Machine pour câbler des fils La présente invention a pour objet une machine pour câbler des fils, par exemple des fils textiles. Elle concerne plus particulièrement une machine permettant de câbler les fils sans modifier d'une manière appréciable la torsion des fils individuels.
Dans la préparation des fils utilisés pour la fabrication des pneumatiques d'automobiles, des courroies industrielles et de nombreux autres arti cles, il est désirable de câbler au moins deux fils de manière à former un câble possédant une certaine longueur et certaines caractéristiques d'allongement, de résistance à l'usure et d'endurance aux flexions répétées. Cette fabrication est effectuée actuellement, dans la plupart des cas, par un procédé comprenant de multiples opérations ; dans ce procédé, on donne aux fils individuels une torsion en Z, puis on les tord ensemble en S.
Ce procédé non seulement exige plusieurs opérations, mais présente en outre un autre inconvénient, du fait que le taux de produc tion est relativement faible, quand on veut produire à un prix raisonnable des câbles de qualité élevée. Ceci résulte du fait que le taux de production est proportionnel à la vitesse de la broche. D'autre part, la vitesse économique de la broche ou vitesse de torsion dépend des dimensions du bobinage. Un bobinage de dimensions relativement faibles permet de grandes vitesses de torsion, mais introduit un grand nombre de noeuds et demande aux opérateurs de la machine un temps plus long pour effectuer la levée de la bobine.
Si le bobinage possède de grandes dimensions et si la vitesse est également élevée, la consommation d'énergie de la broche et la tension du câble sont considérables. L'emploi d'un équip - ment de torsion à forte tension provoque des ten sions élevées d'enroulement, qui soumettent le câble à des tensions trop élevées dans le bobinage pen dant des périodes considérables.
On a suggéré dans le passé de remédier à ces difficultés en formant, à partir d'un premier bobi nage d'alimentation, un ballon d'un fil autour d'un deuxième bobinage d'alimentation, de manière à câbler ainsi les fils ensemble d'une manière héli coïdale. La production commerciale avec ces dispo sitifs anciens impliquait l'emploi d'un grand nombre de broches, et elle n'a pas été un succès à cause des difficultés rencontrées pour obtenir un produit uni forme au point de vue longueur, allongement, résis tance à l'usure et résistance aux flexions répétées.
Dans les anciennes machines, qui servaient à tordre ensemble des fils en faisant tourner un ballon de fil, à partir d'un premier bobinage d'alimenta tion, autour d'un second bobinage d'alimentation, les deux fils étaient amenés ensemble dans un canal axial d'une broche à rotation rapide.
Dans la forme d'exécution de la machine selon l'invention, qui sera décrite plus loin, les fils provenant d'un bobi nage extérieur et d'un bobinage intérieur sont réunis pour le câblage sensiblement au sommet du ballon ; cette caractéristique et une commande de tension exercée sur chacun des fils facilitent le maintien d'une meilleure commande de la vitesse d'avance ment des fils, vers le point où se produit le câblage, et une meilleure commande de la position du fil immédiatement avant et pendant le câblage.
Jusqu'à présent, l'emplacement du point de câblage, c'est-à-dire du point d'intersection des fils qui doivent être combinés, était soumis à des chan gements fortuits par suite de variations de certaines conditions, en particulier de la tension des fils ; ces variations provoquaient un câblage non uniforme. On a trouvé qu'on peut stabiliser l'emplacement du point de câblage, quelles que soient les fluctuations temporaires des conditions de l'opération ; cette sta bilisation est obtenue au moyen de la disposition symétrique des pièces, de l'égalisation des tensions et aussi de l'égalisation des vitesses d'avance des fils.
On peut envisager un câblage du type Y, dans lequel chaque fil constitue une branche de l'Y et le fil combiné ou câble constitue le pied de l'Y ; cette action permet d'obtenir un meilleur câble pos sédant une plus grande résistance de rupture, un allongement plus faible et un diamètre relativement plus petit.
