ends of the shuttle at the ends of successive strokes, each jet being chronologically adjusted to blow the shuttle in the opposite direction during its next stroke.
Two individual control valves can respectively control the application of compressed gas to opposite ends of the shuttle, each valve being actuated by movement of the shuttle itself as it reaches the end of each of its strokes.
This construction eliminates any difficulty in correctly synchronizing the gas supply (compressed air in particular) with the movement of the shuttle since it is the latter which actuates the valves, and it also facilitates the adjustment of the length of the stroke simply by varying the spacing between the actuators of the two valves.
Each of the valves may be a flap valve biased by a spring in its closed position and comprising an actuator intended to be engaged by the shuttle to initiate the opening of the valve.
The movable flap of each valve can be carried by a plunger whose piston is subjected to the pressure of the compressed air delivered through the valve when the latter is partially open, the relief pressure serving to fully open the valve against the valve. force of the return spring. Thus, when the poppet valve begins to open by engagement with the shuttle at the end of its approach stroke, the air delivered through the partially open valve and acting on the shuttle to reverse the direction of its movement. is under strong pressure. This high pressure air acting on the valve plunger then opens the valve completely.
When the shuttle has reversed its course and has been propelled in the opposite direction by the pressurized air to complete the next stroke, the air pressure delivered through the open valve drops to atmospheric pressure and the valve closes again. the action of its spring.
The shuttle may comprise an open end double acting cylinder unit cooperating with two stationary pistons disposed at opposite ends of the guide track and which respectively enter the shuttle cylinders at the ends of the strokes thereof. Each control valve is preferably housed in one of the fixed pistons, its actuator projecting through a valve discharge port in the piston crown to be engaged by the inner end face of the associated shuttle cylinder.
The shuttle can be mounted to slide between elongated and parallel rigid guides, the fixed piston being disposed between these guides. The parallel guides can be constituted, for example, by rods threaded through openings in the opposite sides of the shuttle, so that the latter can slide along the rods between which it is suspended. As a variant, the guides may be constituted by two parallel guide channels whose cavities face each other, these channels having a circular section or any other internal section corresponding to the profile of the external section of the shuttle, the latter being slidably mounted in the opposite channels.
The appended drawing represents a machine for winding a thread and, by way of example, two embodiments of the device according to the invention:
Fig. 1 is an end view of this machine.
Fig. 2 is a plan view corresponding to FIG. 1.
Fig. 3 is a view on a larger scale, partially in section, of this embodiment, and
FIG. 4 is a perspective view, partially in section, of the second embodiment.
The thread winding machine shown in fig. 1 and 2 comprises a frame 10 on which a mandrel 11 for a coiled wire bundle 12 is mounted in end bearings 13. The bundle 12, which is shown partially coiled in FIG. 1, is driven at a constant peripheral speed by a friction roller 14 mounted at one end of an arm 15, the other end of which is mounted on a pivot 16 fixed to the frame. Roller 14 is driven by a belt 17 from an electric motor 18.
Roller 14 can pivot with arm 15 as the diameter of the package increases during winding, from a starting position shown in phantom in FIG. 1 up to the intermediate position shown in solid lines, and beyond, so that the peripheral speed of the pack 12 remains in a constant relationship with the speed of the motor 18 despite the change in radius of the pack. The drive roller 14, the arm 15, the belt 17, the motor 18 and the frame 10 have been omitted in FIG. 2.
A wire 20 intended to be wound up is brought vertically downwards from a magazine not shown and is guided on the bundle 12 by a fork guide plate 21, performing a reciprocating motion, of a wire guide mechanism 22 shown in detail in fig. 3. The mechanism 22 is mounted on the upper edge of a tilting frame 23 mounted on a pivot 24 fixed to the frame 10. The frame 23 carries an elongated roller 25 which holds the vertical wire 20 against the bundle during winding, the pressure of the yarn on the roll 25 causing the frame 23 and the guide mechanism 22 to swing outwards as the radius of the bundle increases during winding.
The wire guide device (fig. 3) comprises a shuttle 30 slidably mounted so as to be able to take a reciprocating movement along two parallel guide rods 31 fixed to arms 23A of the tilting frame 23 and tensioned by nuts 33 The shuttle 30 comprises a double-acting cylinder unit, the two cylinders 35 of which have open ends facing outwardly at the opposite ends of the shuttle and are both closed at their inner ends by walls 36. The shuttle 30 carries the guide plate 21 comprising a wire guide 37 made of a hard sintered material, for example aluminum oxide.
The shuttle cylinders 35 cooperate respectively with two pistons 38 fixed but longitudinally adjustable projecting at the ends of two housings 39 each slidably mounted on the guide rods 31 and carried by one end of a support rod 40.
