Mandrin de bobinage à limiteur de couple à friction

Abstract

 - L'objet de l'invention est un mandrin de bobinage à limiteur de couple à friction, plus particulièrement destiné au rembobinage simultané sur plusieurs noyaux de bandes de matière, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un arbre moteur (1) sur lequel sont enfilées coaxialement et alternativement des entretoises annulaires (4) solidaires en rotation de l'arbre et des pièces d'entraînement annulaires (5) entraînées par friction par lesdites entretoises, l'ensemble entretoises-pièces étant serré axialement de manière réglable, des segments (13) expansibles radialement étant portés par chaque pièce d'entraînement annulaire (5) et montés coulissants sensiblement tangentiellement auxdites pièces d'entraînement de façon à s'écarter légèrement de l'arbre (1) lorsqu'ils sont déplacés dans la direction opposée à celle de rotation dudit arbre.
- Application au bobinage de matériaux en bande.

Description

[0001] La présente invention a trait à un mandrin de bobinage à limiteur de couple à friction, destiné plus particulièrement, mais non exclusivement, au rembobinage simultané sur plusieurs noyaux de plusieurs bandes d'un matériau quelconque, par exemple des bandes de chants.

[0002] Le but de l'invention est de proposer un dispositif permettant, de manière simple et rapide, la mise en place et le blocage sur le mandrin de rembobinage desdits noyaux ainsi que leur enlèvement, tout en permettant audit mandrin de tourner constamment plus vite que le dispositif délivrant les bandes à rembobiner.

[0003] A cet effet, l'invention a pour objet un mandrin de bobinage à limiteur de couple à friction, plus particulièrement destiné au rembobinage simultané sur plusieurs noyaux de bandes de matière, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un arbre moteur sur lequel sont enfilées coaxialement et alternativement des entretoises annulaires solidaires en rotation de l'arbre et des pièces d'entraînement annulaires entraînées par friction par lesdites entretoises, l'ensemble entretoises-pièces étant serré axialement de manière réglable, des segments expansibles radialement étant portés par chaque pièce d'entraînement annulaire et montés coulissants sensiblement tangentiellement auxdites pièces d'entraînement de façon à s'écarter légèrement de l'arbre lorsqu'ils sont déplacés dans la direction opposée à celle de rotation dudit arbre.

[0004] Avec un tel dispositif, la mise en place et le blocage sur le mandrin des noyaux de rembobinage est particulièrement rapide et facile. Il suffit d'enfiler sur le mandrin les noyaux de façon que chacun chevauche au moins partiellement un jeu de segments expansibles d'une des pièces d'entraînement et de faire entraîner par les noyaux lesdits segments en rotation en sens inverse de celui de l'arbre du mandrin pour bloquer sur ce dernier les noyaux grâce à l'expansion des segments.

[0005] Ce blocage peut se faire à la main en pressant chaque noyau contre un des segments de la pièce d'entraînement concernée, le coulissement tangentiel des segments relativement au mandrin étant assuré soit manuellement, le mandrin étant à l'arrêt, soit, dans le cas où le mandrin tourne, par traction de la bande à rembobiner, préalablement fixée au noyau, ou bien par la simple pression susdite exercée sur le noyau.

[0006] Dans chaque cas, c'est la tension que la bande exerce sur le noyau qui maintient celui-ci en position bloquée sur les segments.

[0007] A la fin du rembobinage, l'enlèvement des noyaux pleins est tout aussi rapide, les bobines étant désolidarisées du mandrin par une légère rotation par rapport au mandrin (à l'arrêt) dans le sens de rotation normale du mandrin.

[0008] Ce dernier, par ailleurs, étant entraîné à une vitesse de rotation constamment supérieure à la vitesse de délivrance des bandes à rembobiner, le limiteur à friction constitué par la succession alternée des pièces d'entraînement et des entretoises à friction assure constamment sur chaque bande la tension nécessaire à son rembobinage quel que soit le diamètre externe de la bobine.

[0009] D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation du dispositif de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels :

- Figure 1 est une vue en coupe verticale longitudinale d'un mandrin conforme à l'invention,

- Figure 2 est une vue en élévation latérale et en coupe d'une pièce d'entraînement du dispositif de la figure 1 et

- Figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la pièce de la figure 2.

[0010] On a représenté sur la figure 1 un mandrin d'une machine à bobiner (non représentée) comprenant un arbre moteur 1 muni sur toute sa longueur d'une rainure 2 parallèle à son axe 3.

[0011] Sur l'arbre 1 sont enfilés deux types de pièces annulaires, à savoir une entretoise 4 et une pièce dite d'entraînement 5.

