EP1554209B1 - Dispositif de renvidage d'un fil sur un support entraine en rotation - Google Patents

Dispositif de renvidage d'un fil sur un support entraine en rotation Download PDF

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EP1554209B1
EP1554209B1 EP03772382A EP03772382A EP1554209B1 EP 1554209 B1 EP1554209 B1 EP 1554209B1 EP 03772382 A EP03772382 A EP 03772382A EP 03772382 A EP03772382 A EP 03772382A EP 1554209 B1 EP1554209 B1 EP 1554209B1
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EP
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carriage
guide
belt
yarn guide
attachment point
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Florent Beauducel
Jean-Baptiste Droc
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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
    • B65H54/2821—Traversing devices driven by belts or chains
    • 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

Definitions

  • the invention relates to the technical sector of the winding of a textile yarn on a support, generally in the form of a cylindrical mandrel capable of being rotated.
  • the cylindrical mandrel or support may be rotated either by its axis or by one of its generators.
  • This winding can be used for spinning, drawing, texturing, twisting, assembling and winding operations.
  • the wire is distributed along a generatrix along the coil; in the form of inclined and parallel turns.
  • the speed of movement of the wire guide is constant.
  • windings must have a perfect density throughout their thickness.
  • Such windings can be straight-sided (cylinder coil) or inclined lateral flanks (conical coil), or even conical generatrix.
  • the function of back and forth to ensure the winding of the wire spool is performed by means of a grooved cam with double helix, to drive a trolley in translation, parallel to the axis of the coil.
  • the carriage drives the wire before it is wound on the generator forming the coil.
  • the direction reversals of the carriage at the ends of the cam allowing the movement back and forth, require a minimum mass of the carriage, to limit the consequent efforts at the time of reversal of direction.
  • the element that transmits the movement between the cam and the carriage is generally constituted by a pad, a part of which rubs within the groove formed in the thickness of the cam.
  • the function of back and forth is performed by means of a carriage whose wire is driven by a belt or a cable subject to at least one driving pulley.
  • the change of the direction of rotation, to achieve the movement back and forth at the carriage, is achieved by reversing the direction of the pulley.
  • the reciprocating system comprises a carriage receiving a wire guide and having coupling arrangements with a flexible transmission and drive member mounted between deflection members.
  • the wire guide is moved back and forth in combination with guide means in the form of a pin engaged in a groove formed in the thickness of a support plate.
  • the problem to be solved by the invention is to perform a reversal of the direction of movement by simple mechanical guidance, positively and accurately and without friction.
  • the only inverted mass is that of the carriage driving the wire in translation.
  • the flexible transmission and drive member is constituted by a toothed belt mounted between two toothed wheels, one of which less is rotated, the coupling arrangements of the carriage being secured to a portion of said belt so as to subject the reciprocating movement to contour tracking of the belt.
  • the winding is carried out, not on the basis of the inversion of the direction of the belt, but on the basis of the movement back and forth made by tracking the contour of this belt mounted between the gears.
  • the main axis of the trajectory described by the transmission and drive member forms a angle with the linear guide axis of the carriage, so that the total stroke of the wire guide depends on said angle which is adjustable.
  • FIG. 1 The figures of the drawings show the winding of a wire (F) on a spool (1) driven in rotation by a call cylinder (R) for example.
  • the wire (F) is distributed by means of a wire guide (2) displaceable in translation, parallel to the generatrices of the support coil (1).
  • the aim is to subject the wire guide (2) to a back and forth motion composed of a linear speed zone and two end zones of cusp, the shortest possible_
  • the winding device comprises a carriage (3) receiving the wire guide (2).
  • This carriage (3) has coupling arrangements with a flexible transmission and drive member (4), adapted to impart to the thread guide (2) a back and forth movement in combination with translation guide means , parallel to the generatrices of the coil (1).
  • the flexible transmission and drive member is advantageously constituted by a toothed belt (4) mounted between two toothed wheels (5) and (6), at least one of which is rotated.
