Machine à bobiner
La présente invention a pour objet une machine à bobiner, destinée à engager au moins un fil avan çant de façon continue et à le bobiner sur au moins un noyau pour former une bobine, cette machine comprenant une broche rotative agencée pour faire tourner le noyau.
Dans la description qui va suivre ainsi que dans les revendications, l'expression fil a sera utilisée dans un sens général pour désigner toute matière en fil, textile ou autre, et l'expression bobine désignera le produit du bobinage, quelle que soit sa forme.
Dans la fabrication d'un fil, et plus particulièrement d'un fil synthétique, le métier à filer produit un fil qui avance de façon continue à grande vitesse.
L'un des problèmes de la fabrication d'un fil synthétique est de saisir ce fil en mouvement, de l'attacher à la broche de la machine à bobiner, et de mettre en marche la machine à bobiner pour qu'elle l'enroule à la même vitesse que celle avec laquelle le métier à filer le fait avancer, le tout pendant que le fil avance de façon continue. Tout ceci doit être effectué sans permettre un relâchement du fil ou une accumulation excessive du fil entre la broche de la machine à bobiner et la broche du métier à filer et sans casser le fil en mouvement.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 en est une vue par devant.
La fig. 2 est une vue latérale correspondant à la fig. í.
La fig. 3 en est une vue partielle à plus grande échelle, illustrant une phase du fonctionnement.
La fig. 4 est une vue analogue à celle de la fig.
3, illustrant une autre phase de fonctionnement.
La fig. 5 est une vue de bout, à plus grande échelle, correspondant à la fig. 3.
La fig. 6 est une vue en plan d'un organe que comprend cette forme d'exécution.
La fig. 7 est une vue analogue à celle de la fig. 6 montrant une autre position de l'organe.
La fig. 8 est une coupe partielle suivant VIII
VIII de la fig. 6.
La fig. 9 est une coupe partielle suivant IX-IX de la fig. 7.
La machine représentée est une machine à bobiner adaptée pour bobiner un fil avançant de façon continue et pour utiliser la tension dans le fil en mouvement pour commander la vitesse de la broche à bobiner. La broche à bobiner est pourvue de moyens pour attacher automatiquement le fil qui s'avance vers cette broche lorsque ladite broche atteint une vitesse de rotation donnée afin de faire débuter par là le cycle de bobinage. Les moyens pour attacher automatiquement le fil à la broche comprennent, comme on le verra plus loin, une pièce d'extrémité fixée à l'extrémité de la broche de bobinage et pourvue d'un doigt qui fait saillie dans la trajectoire du fil par l'effet de la force centrifuge afin de saisir le fil et provoquer le début de son enroulement lorsque ladite broche atteint une vitesse donnée.
Une telle machine peut comprendre plusieurs guides mobiles pour le fil afin de permettre le bobinage simultané de plusieurs bobines, et les moyens pour attacher le fil à la broche de bobinage peuvent être agencés pour attacher plusieurs extrémités de fils à la broche. Des moyens de guidage du fil sont alors utilisés pour diriger chaque fil vers une position où il sera engagé par le guide mobile destiné à le guider sur la bobine.
Cette machine à bobiner comprend (fig. 1 et 2) une tête de bobinage 10 montée sur un socle 11. A part la longueur de la broche de bobinage, et la présence de plusieurs guides mobiles pour le fil et de moyens de guidage du fil pour diriger chacun de plusieurs fils sur son guide mobile respectif, la tête de bobinage 10 est analogue au bobinoir décrit dans le brevet suisse No 328385. La tête de bobinage 10 comprend une broche 12 montée rotativement dans des paliers au voisinage de l'extrémité supérieure d'un cadre 13. Au voisinage de son extrémité inférieure, le cadre 13 est monté à pivot sur une base 14 au moyen d'un arbre 15, afin de permettre à la broche 12 d'osciller en se rapprochant et en s'éloignant de guides mobiles 16 pour le fil au fur et à mesure que le cycle de bobinage avance.
Les guides mobiles 16 pour le fil reçoivent un mouvement de va-et-vient à partir d'une came à tambour (non représentée) montée rotativement dans des paliers dans un carter 17 fixé à la base 14. La broche 12 et la came à tambour sont entraînées en rotation par un moteur 18.
Des fils Y et Y' courant vers le bas à partir d'un métier à filer qui n'est pas représenté, passent à travers un guide 28 disposé sur le côté du carter 17, autour de guides 30 et 31 portés par un bras compensateur 32 et remontent vers des douilles 21 (fig. 3) destinées à recevoir les bobines montées sur la broche 12.