On peut également réaliser une égalisation de l'avance des fils. Dans ce but, dans une forme d'exé cution de la machine, un fil peut être projeté en forme de ballon autour d'un bobinage, à partir duquel on tire un second fil à câbler avec 1e pre mier fil. Cette forme d'exécution peut comporter des moyens pour diriger chaque fil vers le point de câblage suivant le type Y, directement à partir d'un cabestan séparé, sans aucun dispositif supplémen taire de guidage par enroulement;
les cabestans indi viduels, autour desquels les fils respectifs sont enroulés, peuvent être accouplés mécaniquement de manière à tourner en synchronisme, afin de réaliser la même avance linéaire des deux fils au moyen d'un dispositif de réception du câble. On peut réaliser d'autre part une symétrie géométrique d'ensemble entre les trajets suivis par les fils jusqu'au point de câblage, grâce à la disposition des cabestans et à l'accouplement mécanique entre ceux-ci, accouple ment qui permet de les faire tourner dans les deux sens l'un par rapport à l'autre.
On peut aussi dimi nuer davantage la résistance de guidage par enrou lement en alignant l'un au moins des cabestans avec la direction d'entrée du fil venant du ballon.
On peut réaliser une forme d'exécution de la machine dans laquelle la broche et le dispositif de réception sont accouplés en synchronisme de ma nière à obtenir avec une très grande précision le nombre désiré des tours de câblage à introduire dans une longueur donnée du câble.
On peut utiliser également un dispositif de com mande de tension du ballon, pour compenser et corriger automatiquement des fluctuations tempo raires de la tension et de la configuration du ballon, et un dispositif indépendant de commande de la tension du fil fourni par le bobinage intérieur au ballon, en vue de maintenir automatiquement à une valeur plus constante la tension d'arrivée de ce fil à son cabestan du dispositif d'égalisation d'avance.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution et des variantes de la machine selon l'invention.
La fig. 1 est une vue latérale en élévation de cette forme d'exécution. La fig. 2 est une coupe, à plus grande échelle, d'un ensemble d'organes représenté à la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe, à plus grande échelle, d'un autre ensemble représenté à la fig. 1.
La fig. 4 est une vue en plan correspondant à la fig. 3.
La fig. 5 est une vue latérale, partiellement en coupe, d'une variante.
La fig. 6 est une coupe, à plus grande échelle, d'une autre variante.
La fig. 7 est une vue en plan correspondant à la fi-. 6.
La fig. 8 est une vue en perspective, à plus grande échelle, d'un organe de ladite forme d'exé cution.
La fig. 9 est une vue en perspective de l'organe représenté à la fig. 8, dans une autre position. Comme on le voit en fi-. 1, ladite forme d'exé cution présente un bobinage de fil 11 que l'on appellera par la suite le bobinage extérieur ; ce bobinage est formé sur une bobine d'un type quelconque, qui est supportée au moyen d'un axe 12 de manière que son axe longitudinal soit vertical et que le fil se déroule à l'une de ses extrémités. Un guide-fil en queue de cochon 13 est disposé au-dessus du bobinage ; un bras horizontal 14 porte plusieurs dispositifs de tension à disques 15, qui sont répartis suivant une courbe le long de ce bras.
Une poulie 15a est alignée avec l'axe d'une broche de câblage 16, qui est montée sur un châssis 17 et dont l'axe est légèrement incliné par rapport à la verticale.
Comme on le voit mieux sur la<B><U>fi-.</U></B> 2, la broche de câblage est portée par un support cylindrique 18 traversant une ouverture 20 du châssis 17 ; ce sup port 18 comporte, près de son extrémité supérieure, une collerette 21, dirigée vers l'extérieur, qui est appliquée contre les parties marginales du châssis 17 et qui est fixée sur celles-ci par des vis 22. A l'inté rieur du support cylindrique 18 sont montés deux paliers 24, 26 à faible frottement, dont l'un r--pose sur un épaulement 27, formé sur la surface interne du support 18, et peut par conséquent supporter une charge verticale.
Un arbre 28 s'étend à travers ces paliers ; des écrous de verrouillage empêchent celui-ci de se déplacer suivant son axe par rapport aux paliers. L'extrémité inférieure de l'arbre 2.8 s'étend au-delà du support cylindrique 18 et porte une roue dentée 30, qui est calée au moyen d'un écrou 32 de manière à tourner avec cet arbre. La rotation de la roue dentée 30, et par conséquent de l'arbre 28, est assurée par l'arbre 34 d'un moteur électrique 35, au moyen d'une chaine 36 (fig. 1).