  • the toothed wheel (6) is rotated by a motor (7), while the toothed wheel (5) serves as a deflection-
  • the belt (4) is tensioned between the two pulleys (5) and (6).
  • each of the toothed wheels (5) and (6) has an area corresponding to the removal of at least one tooth, in order to let the coupling pin (8) pass.
  • the number of teeth of the wheels (5) and (6), the belt (4) and the positioning of the pivot type connection (8), (9) and (10) form multiples between them, so that each turn of the belt, the coupling and drive shaft (8) falls on a missing tooth.
  • the linear guide of the carriage (3) is effected by means of a pin (11) engaged in a rectilinear groove (12a) formed in the thickness of a support plate (12), in a manner parallel to the generatrices of the coil (1).
  • the plate (12) can be in two parts (12b) and (12c) delimiting a free space (12d) inside which the carriage (3) is moved.
  • the groove (12a) is formed in the thickness of the plate (12b) arranged in superposition of the plate (12c).
  • the plate (12c) has a central slot (12e), oblong overall shape, for mounting and engagement of all wheels (5) and (6) and the drive belt (4).
  • the wire guide (2), the guide pin (11) and the coupling pin (10) are angularly offset on the carriage (3), to create an additional speed component in the vicinity of the reversal points.
  • the wire guide (2), the guide pin (11) and the coupling pin (10) are arranged along the three vertices of a triangle, advantageously but not exclusively, in the form of a right triangle. .
  • Point (C) describes a path that follows the oblong contour of the drive belt (4) driven by the wheels (5) and (6).
  • the point (B) is therefore translated along the groove (12a).
  • Point (A) has a linear trajectory when point (C) is located between pulleys (dashed lines, Figure 1), while velocity component is added when point (C) passes from one side to the other of one of the wheels (5) or (6) at each end.
  • the two toothed wheels (5) and (6) are arranged along an axis (X-X ') forming an angle ( ⁇ ) with the groove (12a) in which the pin (11) moves.
  • This angle ( ⁇ ) makes it possible to vary the stroke of the thread guide (2) and, consequently, the thread removal stroke. In these conditions, to make stroke variations, simply adjust the angle ( ⁇ ) by any known and appropriate means.

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Description

  • L'invention se rattache au secteur technique du renvidage d'un fil textile sur un support, généralement sous forme d'un mandrin cylindrique apte à être entraîné en rotation. Le mandrin cylindrique ou support, peut être entraîné en rotation soit par son axe, soit par une de ses génératrices. Ce renvidage peut être utilisé pour des opérations de filature, d'étirage, de texturation, de torsion, d'assemblage, de bobinage.
  • On rappelle, d'une manière parfaitement connue pour un homme du métier, que le fil est distribué selon une génératrice le long de la bobine; sous forme de spires inclinées et parallèles. Généralement, la vitesse de déplacement du guide-fil est constante. Par contre, il est nécessaire d'effectuer l'inversion du mouvement aux extrémités de la bobine, le plus rapidement possible, afin d'éviter que les bords de celle-ci ne soient pas plus épais que son centre.
  • De nombreuses solutions techniques ont été proposées pour réaliser des systèmes dits de va et vient, à une vitesse très élevée, en tenant compte du fait que les enroulements doivent présenter une densité parfaite sur toute leur épaisseur. De tels enroulement peuvent être à flancs droits (bobine cylindre) ou à flancs latéraux inclinés (bobine conique), ou bien encore à génératrice conique.
  • Selon l'enseignement du brevet EP 0 235 557 , la fonction de va et vient permettant d'assurer le renvidage de la bobine de fil, s'effectue au moyen d'une came rainurée à double hélice, pour entraîner un chariot en translation, de manière parallèle à l'axe de la bobine. Le chariot entraîne le fil avant qu'il soit enroulé sur la génératrice formant la bobine. Les inversions de sens du chariot aux extrémités de la came permettant le mouvement de va et vient, nécessitent d'avoir une masse minimale du chariot, pour limiter les efforts conséquents au moment de l'inversion de sens.