[0012] Dans la partie utile 6 du mandrin les pièces 4 et 5 sont réparties en alternance, une pièce d'entraînement 5 étant prise en sandwich entre deux entretoises 4.

[0013] Les entretoises 4 sont de simples rondelles plates munies chacune d'un trou radial 7 recevant par exemple une goupille 8 pénétrant dans la rainure 2 de manière que toutes les entretoises 4 soient solidaires en rotation de l'arbre 1.

[0014] Les flancs des entretoises 4 en contact avec les pièces 5 sont rectifiés de façon à avoir le même coefficient de frottement au droit des différentes pièces 5 dont le matériau est choisi en conséquence. Un des matériaux connus sous la dénomination commerciale "ERTALON" convient particulièrement à la présente application.

[0015] Au contraire des pièces 4 qui sont solidaires en rotation de l'arbre 1, les pièces 5 ne sont pas clavetées sur cet arbre mais uniquement entraînées en rotation par friction par lesdites pièces 4.

[0016] Du côté de l'extrémité libre de l'arbre 1, les pièces 4, 5 sont retenues par une paire d'entretoises spéciales 9, également clavetées sur l'arbre 1 par des goupilles 8 et entre lesquelles sont disposés des ressorts 10 de pressage des pièces 4,5 les unes contre les autres.

[0017] La pression, réglable, s'exerce à l'aide d'un écrou 11 placé en bout d'arbre 1 et vissé sur l'extrémité filetée 12 de ce dernier. Sur la figure 1 on a représenté deux positions de serrage dudit écrou 11.

[0018] Les pièces 4 et 5 sont coaxiales à l'arbre 1 et ont même diamètre extérieure, cependant, chaque pièce d'entraînement 5 comporte (figures 2 et 3) plusieurs segments expansibles 13. Ces segments sont au nombre de trois pour chaque pièce 5 dans le mode de réalisation représenté mais pourraient être en nombre différent, supérieur ou même inférieur à trois.

[0019] Chaque segment 13 a une forme arquée de même courbure que la face cylindrique externe des pièces porteuses 5.

[0020] Dans le mode de réalisation représenté les segments 13 s'étendent sur un arc de cercle légèrement inférieur à 120° en position rétractée et sont logés dans une gorge circulaire 14 ménagée dans le pourtour des pièces 5 et de section rectangulaire comme les segments.

[0021] Chaque segment 13 est articulé, sur sa face interne et dans sa partie centrale, par exemple sur une goupille élastique 15 coaxiale à l'axe 3 et traversant un bossage 16 solidaire du segment.

[0022] Les extrémités des goupilles 15 dépassent des bossages 16 et peuvent librement coulisser dans deux rainures parallèles 17.

[0023] Les rainures 17 sont ménagées dans les flancs en regard des logements 18 réalisés dans chaque pièce 5 pour recevoir les bossages 16 des segments 13, les bossages glissant sur le fond 18a (parallèle aux rainures 17) des logements.

[0024] Les paires de rainures présentent des extrémités qui sont à des distances différentes de l'axe 3 du mandrin et leur agencement est tel que lorsqu'une goupille (15′, Figure 2) est à l'extrémité des rainures la plus proche dudit axe 3, le segment (13′) présente un diamètre externe très légèrement supérieur à celui de la pièce 5, alors que dans l'autre position extrême (15˝) de la goupille le long des rainures 17, le segment (13˝) est dans sa position d'expansion radiale maximale.

[0025] Par ailleurs, la goupille passe de la position 15′ la plus rapprochée de l'axe 3, à la position 15˝ la plus éloignée en se déplaçant le long des rainures 17 approximativement en sens contraire du sens de rotation (flèche 19, figure 2) des pièces 5.

[0026] Une série de noyaux indépendants sur lesquels doivent être bobinées ou rembobinées des bandes de chants par exemple, sont enfilés sur le mandrin, celui-ci étant à l'arrêt.

[0027] Chaque noyau repose sur au moins l'un des segments d'un jeu de segments de l'une des pièces 5.

[0028] Il est à noter que le noyau peut être éventuellement décalé axialement par rapport audit jeu de segments sans aucune conséquence.

[0029] Le blocage ou verrouillage entre chaque noyau et sa ou ses pièces d'entraînement 5 s'effectue principalement de deux maniéres.

[0030] Par exemple on appuie avec la main le noyau contre le segment sous-jacent qui fait légèrement saillie par rapport aux pièces 4 et 5 et l'on fait pivoter le noyau de façon à faire passer ledit segment (ainsi que les deux autres par voie de conséquence) de la position rétractée 13′ à la position expansée 13˝. On peut alors fixer sur le noyau l'extrémité de la bande à rembobiner et mettre en marche la machine de débobinage-rembobinage. Avant le démarrage du mandrin la bande fixée en position tendue sur le noyau maintient les segments en position expansée.