La vitesse de bobinage de la broche 12 est réglée par un circuit et un mécanisme de commande semblables à ceux de la machine à envider décrite dans le brevet suisse No 327234 et logés dans le socle 1 1 Ce circuit et ce mécanisme de commande sont actionnés par le fil ou les fils à bobiner qui déplacent le bras compensateur 32, faisant partie dudit mécanisme de commande, vers le haut pour ralentir ladite broche lorsque la tension dans les fils dépasse une valeur donnée, et permettent audit bras 32 de pivoter vers le bas lorsque ladite tension est inférieure à ladite valeur donnée afin d'augmenter la vitesse de la broche. Un bras 23 est fixé au cadre 13 au voisinage de son extrémité inférieure et pivote avec ledit cadre autour de l'arbre 15.
Le bras 23 est relié à un arbre 24 monté dans des paliers dans le socle 1 1 au moyen d'une biellette 25, d'une plaque à came 26, d'un bras 27 et d'un levier à fente 28' pour faire tourner l'arbre 24 lorsque l'arbre 15 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, vu à la fig. 1, pour faire diminuer la force qui doit être appliquée au bras compensateur 32 pour soulever ledit bras.
La broche 12 comprend un mandrin expansible 20 agencé de manière à saisir de façon amovible et à maintenir les douilles 21 destinées à recevoir les bobines sur ladite broche. Le mandrin expansible 20 est relié mécaniquement à un levier 22, lequel, lorsqu'on le fait pivoter, provoque la contraction dudit mandrin afin de permettre d'enlever les bobines terminées de la broche et de placer des douilles vides sur celle-ci en prévision d'un nouveau cycle de bobinage.
Un capuchon 35 est fixé à l'extrémité de la broche 12 de manière à tourner avec elle, par une clavette qui n'est pas représentée et un anneau de retenue 36. Le diamètre du capuchon 35 est légèrement plus petit que le diamètre intérieur de la douille 21 destinée à recevoir la bobine, afin que ladite douille puisse glisser sur ce capuchon lorsqu'une douille vide est placée sur la broche 12 et qu'une bobine terminée est enlevée de celle. La surface périphérique du capuchon 35 est de révolution et tronconique de manière à former un nez tronconique 37 (fig. 5, 6 et 7) axialement aligné avec une bride annulaire 38 et fixé à celle-ci. La broche 12 a une longueur telle que le nez 37 et une partie de la bride 38 font saillie au-delà de la douille 21 destinée à recevoir la bobine lorsque ladite douille est en position sur la broche.
Une fente 40 est pratiquée dans la périphérie de la bride 38 de façon à faire un angle d'approximativement 450 avec l'axe longitudinal du capuchon 35, et un organe 41 destiné à engager le fil est monté à pivot dans cette fente. L'organe 41 est de forme générale triangulaire et comprend un doigt 42 de saisie du fil disposé à l'un de ses sommets et formant un prolongement d'un de ses côtés. L'organe 41 est monté à pivot dans la fente 40 au voisinage de la périphérie de la bride 38 de façon à être dirigé vers le nez 37, au moyen d'une goupille 43 passant à travers une ouverture dudit organe voisine d'un second sommet de celui-ci et vissée dans le capuchon 35.
Un ressort 44 entoure la goupille 43, l'une de ses extrémités étant sélectivement engagée dans un des trous 45 pratiqués dans l'organe 41 au voisinage du troisième sommet 47 de celui-ci. L'autre extrémité du ressort 44 est t en engagement avec un épaulement 46 recouvrant la goupille 43 de façon que ledit organe 41 soit élastiquement repoussé vers l'intérieur de la pièce 35 avec le doigt 42 retiré dans la fente 40. Les trous 45 sont percés dans l'organe 41 de façon que l'on puisse modifier la charge appliquée par le ressort sur l'organe 41 et ainsi modifier la valeur de la vitesse à laquelle ledit doigt fera saillie de la fente 40 pour saisir un fil et mettre en route le cycle de bobinage de la manière expliquée en détail ci-après.
L'organe d'engagement du fil 41 fonctionne de la façon suivante pour saisir un fil en mouvement et mettre en route le cycle de bobinage. Le ou les fils en mouvement sont guidés en travers du nez tronconique 37, d'une manière qui sera expliquée en détail plus loin, et la broche 12 est mise en rotation.
Au fur et à mesure que la vitesse de rotation de la broche 12 augmente, le sommet 47 de l'organe 41 est sollicité radialement vers l'extérieur par la force centrifuge. Lorsque la vitesse de rotation de la bro che 12 atteint une valeur pour laquelle la vitesse superficielle de la douille 21 destinée à recevoir la bobine est telle qu'elle enroulerait le fil à une vitesse légèrement supérieure à celle du fil en mouvement, la force centrifuge agissant sur le sommet 47 sera suffisante pour surmonter l'action de la force du ressort 44, de sorte que ledit sommet 47 se déplacera vers l'extérieur, faisant ainsi pivoter le doigt 42 de saisie du fil en avant hors de la fente 40 par-dessus le nez tronconique 37 pour saisir le fil en mouvement et provoquer son enroulement sur la douille 21.