  • Pour obtenir cette masse minimale, l'élément qui transmet le mouvement entre la came et le chariot, est généralement constitué par un patin dont une partie frotte à l'intérieur de la rainure formée dans l'épaisseur de la came.
  • Un tel frottement est un inconvénient lorsque les tensions de fil et les vitesses de bobine sont importantes, étant donné qu'il génère une usure prématurée.
  • Selon l'enseignement du brevet EP 0 453 622 , la fonction de va et vient est réalisée au moyen d'un chariot dont le fil est entraîné par une courroie ou un câble assujetti à au moins une poulie motrice. Le changement du sens de rotation, pour réaliser le mouvement de va et vient au niveau du chariot, est réalisé par l'inversion du sens de la poulie.
  • Une telle solution impose une électronique sophistiquée pour la réalisation des inversions de sens, compte tenu du temps très court pour réaliser de telles inversions, et de la précision nécessaire au positionnement de celles-ci.
  • On observe également que les éléments de transmission tels que le rotor du moteur, la courroie, les poulies, doivent subir une inversion de sens, de sorte qu'il est nécessaire d'avoir une très faible inertie de ses éléments, les rendant fragiles lorsque les tensions et les vitesses de bobinage sont importantes.
  • Une autre solution ressort de l'enseignement du brevet US-A-3 716 200 dans lequel le système de va et vient comprend un chariot recevant un guide-fil et présentant des agencements d'accouplement avec un organe de transmission et d'entraînement souple monté entre des éléments de renvoi. Le guide-fil est déplacé selon un mouvement de va et vient, en combinaison avec des moyens de guidage sous forme d'un pion engagé dans une rainure- formée dans l'épaisseur d'une plaque support.
  • A partir de l'état de la technique définie notamment dans ce document US 3 716 200 ,
  • le problème que se propose de résoudre l'invention est de réaliser une inversion du sens du mouvement par simple guidage mécanique, de façon positive et précise et sans frottement.
  • Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un dispositif de renvidage présentant les caractéristiques définies dans la deuxième partie de la revendication 1.
  • Compte tenu des caractéristiques à la base de l'invention, la seule masse inversée est celle du chariot entraînant le fil en translation.
  • Pour résoudre le problème posé d'assurer l'entraînement en translation du chariot, selon un mouvement de va et vient, l'organe de transmission et d'entraînement souple est constitué par une courroie crantée montée entre deux roues dentées dont l'une au moins est entraînée en rotation, les agencements d'accouplement du chariot étant rendus solidaires d'une partie de ladite courroie, de manière à assujettir le mouvement de va et vient au suivi du contour de la courroie.
  • Il en résulte que le renvidage est réalisé, non pas sur la base de , l'inversion du sens de la courroie, mais sur la base du mouvement de va et vient réalisé par le suivi du contour de cette courroie montée entre les roues dentées.
  • Pour résoudre le problème posé de faire varier la course du guide-fil et, par conséquent, la course de dépose du fil, l'axe principal de la trajectoire décrite par l'organe de transmission et d'entraînement, forme un angle avec l'axe de guidage linéaire du chariot, de sorte que la course totale du guide-fil dépende dudit angle qui est réglable.
  • L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en plan à caractère schématique du dispositif de renvidage selon l'invention ;
    • la figure 2 est une vue en coupe transversale considérée selon la ligne 2-2 de la figure 1 ;
  • On a illustré aux figures des dessins le renvidage d'un fil (F) sur une bobine (1) entraînée en rotation par un cylindre d'appel (R) par exemple. D'une manière connue, le fil (F) est distribué au moyen d'un guide-fil (2) déplaçable en translation, de façon parallèle aux génératrices de la bobine support (1). Le but recherché est de soumettre le guide-fil (2) à un mouvement de va et vient composé d'une zone à vitesse linéaire et de deux zones d'extrémité de rebroussement, le plus bref possible_
  • Selon l'invention, le dispositif de renvidage comprend un chariot (3) recevant le guide-fil (2). Ce chariot (3) présente des agencements d'accouplement avec un organe de transmission et d'entraînement souple (4), apte à conférer au guide-fil (2) un mouvement de va et vient en combinaison avec des moyens de guidage en translation, d'une manière parallèle aux génératrices de la bobine (1). L'organe de transmission et d'entraînement souple, est avantageusement constitué par une courroie crantée (4) montée entre deux roues dentées (5) et (6) dont l'une au moins est entraînée en rotation.