[0031] Pendant toute la durée de l'opération, le mandrin selon l'invention est entraîné à une vitesse toujours supérieure à la vitesse de débobinage ou de délivrance des bandes à rembobiner. Par suite, toutes les bandes en cours de rembobinage demeurent constamment en tension ce qui maintient et renforce le blocage de chaque noyau sur sa ou ses pièces d'entraînement 5, ladite tension étant toutefois limitée par le système à friction prévu entre les pièces 5 et les pièces 4.

[0032] Suivant une autre manière de procéder, le mandrin étant à l'arrêt, les noyaux sont enfilés et les extrémités des bandes à rembobiner fixées aux noyaux. La machine est alors mise en route, les noyaux se bloquant d'eux-mêmes sur les pièces 5, le blocage pouvant éventuellement être facilité en pressant un court instant chaque noyau contre le mandrin.

[0033] L'enlèvement des noyaux pleins est tout aussi aisé et rapide. Il suffit d'entraîner à la main chaque bobine dans le sens de rotation normale du mandrin pour replacer les segments de la position expansée 13˝ à la position rétractée 13′ permettant le libre passage des noyaux au dessus des segments.

[0034] Les noyaux ont un diamètre compris entre les diamètres extrêmes de rétraction et d'expansion des segments.

[0035] Il est à noter que la différence entre ces deux diamètres extrêmes est suffisante pour permettre au dispositif de l'invention d'entraîner des noyaux pouvant avoir de légères variations du diamètre intérieur.

[0036] Il est également à noter que les noyaux, qui sont habituellement en carton, ne sont pas déformés par les segments 13 du fait de la surface de contact importante. Pour éviter le glissement entre les segments et les noyaux la surface externe des segments est avantageusement striée ou reçoit un traitement anti-glisse.

[0037] Le nombre des pièces d'entraînement 5 à segments expansibles 13 peut bien entendu varier dans de larges mesures en fonction de la longueur du mandrin et de la largeur de chaque pièce 5.

[0038] Par ailleurs, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes notamment en ce qui concerne le nombre, la forme et l'agencement des segments 13 sur chaque pièce d'entraînement 5, les moyens de guidage sur cette dernière pièce des segments pour les faire passer de leur position de rétraction à leur position d'expansion maximale, ainsi que l'agencement des entretoises 4 et des moyens de friction entre ces dernières et lesdites pièces d'entraînement 5.

Revendications

1. Mandrin de bobinage à limiteur de couple à friction, plus particulièrement destiné au rembobinage simultané sur plusieurs noyaux de bandes de matière, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un arbre moteur (1) sur lequel sont enfilées coaxialement et alternativement des entretoises annulaires (4) solidaires en rotation de l'arbre et des pièces d'entraînement annulaires (5) entraînées par friction par lesdites entretoises, l'ensemble entretoises-pièces étant serré axialement de manière réglable, des segments (13) expansibles radialement étant portés par chaque pièce d'entraînement annulaire (5) et montés coulissants sensiblement tangentiellement auxdites pièces d'entraînement de façon à s'écarter légèrement de l'arbre (1) lorsqu'ils sont déplacés dans la direction opposée à celle de rotation dudit arbre.

2. Mandrin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque pièce d'entraînement (5) comporte une gorge circulaire périphérique (14) dans laquelle sont reçus au moins deux segments (13) arqués, articulés dans leur partie centrale (16) chacun sur une goupille ou similaire (15) parallèle à l'axe (3) de l'arbre moteur (1) et mobile entre une première position (15′) de rapprochement maximal de ladite goupille du segment (13) et une seconde position (15˝) d'éloignement maximal, dans deux rainures parallèles (17) ménagées dans le logement (18) de réception dudit segment.

3. Mandrin suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque pièce d'entraînement (5) comporte trois segments (13) couvrant chacun un arc légèrement inférieur à 120° en position rétractée, le diamètre externe des segments (13) étant légèrement supérieur à celui des pièces d'entraînement (5), des stries ou autres moyens anti-glisse étant ménagés sur la face externe des segments.

4. Mandrin suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit ensemble entretoises (4)-pièces d'entraînement (5) est serré à l'aide de deux entretoises (9) enfilées sur le mandrin et entre lesquelles sont disposés des ressorts (10) et d'un écrou (11) vissé sur l'extrémité filetée (12) de l'arbre moteur (1).

Dessins