Each housing 39 has a cylindrical hole in which a valve plunger 41 is slidably fitted with the plunger 41 forming the moving part of a flap valve. The head 43 of the plunger 41 carries a sealing ring 44 which cooperates with a valve seat formed on an inverted flange 45 at the inner end of the piston 38, and a slight spring 46 acting on the rear end of the plunger 41 tends maintaining the ring 44 in sealed engagement with the seat to close the valve. A control button 48 at the other end of the plunger protrudes through the opening defined by flange 45 and can be pressed to open the valve.
Compressed air is admitted through a pipe 50 into the bore of the housing 39 and into an annular groove 51 of the plunger 41 to be retained by the ring 44 when the valve is closed. Compressed air can pass through axial grooves 52 formed in a collar 53 on the plunger 41 to reach the head 43 of the plunger. The effective area of the piston formed by the collar 53 is slightly larger than the effective area of the valve head 43, so that the pressure difference of the compressed air admitted through the pipe 50 would open the valve if not. was the presence of the spring 46 which keeps the valve slightly, closed, the seal ring 44 engaging the valve seat on the flange 45. A very small force exerted on the control knob 48, however, overcomes the force of the spring. 46 and opens the valve.
The housing 39 has a ventilation opening 54 communicating with its bore behind the plunger 41 to relieve pressure behind the plunger due to any leakage of compressed air beyond the plunger.
Each cylinder 35 is freely fitted around the associated piston 38, the radial play being approximately 0.1 mm, which is sufficient to eliminate the damping of the shuttle by trapped air, between the piston 38 and the cylinder 35 and to almost completely eliminate the wear between these two elements because no real contact exists between the cylindrical surfaces of the piston and the cylinder. The axial projection of each actuating button 48 beyond the crown of the associated piston 38 is very small, for example 0.5 mm, so that when the shuttle 30 reaches the end of its stroke, the engagement of the inner end wall 36 of the cylinder 35 with the button 48 protruding from the piston 38 entering this cylinder is sufficient to open the valve very slightly.
When the valve has been slightly opened by this compression of the button 48 by the shuttle 30 at the end of a stroke, the compressed air sent into the pipe 50 passes through the grooves 52 and escapes through the ring 44 of the valve slightly opened in the valve cylinder 35 to act on the shuttle 30. The pressure of the air trapped in the cylinder 35 acts over the entire effective surface of the collar 53 and the end of the plunger 41 and immediately forces the plunger 41 out of its seat on flange 45 to fully open the valve, allowing full flow of compressed air from pipe 50, air entering cylinder 35 and acting on shuttle 30, to stop the stroke forward of the shuttle and quickly accelerate it in the opposite direction.
As soon as piston 38 leaves cylinder 35 at an early stage of the reverse stroke of shuttle 30, the air pressure acting on plunger 41 to keep the valve open drops to atmospheric pressure, allowing the valve to settle. close under the action of the spring 46. The shuttle 30 continues its course along the guide rods 31 until the end of its stroke where it reaches the piston 38 at the opposite end of the rods 31 and actuates the button 48 of this piston to open the associated valve and trigger a new reversal of its stroke.
In this way, the cycle of movement of the shuttle 30 is completed and a continuous reciprocating movement of the shuttle along the guide rods is maintained, the operation of the valves which control the supply of compressed air being automatically synchronized with the movement of the shuttle by virtue of the fact that it is the shuttle itself which triggers the opening of the valves.
To initially produce the reciprocating motion of the shuttle 30, the latter is thrown manually against the button 48 of either of the fixed pistons 38, thus slightly opening the corresponding valve to begin the supply of compressed air. The reciprocating movement then continues automatically.
The length of the shuttle stroke is determined by the spacing between the buttons 48 of the two pistons 38. This spacing can be adjusted by means of a slow stroke reduction mechanism comprising two spaced cams 60 (fig.2) of which the followers 61 are mounted on the ends of the support rods 40. The cams 60 (not shown in FIG. 1) are slidably mounted on guide rods 62 carried by the fixed bearings 13 of the mandrel 11. The backs 63 of the cams 60 are planar and are engaged by adjustable stops 64 which each press, when they are in a given adjustment position, against the back 63 of the associated cam 60 to maintain the cam in a given position on its guide rod 62.
As winding occurs and the diameter of the bundle 12 increases, the engagement of the guide roller 25 with the periphery of the increasing radius bundle gradually tilts the pivoting frame 23 outward to move the entire guide mechanism. 22 on the frame 23 transversely to its length away from the mandrel 11.