  • Par exemple, la roue dentée (6) est entraînée en rotation par un moteur (7), tandis que la roue dentée (5) fait office de renvoi- La courroie (4) est mise en tension entre les deux poulies (5) et (6).
  • Les agencements d'accouplement du chariot (3) sont rendus solidaires d'une partie de la courroie (4), de manière à assujettir le mouvement de va et vient au suivi du contour de la courroie. Par exemple, les agencements d'accouplement du chariot (3) avec la partie de la courroie (4) sont constitués par une liaison du type pivot. Cette liaison du type pivot présente, au moins, un axe (8) porté par une chape ou bride (9) enserrant la section transversale de la courroie (4)- L'axe (8) est positionné entre deux dents de la courroie crantée (4). La chape (9) est reliée, avec capacité d'articulation, au chariot (3), au moyen, par exemple, d'un axe-pivot (10).
  • A noter que chacune des roues dentées (5) et (6) présente une zone correspondant à l'enlèvement d'au moins une dent, afin de laisser passer l'axe d'accouplement (8). Le nombre de dents des roues (5) et (6), la courroie (4) et le positionnement de la liaison du type pivot (8), (9) et (10) forment des multiples entre eux, de sorte qu'à chaque tour de la courroie, l'axe d'accouplement et d'entraînement (8) retombe sur une dent manquante.
  • Le guidage linéaire du chariot (3) s'effectue au moyen d'un pion (11) engagé dans une rainure rectiligne (12a) formée dans l'épaisseur d'une plaque-support (12), d'une manière parallèle aux génératrices de la bobine (1). La plaque (12) peut être en deux parties (12b) et (12c) délimitant un espace libre (12d) à l'intérieur duquel est déplacé le chariot (3). Par exemple, la rainure (12a) est formée dans l'épaisseur de la plaque (12b) disposée en superposition de la plaque (12c). La plaque (12c) présente une lumière centrale (12e), de forme générale oblongue, pour le montage et l'engagement de l'ensemble des roues (5) et (6) et de la courroie d'entraînement (4).
  • D'une manière importante, le guide-fil (2), le pion de guidage (11) et le pivot d'accouplement (10) sont décalés angulairement sur le chariot (3), pour créer une composante de vitesse supplémentaire au voisinage des points d'inversion. Notamment, le guide-fil (2), le pion de guidage (11), le pivot d'accouplement (10), sont disposés selon les trois sommets d'un triangle, avantageusement mais non limitativement, sous forme d'un triangle rectangle.
  • Compte tenu de ces dispositions, le chariot (3) est profilé en forme de L constituant deux bras (3a) et (3b) décalés angulairement, de sensiblement 90°. Le guide-fil est disposé à l'extrémité libre du bras (3a), tandis que le pivot d'accouplement (10) avec la courroie (4), sont disposés au niveau de l'extrémité libre du bras (3b). Le pion de guidage (11) est disposé entre le guide-fil (2) et le pivot d'accouplement (10), au niveau du raccordement des deux bras (3a) et (3b).
  • On désigne par (A) le point de fixation du guide-fil (2) sur le bras (3a), par (B) le point de fixation du pion de guidage (11), et par (C) le point de fixation du pivot d'accouplement (10). Si l'on considère l'exemple illustré, on forme un triangle rectangle en (B). Les distances (AB) et (BC) sont déterminées pour optimiser les temps d'inversion de l'extrémité (A). La distance entre les points (B) et (C) est supérieure au rayon des roues dentées (5) et (6).