L'arbre 28 comporte un canal axial 38 partant de la base de la broche et se terminant par une partie sensiblement radiale 40 aboutissant à un ori- fice 42 ménagé dans la paroi d'un manchon 44 entourant étroitement l'arbre 28, immédiatement au-dessus du support cylindrique 18.
La partie 40 du canal et l'orifice 42 sont limités vers le bas par un organe rapporté et rainuré 41 de guidage de fil, dont les détails sont représentés sur les fig. 8 et 9. Cette partie 40 du canal et l'orifice 42 sont limités vers le haut par une fente courbe, qui s'étend radialement et vers l'intérieur à travers le manchon 44, puis à une certaine distance radiale à l'intérieur de l'arbre 28, de manière à communi quer avec le canal axial 38. Une bague de ver rouillage 43, entourant l'extrémité inférieure du manchon 44 et serrée de préférence par contraction sur celui-ci, maintient en place l'organe rapporté 41.
Si on se réfère aux fig. 8 et 9, on voit que l'organe rapporté 41 possède, quand on le regarde en coupe horizontale, la forme générale d'un T, dont une partie transversale et arrondie 230 a un rayon de courbure égal à celui du manchon 44 et dont une âme 232 en forme de quadrant est disposée symé triquement et à angle droit par rapport à la partie 230. Un canal 234, dont le fond est arrondi, est taillé dans le bord marginal et circulaire de l'âme 232 et s'étend à travers l'extrémité supérieure de la partie transversale 230. Un canal 236 de même forme est prévu près de l'extrémité supérieure de la partie 230 ; il est perpendiculaire au canal 234 et coupe celui-ci.
On voit donc que le canal 234 constitue une surface arrondie de guidage, sur laquelle un fil peut être tiré à partir du canal axial 38 jusqu'à l'extérieur du manchon 44. Le canal transversal 236 permet de diriger ce fil latéralement, dans l'un ou l'autre sens suivant le sens de rotation choisi par la broche. Les surfaces d'intersection des canaux 234, 236 sont arrondies et polies en 238 de manière à offrir au fil une surface lisse.
A son extrémité supérieure, le manchon 44 comporte une lèvre 45 faisant saillie latéralement ; sur celle-ci est fixé le bord intérieur et périphérique d'un organe métallique et annulaire en tôle 46, qui est largement évasé. Le manchon 44 et l'organe 46 constituent ensemble une ailette en forme de cuvette. La surface cylindrique extérieure du manchon 44, au niveau de l'orifice 42 dans le sens transversal, est excentrée par rapport à l'axe de l'arbre 28, de manière à former un dispositif d'emmagasinage du fil par enroulement, dont le rôle sera expliqué plus loin. Une variante pourrait présenter un dispositif d'emmagasinage comportant deux échelons ou étages.
Un prolongement 48 de l'arbre 28 s'étend au- delà de l'extrémité supérieure du manchon 44 ; sur ce prolongement sont montés, au moyen d'écrous et d'épaulements, les chemins intérieurs de roulement de deux paliers à billes espacés 50 et 51. Les che mins extérieurs de ces roulements à billes sont emmanchés à la presse dans l'alésage 52 d'un man chon 54, dont la configuration extérieure générale est tronconique ; ces chemins de roulement sont appliqués contre des épaulements 53, 53' ménagés à cet effet dans l'alésage 52.
Le manchon 54 est ajusté dans l'ouverture centrale conique du cône 56 d'un bobinage de fil 58 (désigné ci-après par l'ex pression bobinage intérieur de fil ). Un carter cylindrique 60 entoure le bobinage intérieur de fil sur au moins une partie importante de sa dimension verticale ; ce carter comporte à son extrémité infé rieure une paroi annulaire d'extrémité 61 et un court prolongement 62 d'un diamètre considérable ment réduit. Ce prolongement 62 est ajusté avec serrage sur une collerette 63 formée à l'extrémité inférieure du manchon 54.