This movement causes the two cam followers 61 on the support rods 40 to follow the profile of the cams 60, so that the rods 40 are slowly and gradually pushed towards each other, sliding through the ends 23A of the frame. 23, when winding takes place. This movement of the rods 40 produces a corresponding movement of the housings 39 towards each other at a determined speed, the housings sliding along the support rods 31, so that the spacing between the fixed pistons 38 and therefore, the stroke of the shuttle are reduced slowly and gradually, at a determined speed, to form the desired tapered ends of the wound bundle of wire.
Abrupt periodic shortening of the shuttle stroke can also be superimposed on the slow stroke reduction to obtain a break pattern.
Such an abrupt shortening of the stroke is produced by means of a new cam 70 mounted on the vertical shaft of a gearbox 71 driven by an electric motor 72, the box and the motor being mounted on the frame 10 behind. of the tilting frame 23. The cam 70 acts on two followers 73 each mounted on a piston 74 which can slide in a horizontal tubular guide sleeve 75 above the box 71, each follower 73 projecting downwardly through a slot longitudinal in the lower wall of the guide sleeve 75.
Each piston 74 is attached to the sliding central wire 76 of one of two flexible control cables 77 which extend between the ends of the guide sleeve 75 and the ends of the guide mechanism and its coupled to movable stop plungers 64 Thus the rotation of the cam 70 under the action of the motor 72, which can be controlled in synchronism with the winding motor 18, periodically transmits an inward movement through each flexible cable 77 to the associated stop plunger. 64, so that the associated cam 60 is moved sharply inward, along the guide rod 62 to shorten the stroke of the shuttle 30 at this end of the mechanism, thereby modifying the deposition of the turns of the wire in the winding up the bundle and producing the desired break pattern.
The movable stop plungers 64 are mounted in holes formed in two brackets 78 to which the ends of the outer sleeves of the flexible cables 77 are connected. Each bracket 78 is slidably mounted so as to move along a slide formed in the back of frame 23 and can be clamped in the required position by bolts 79. Thus, to make a preliminary adjustment of the length of the bracket. race of the shuttle with respect to which the automatic variation produced by the cams 60 and 70 is imposed, the consoles 78 can be moved individually along the slide of the frame 23 in positions corresponding to the required spacing, and fixed in these adjustment positions by means of bolts 79.
It is evident that slow stroke adjusting cams and break pattern cams similar to cams 60 and 70 are used in known machines for winding wire with conventional mechanically driven wire guides, and these cams are not a new feature.
However, the construction described allows these two stroke shortening movements to be imposed on the pneumatically driven wire guide device described herein, while the latter is driven at very high speeds, so that tapered end packages can be wound at high speed, which is not possible with known machines comprising a mechanically driven guide device. This is particularly important when the yarn to be wound up is a heat treated thermoplastic material which tends to swell after winding, and which, if wound into bundles with straight ends, tends to come out of the ends of the bundle. .
The construction described also allows very precise control of the length of the stroke and of the position of the shuttle 30 when stationary at the end of each stroke, by virtue of the very short length of which each button 48 protrudes from its position. piston 38, ensuring a small precise opening of the valves followed by an automatic full opening of these valves by pneumatic pressure.
The position of the end points of the shuttle stroke can be determined with an accuracy of
+ 0.2 mm without difficulty.
The notable clearance between piston and cylinder of approximately 0.1 mm also contributes to the accuracy of these extreme positions, eliminating shuttle damping by trapped air, and this clearance eliminates wear in the faces of the piston and cylinder and increases the useful life of the shuttle.
Since the wire guide device is self-synchronized, the reduction of the stroke can be achieved with absolute safety and without the risk of blocking the reciprocating movement of the shuttle, and the synchronization allows the device to operate safely with a pressure of low air for a given speed of movement, thus reducing noise and air consumption. An almost constant helix angle is maintained throughout the winding with a constant linear speed of the wire, so that the circumferential speed-to-transverse speed ratio remains nearly constant as the bundle increases. This helps to obtain a stable package of good appearance.
In the second embodiment of the guide mechanism 22A (FIG. 4), the shuttle 30A, instead of being slidably mounted on two parallel guide rails, is slidably mounted between two elongated parallel guide channels 71A, 72A , whose cavities face each other, these cavities having a circular section for example, the channel 71A is constructed and arranged so as to be easily disconnected and lifted, to allow rapid replacement of the shuttle 30A. The valve housings 39A are likewise slidably mounted between the two channels, and the other parts of the mechanism are similar in construction and operation to the corresponding parts of the first embodiment and have the same accompanying reference numbers. of the suffix A.
The guide mechanism 22A can be substituted for the mechanism 22 in the machine shown in FIGS. 1 and 2.