  • Compte tenu de ces dispositions, il en résulte que le point (C) décrit une trajectoire qui suit le contour oblong de la courroie d'entraînement (4) entraînée par les roues (5) et (6). Le point (B) est par conséquent soumis à un mouvement de translation le long de la rainure (12a). Le point (A) a une trajectoire linéaire lorsque le point (C) est situé entre les poulies (tracé traits interrompus, figure 1), tandis qu'une composante de vitesse est ajoutée lorsque le point (C) passe d'un côté à l'autre de l'une des roues (5) ou (6), à chacune des extrémités.
  • Les deux roues dentées (5) et (6) sont disposées selon un axe (X-X') formant un angle (α) avec la rainure (12a) dans laquelle se déplace le pion (11). Cet angle (α) permet de faire varier la course du guide-fil (2) et, par conséquent, la course de dépose du fil. Dans ces conditions, pour procéder à des variations de course, il suffit de régler l'angle (α) par tout moyen connu et approprié.
  • Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle que la transmission du mouvement s'effectue sans frottement, l'inversion de sens s'effectuant par simple guidage mécanique, donc de façon positive et précise. La seule masse inversée est celle du chariot entraînant le fil en translation.

Claims (7)

  1. Dispositif de renvidage d'un fil (F) sur un support (1) entraîné en rotation, le fil étant distribué au moyen d'un guide-fil (2) déplaçable en translation de façon parallèle aux génératrices du support (1) entraîné en rotation, le dispositif comprenant un chariot (3) recevant le guide-fil (2) et présentant des agencements d'accouplement du type pivot (10) avec un organe de transmission et d'entraînement souple (4) monté entre deux éléments de renvoi (5) et (6) en rotation autour d'un axe, et apte à assujettir ledit guide-fil (2) à un mouvement de va et vient, en combinaison avec des moyens de guidage en translation comprenant un pion (11) engagé dans une rainure rectiligne (12a) formée dans l'épaisseur d'une plaque support (12), d'une manière parallèle aux génératrices du support rotatif,
    caractérisé en ce que le point de fixation (A) du guide-fil (2), le point de fixation (B) du pion de guidage (11) et le point de fixation du pivot (10) des agencements d'accouplement sont décalés angulairement sur le chariot (3) selon les trois sommets d'un triangle (A, B, C) vu dans un plan perpendiculaire à l'axe des éléments de renvoi (5) et (6), le pion de guidage en translation (11) est disposé entre le guide-fil (2) et le pivot (10), pour créer une composante de vitesse supplémentaire au voisinage des points d'inversion sous un effet de basculement du chariot (3) par un pivotement autour du point de guidage (B) lors du passage du point d'accouplement (C) d'un côté à l'autre des éléments de renvoi (5) et (6), et le point de guidage (B) est séparé du point de fixation (A) du guide-fil (2) et du point de fixation (C) du pivot (10), selon des distances égales ou non, déterminées pour accélérer les temps d'inversion au niveau du guide-fil (2).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de guidage en translation et les agencements d'accouplement, sont positionnés aux extrémités de deux bras décalés angulairement d'environ 90° et constituant le chariot.
  3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de transmission et d'entraînement souple est constitué par une courroie crantée (4) montée entre les deux éléments sous forme de roues dentées (5) et (6) dont l'une au moins est entraînée en rotation, les agencements d'accouplement du chariot (3) étant rendus solidaires d'une partie de ladite courroie (4), de manière à assujettir le mouvement de va et vient au suivi du contour de la courroie.
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les agencements d'accouplement du chariot (3) avec la partie de la courroie (4), sont constitués par une liaison du type pivot (10).
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la liaison du type pivot (10) présente au moins un axe (8) porté par une chape (9) enserrant la section transversale de la courroie (4), ledit axe (8) étant positionné entre deux dents de la courroie, la chape étant reliée, avec capacité d'articulation, au chariot.
  6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque (12) est en deux parties délimitant un espace libre (12e) à l'intérieur duquel est déplacé le chariot (3).
  7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe principal de la trajectoire décrite par l'organe de transmission et d'entraînement (4) forme un angle avec l'axe de guidage linéaire du chariot (3), de sorte que la course totale du guide-fil (2) dépende dudit angle qui est réglable.
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