La partie supérieure et marginale du carter 60 est munie d'un joint 64 en matière souple, par exemple en chloroprène, sur lequel s'applique une lèvre 66 d'un couvercle 67 du carter 60. Ce couvercle 67 est articulé sur le carter 60 au moyen d'une bande pliante 68 en caout chouc ou en une matière analogue ; il est maintenu en place contre le carter par un verrou à friction 69, diamétralement opposé à la bande 68. Les parois latérales du couvercle 67 prolongent approximati vement les parois latérales du carter 60, tandis que sa paroi supérieure 70 s'incline progressivement vers le haut jusqu'à un sommet percé d'un orifice 71.
Cet orifice,est muni d'une pièce 71a en une matière résistant à l'usure et munie d'un alésage divergeant vers ses deux extrémités ; les bords des orifices de cet alésage sont lisses et arrondis de manière à éviter l'usure du fil. Pour empêcher la rotation du bobi nage intérieur 58 et du carter 60 pendant le fonc tionnement de la broche, un poids 60a (fig. 1) est fixé au carter, excentriquement par rapport à l'axe de la broche, pour maintenir le carter au repos. Le principe général de fonctionnement est analogue à celui utilisé dans les broches de torsion à rap port 2/1.
Un support 72 est porté par la paroi supérieure inclinée 70 du couvercle 67. Ce support comprend une embase annulaire 73, qui est déformée de manière à s'appliquer exactement contre la paroi 70 sur laquelle elle est fixée, par exemple par des vis, deux pieds 76 inclinés vers le haut et vers l'intérieur, qui sont fixés à leurs extrémités infé rieures sur l'embase 73 en des points de sa péri phérie espacés de 900, et enfin un manchon de ser rage 77 fixé sur les extrémités supérieures des pieds 76.
Plusieurs dispositifs de tension à disques 78 sont répartis sur une partie de l'embase 73, de pré férence sur un arc d'environ 1800 du côté opposé aux pieds 76 ; ces dispositifs 78 ont leurs axes verti caux (à angle droit par rapport au plan de la paroi supérieure 70) et permettent d'ajouter une tension donnée au fil sortant de l'orifice 71. Comme on le voit sur la fig. 1, une fente longitudinale 79 est découpée sur toute la longueur et d'un côté du manchon 77, tandis qu'une oreille 80 fait partie intégrante du manchon de chaque côté de la fente.
Des orifices de coïncidence, dont l'un est taraudé, sont percés dans les oreilles 80, et une vis 82 vissée dans l'orifice taraudé traverse les deux orifices en coïncidence. En faisant tourner cette vis, on rap proche naturellement les oreilles pour diminuer le diamètre effectif du manchon. Le manchon 77 comprend, à son extrémité inférieure, une collerette 84 comportant des méplats 86 en des points espacés correspondant à l'écartement des pieds 76 par rap port à l'embase 73 ; les extrémités supérieures des pieds 76 peuvent être fixées facilement sur ces méplats.
Un dispositif 88 d'égalisation d'avance des fils, dont les détails sont représentés sur les fig. 3 et 4, est supporté par le manchon de serrage du.support 70. Ce dispositif comprend un arbre 90, compor tant à son extrémité supérieure une partie élargie 92 présentant deux faces planes et opposées 93, qui sont inclinées vers le haut et vers l'intérieur. A son extrémité inférieure, l'arbre 90 est ajusté à la presse dans les chemins intérieurs de roulement de deux paliers à billes 94, 96, maintenus écartés l'un de l'autre par un tube 98.
Les chemins extérieurs de roulement des paliers 94, 96 sont ajustés à la presse dans les extrémités d'un manchon 100, qui est maintenu par frottement dans le manchon de ser rage 77. L'arbre 90 peut ainsi tourner librement autour de son axe longitudinal. Dans chacune des faces planes et opposées de la partie élargie 92 est ménagé un orifice 102, dont l'axe est perpendicu laire au plan de la face et qui est taraudé pour recevoir l'extrémité filetée 104 d'un arbre court 106. Chaque arbre 106 porte une collerette 108, contre une extrémité de laquelle s'appuie le chemin inté rieur de roulement d'un palier à billes 110 ; ce palier est maintenu sur l'arbre court 106 par un écrou 112 vissé sur l'extrémité libre de cet arbre.