Du moment que la broche 12 tourne à une vitesse pour laquelle le fil est enroulé à une vitesse qui est supérieure à celle de son déplacement à l'instant où il est attaché à cette broche, tout relâchement de la tension du fil est rattrapé et une accumulation de relâchement est empêchée. Aussitôt que le fil commence à s'enrouler sur la douille 21, la tension dans ce fil soulève le bras compensateur 32 afin de ralentir ladite broche afin de faire correspondre la vitesse de bobinage à la vitesse de déplacement du fil. I1 est clair que la vitesse de rotation pour laquelle le doigt 42 sortira de la fente 40 peut être modifiée en changeant la force du ressort, en plaçant son extrémité dans un autre trou 45, ou en augmentant ou en diminuant la masse du sommet 47 ou sa distance de la goupille 43.
Un aspirateur 50 est monté sur le carter 17 au voisinage de l'extrémité antérieure de celui-ci au moyen d'une console 51. De l'air comprimé est fourni à l'aspirateur 50 par un tube 52 à partir d'une source non représentée. Une vanne 53 est intercalée dans le tube 52 afin de permettre de régler le débit d'air.
L'aspirateur 50 fonctionne pour recueillir le fil avancé par le métier à filer dans l'intervalle entre la fin d'un cycle de bobinage et le commencement d'un autre. Un tronçon de tube 54 est fixé à la sortie de l'aspirateur 50 pour conduire le fil recueilli par l'aspirateur à un récipient pour déchets de fil. Un rail de guidage du fil 55, en fil métallique, est fixé par une extrémité au côté inférieur du carter 17 au voisinage de la broche 12 approximativement au milieu de la longueur de celle-ci. Le rail 55, comme on le voit à la fig. 1, comprend un tronçon 56 qui s'étend vers le haut et vers la droite et un tronçon 57 qui s'étend ensuite vers l'avant dans un plan pratiquement horizontal en s'éloignant du carter 17.
Lorsque les bobines de fil ont été complètement bobinées sur la broche 12, l'opérateur de la machine déplace les fils en mouvement Y et Y' manuellement au-dessus du guide 28 pour les amener au voisinage de l'orifice de l'aspirateur 50 et coupe ensuite lesdits fils entre l'aspirateur et le guide 28, ensuite de quoi les fils sont aspirés dans l'aspirateur et déchargés à travers le tube 54 dans un récipient pour déchets.
L'opérateur arrête alors la machine, déplace le levier 22 pour provoquer la contraction du mandrin 20 et enlève les bobines pleines de la broche. Après que deux douilles vides 21 destinées à recevoir les bobines ont été placées sur le mandrin 20, le levier 22 est lâché pour bloquer lesdites douilles sur la broche 12 et le cadre 13 est déplacé dans le sens contraire de celui des aiguilles d'une montre, en regardant la fig. 1, pour amener lesdites douilles au voisinage des guides 16 pour le fil. L'opérateur tire ensuite les fils
Y et Y'manuellement vers le bas à travers le guide 28 et autour du carter 17 et de la broche 12 et passe le fil Y'autour du guide 31 et le fil Y autour du guide 30 portés par ledit bras compensateur.
Le fil Y est passé entre le tronçon 57 du rail 55 et la broche 12 et le fil Y' est mis en position de l'autre côté dudit tronçon 57. Les deux fils s'étendent alors en travers du nez tronconique 37 de la pièce 35 au voisinage de la bride annulaire 38 de celle-ci, par-dessus un guide 58 monté sur la console 51 et, de là, dans l'aspirateur 50 (fig. 1). La trajectoire du fil étant ainsi déterminée, le mécanisme de bobinage est mis en marche et lorsque la broche 12 atteint la vitesse donnée désirée, le doigt d'engagement du fil 42 fait saillie de la fente 40 dans la bride 38 pour saisir les deux fils Y et Y' et les faire s'enrouler sur le nez 37. Aussitôt que les fils ont été saisis de la sorte, la tension dans les fils entre la broche 12 et l'aspirateur 50 fait qu'ils se rompent au voisinage dudit aspirateur.
De même, aussitôt que les fils commencent à s'enrouler sur le nez 37, la tension dans les fils entre ledit nez et le bras compensateur 32 a pour effet de déplacer les fils sur la douille extérieure 21, vers l'intérieur. Du moment que le guide 30 est situé sensiblement au-dessous du point central de la douille extérieure, le fil Y aura tendance à s'arrêter au milieu de ladite douille. Le guide 31 est situé au-dessous du point central de la douille intérieure et le fil Y' passe également par-dessus le tronçon 57 du rail 55, de sorte que le fil Y'continue à se déplacer le long de la douille extérieure pour passer sur la douille intérieure.
Les deux guides mobiles 16 pour les fils sont du type à auto-enfilage, bien connu de l'homme du métier, et ils saisissent leur fil respectif Y et Y' et les déplacent longitudinalement le long de leurs douilles respectives afin de bobiner les bobines.