Le chemin extérieur de roulement du palier 110 est ajusté à la presse dans l'alésage 114 d'un cabestan creux 116 ou 116', qui peut ainsi tourner librement autour de l'arbre 106. La surface périphérique du cabestan comporte une gorge profonde 118. L'extrémité infé rieure du cabestan 116 porte un prolongement 120 dans la surface extérieure duquel une série péri phérique de dents coniques 122 est taillée. Une roue dentée folle 126 à denture conique est portée par l'arbre 90 de manière à pouvoir tourner libre ment sur celui-ci par l'intermédiaire d'un palier anti friction 124. Cette roue dentée 126 se trouve entre le manchon 100 et la partie élargie 92 ; ses dents sont en prise avec les roues dentées 122 des cabes tans 116, 116'.
Pour réaliser le jeu nécessaire entre le manchon 100 et la roue dentée folle 126, une rondelle d'écartement 128 est intercalée entre les paliers 124 et 94. L'assemblage longitudinal est maintenu au moyen d'un écrou 129, vissé sur l'extré mité inférieure de l'arbre 90.
Un canal axial 130, dont l'axe coïncide avec celui de l'arbre 28 et de l'orifice 71, s'étend sur toute la longueur de l'arbre 90 et de la partie élargie 92. Une extrémité d'un guide-fil 132, en forme de rigole, est ajustée à la presse dans l'extrémité supé- rieure du canal 130 ; cette extrémité du guide-fil 132 fait saillie vers le haut et latéralement vers le cabes tan 116',à partir de l'extrémité supérieure du canal 130, et se termine par une lèvre 134, qui s'étend tangentiellement à la surface périphérique de la gorge 118.
La partie latérale du guide-fil 132 porte un support 133, en forme de lame verticale, sur lequel est fixé un axe de tension à enroulement<B>1.35,</B> qui s'étend transversalement au-dessus de cette partie latérale dans un but que l'on expliquera plus loin. Sur la partie élargie 92 est fixée une extrémité d'un guide-fil 136 en queue de cochon, dont l'axe de l'oeilleton 158 s'étend plus ou moins tangentielle ment à la surface périphérique de la gorge 118 du cabestan 116.
Si on se réfère de nouveau à la fig. 1, on y voit qu'une bobine de tirage 144 entrainé.e et une bobine folle à gorge 146 coopérante sont disposées au- dessus du dispositif d'égalisation 88 d'avance des fils et sont supportées par un élément du bâti (non représenté). La bobine folle 146 est disposée de manière que sa première gorge, se trouvant du côté de droite à la fig. 1, soit alignée tangentiellement avec l'axe de l'arbre 90 du dispositif 88.
Au-dessus des bobines de tirage se trouve un dispositif courant de réception comprenant une barre transversale 148, qui porte un guide-fil 150, et une bobine de récep tion 152 entraînée de la manière habituelle par un rouleau 154 de contact superficiel.
Une liaison de rotation est réalisée entre le dispo sitif de réception et la broche de câblage ; à cet effet, une rotation est transmise par une roue dentée 160 (fig. 1), fixée sur l'arbre 34 du moteur 35, et par l'intermédiaire d'une chaîne 162, à une roue dentée 164 portée par une extrémité d'un arbre vertical 166. A l'autre extrémité de cet arbre est monté un pignon conique 168 engrenant avec un autre pignon conique<B>170</B> porté par un arbre 172 s'étendant perpendiculairement à l'arbre 166. Une roue 174 à denture droite est également montée sur l'arbre 172 et transmet la rotation, par l'intermé diaire d'une roue dentée folle 176, à une roue 178 à denture droite.
Cette roue 178 est montée sur l'arbre 180 de la bobine de tirage 144 et engrène avec une autre roue dentée 182 calée sur l'arbre 184 du rouleau d'entraînement 154. Pour que le câble recueilli sur la bobine 152 s'enroule sur celle-ci avec une tension sensiblement constante, sur l'arbre 182 est monté un embrayage à friction constitué par deux disques de friction 186, 186', dont les faces adjacentes sont appliquées l'une contre l'autre par un ressort de compression 188, disposé entre le disque 186' et une collerette 189 réglable le long de l'arbre 184.
Le rapport de transmission entre les roues den tées 178 et 182 est choisi de manière que la surface du rouleau d'entraînement 154 ait tendance à se déplacer légèrement plus vite que la surface de la bobine de tirage 144, en produisant ainsi un glisse ment entre les deux disques de friction 186, 186'. Dans ces conditions, l'embrayage transmet un couple constant et permet par conséquent au câble de s'en rouler sur la bobine 152 avec une tension constante. En réglant la position de la collerette 189 axiale- ment par rapport au disque 186', on donne au ressort 188 la tension nécessaire pour réaliser le couple qui fournit la tension désirée d'enroulement.
Cette disposition réalise donc une tension sélective d'enroulement du câble dans un domaine s'étendant entre une valeur inférieure à la tension de torsion ou câblage et une valeur supérieure à cette tension.
Par conséquent, on peut donner une valeur désirée quelconque au rapport de transmission entre le dispositif de réception et la broche de câblage, en choisissant correctement les dimensions des diffé- rents engrenages, roues dentées de chaîne, etc., des éléments de transmission du dispositif de réception ; ce rapport reste constant pour une disposition par ticulière quelconque de ces éléments, et assure ainsi un degré élevé de précision au nombre des tours de torsion introduits dans le câble par unité de longueur de celui-ci.
On va expliquer maintenant le fonctionnement du mécanisme. Un fil X provenant du bobinage 11 traverse le guide en queue de cochon 13 et passe entre les disques des dispositions de tension 15. Au moyen d'un serpent , ou dispositif d'enfilage semi-flexible, on fait passer le fil X à travers l'orifice axial 38 de l'arbre 28, et on le fait sortir par les orifices radiaux alignés 40, 42.
On le fait passer ensuite d'un côté du carter 60 et du couvercle de carter 67 pour l'introduire dans l'oailleton 158 du guide-fil 136 associé au dispositif égalisateur d'avance des fils. Ensuite, on enroule un ou plu sieurs tours du fil X dans la gorge périphérique du cabestan 116, puis on fait plusieurs tours de fil sur les bobines de tirage 144, 146. On fait passer alors le fil dans le guide 150 et finalement on l'enroule plusieurs fois sur la bobine de réception 152.
En ce qui concerne le fil Y sortant du bobinage intérieur 58, il est nécessaire d'abord de placer le couvercle à sa position d'ouverture, en dégageant le verrou 69, pour accéder au bobinage 58. Le cou vercle étant ouvert, on fait passer le fil Y dans l'alésage de la pièce 71a, après quoi on ferme de nouveau le couvercle et on le verrouille.
On fait passer alors le fil entre les disques des dispositifs de tension 78, puis vers le haut à travers l'orifice axial 130 de l'arbre 90 en utilisant un ser pent ; ensuite, on passe le fil dans le guide 132 et on lui fait faire plusieurs tours sur la gorge périphé rique du cabestan 116'. Pour compléter la mise en place du fil Y, il suffit de maintenir l'extrémité de ce fil en contact avec le fil X et de faire démarrér le moteur d'entraînement ; les deux extrémités des fils X et Y commencent à se déplacer sur les bobines de tirage 144, 146, de manière à compléter automa tiquement l'opération de mise en place des fils.
Quand le moteur 35 a démarré, l'arbre 28 et l'ailette 44, 46 tournent comme le dispositif de récep- tion. Par suite de la rotation de ces éléments, le fil X tourne, en formant un ballon, autour du carter 60 et du couvercle 67. En formant le ballon, le fil prend sensiblement la forme d'une sinusoïde.
La tension du fil à la sortie du ballon, de même que les dimen sions et la configuration du ballon, sont comman dées par une surface d'emmagasinage de fil 47 à enroulement ; cette surface à l'extrémité inférieure du manchon 44 de l'ailette reçoit le fil sous une tension primaire, produite par les dispositifs de ten sion 15 à disques.
La tension primaire fournie par les dispositifs 15 est choisie de manière que, pour un fil donné, une certaine vitesse de la broche et une configuration déterminée de la surface d'emma gasinage à enroulement, le frottement de l'air ou traînée du ballon produise un enroulement angulaire déterminé du fil sur la surface 47. Si la tension d'entrée du fil X augmente, la vitesse de tirage étant constante, il en résulte une augmentation de la ten sion globale et par conséquent une contraction du ballon.
Le ballon contracté est soumis de la part de l'air à un frottement plus faible, du fait que sa vitesse circonférentielle a diminué, et le fil peut donc accélérer son mouvement en diminuant la longueur d'enroulement du fil sur la surface d'emmagasinage. La diminution de la longueur d'enroulement réduit la tension et le ballon peut donc reprendre sa con figuration normale et ses dimensions normales.
Si la tension d'entrée diminue, le ballon aug mente ses dimensions, et par conséquent sa vitesse circonférentielle ; il en résulte un plus grand frotte ment de l'air et par conséquent une augmentation de la longueur d'enroulement du fil sur la surface d'em magasinage. Cette augmentation de la longueur d'en roulement est accompagnée par une augmentation correspondante de tension, qui ramène les dimen sions du ballon aux valeurs nécessaires.
Ainsi, le dispositif d'emmagasinage du fil, en coopérant avec une tension primaire, agit comme un régulateur et fournit au ballon la quantité nécessaire de fil pour conserver sa configuration et maintenir constante la tension du fil à la sortie du ballon.
Pour faciliter une meilleure régulation de la configuration du ballon, pour une gamme étendue de fils de différents types et de différents poids, la surface d'emmagasinage du fil est de préférence du type dit latéral et hélicoïdal à gorges en spirale ; dans une surface d'emmagasinage de ce type, les deux séries de gorges ont des pas opposés et des rayons augmentant progressivement.
Une surface d'emmagasinage de fil, qui satisfait approximative ment aux exigences indiquées ci-dessus, peut être formée en utilisant une surface excentrée ou plu sieurs surfaces excentrées dont les dimensions aug mentent progressivement. On a représenté sur la fig. 2, à titre d'exemple, une surface d'emmagasinage 47 du type à deux gradins excentrés ; sur cette sur face, le gradin inférieur présente une surface cylin drique excentrée par rapport à l'axe de la broche, tandis que le gradin supérieur présente une surface cylindrique, qui est décalée axialement par rapport à la surface précédente, mais qui se raccorde à celle-ci ;
ce gradin supérieur possède un rayon de courbure plus grand que celui du gradin inférieur, mais il est excentré aussi par rapport à l'axe de la broche. Cette surface d'emmagasinage à deux gra dins permet l'enroulement du fil sur des distances radiales qui augmentent progressivement à partir de l'axe de la broche. On peut donc sélectionner le fonctionnement en choisissant pour l'entraînement du ballon le bras de levier s'adaptant le mieux aux exigences de commande du fil particulier utilisé.
Les dispositions précédentes permettent de com mander la forme du ballon avec une précision suffi sante pour éviter que le fil de celui-ci ne vienne en contact avec le support du bobinage intérieur ou les organes séparateurs extérieurs. Si un fil, par exemple en matière thermoplastique, se déplaçant à grande vitesse, venait en contact avec de telles surfaces, il en résulterait une usure du fil et une diminution de sa résistance.
La tension du fil Y, quand il approche de son cabestan 116', est déterminée en grande partie par le réglage des dispositifs de tension 78 montés sur l'embase 73 du support 72. On a constaté que le déplacement d'un fil à faible résistance de rupture, tel qu'un fil de rayonne, à une vitesse relativement élevée, donne naissance à des débris de filaments par suite de la torsion introduite dans le fil entre le cabestan<B>116'</B> et les dispositifs de tension 78.
On peut manipuler un tel fil, en évitant ces débris de filaments, si on introduit une tension additionnelle dans le fil Y, immédiatement avant qu'il vienne en contact avec le cabestan 116'. Cette tension addi tionnelle est fournie par l'axe de tension<B>135,</B> qui est disposé au-dessus du guide-fil 132 et autour duquel le fil Y peut s'enrouler. En augmentant de cette manière la tension du fil Y, près du cabestan 116', on peut diminuer la tension fournie par les dispositifs 78 dans la zone de torsion et on évite ainsi la rupture de filaments dans le fil.
Ainsi, en maintenant une tension relativement élevée dans le fil Y, la vitesse de broche relativement élevée nécessaire pour produire dans le fil X du ballon une tension égale à la tension du fil Y permet de faire tourner la broche à des vitesses considérables réali sant des taux de production élevés.
La rotation du fil, quand il forme le ballon autour du bobinage intérieur et du carter, produit une rotation correspondante du dispositif d'égalisa tion 88 par suite de l'engagement du fil dans le guide-fil 136. Pendant que le dispositif 88 tourne, les cabestans 116, 116' guident leurs fils respectifs le long de trajets convergents sensiblement fixes, jusqu'à ce que les fils se combinent en un câble unique. Il faut remarquer que la roue dentée 126 fonctionne principalement comme une roue folle et peut tourner librement par rapport à l'arbre 90 et au manchon 100.
Elle fournit cependant une com posante d'énergie aux cabestans 116, 116', pour s'opposer au moins partiellement à la résistance positive présentée par les paliers des cabestans, comme on l'expliquera plus loin. L'avance réelle du fil à travers le mécanisme est réalisée par les bobines de tirage 144, 146. Cette avance provoque cepen dant la rotation des cabestans 116, 116', par suite de-l'engagement de friction de leurs fils respectifs avec leurs surfaces périphériques respectives. Du fait que les cabestans 116, 116' sont reliés entre eux par des engrenages, la rotation de l'un d'eux doit pro duire une rotation correspondante de l'autre.
Par conséquent, en supposant que les fils soient correc tement mis en place, il est impossible que l'un des fils progresse à travers le mécanisme à une vitesse linéaire supérieure à celle de l'autre fil.
Le dispositif 88, dans lequel passe le fil Y comme expliqué, de manière à produire une torsion en S, tourne dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre (en regardant la fig. 4). La configuration des cabestans 116, 116' et de la roue dentée folle 126 est calculée de manière que l'avance des fils X et Y, à l'intérieur d'une marge désirée de torsion de câblage, fasse tourner les cabestans à la vitesse voulue pour entraîner la roue dentée folle, également dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, mais à une vitesse résultante légère ment inférieure à celle de l'égalisateur.
La roue dentée folle 126 subit le frottement de l'air, qui pro duit un couple résistant tendant à s'opposer à sa rotation. Ce couple résistant est produit en grande partie par le frottement de l'air sur les dents de la roue 126, mais il est augmenté au moyen d'ailettes 140 disposées à la périphérie du corps de cette roue dentée.
Ce couple résistant tendant à s'opposer à la rotation de la roue 126 est dirigé de manière à faci liter la rotation des cabestans<B>116,</B> 116' engrenant avec la roue 126. Cette assistance fournie par ce couple à la rotation des cabestans est calculée de préférence de manière à réaliser une composante d'énergie à résistance négative, qui est égale à la résistance positive présentée par les paliers des cabestans. Comme la vitesse de fonctionnement de la broche est comprise entre 6000 et 10 000 tours- minute, les forces centrifuges s'exerçant sur les paliers des cabestans peuvent atteindre 1000 à 3000 g et multiplient ainsi considérablement le frot tement de ces paliers.
Une résistance importante des paliers tend à provoquer un glissement du fil, d'où il résulterait une action moins efficace des cabes tans pour maintenir une avance égale des deux fils jusqu'au point de câblage. La disposition décrite ci-dessus permet de surmonter ces difficultés et assure au câble une qualité optima.
La machine décrite permet de former, par une véritable torsion symétrique en Y, un câble possé dant des caractéristiques améliorées au point de vue résistance, allongement, résistance à l'usure et endurance aux flexions répétées. D'autre part, la disposition symétrique des cabestans 116, 116' et le fait que ceux-ci sont accouplés ensemble, de manière à tourner en synchronisme, éliminent la nécessité de commander avec précision la tension de chacun des fils X, Y à leur approche des cabes tans ; cette commande serait nécessaire autrement pour obtenir un produit uniforme, si on n'utilisait pas des cabestans à égalisateur.
On peut produire un câble perfectionné en uti lisant la machine décrite plus haut, mais il est dési rable, quand on veut obtenir finalement une action de torsion équilibrée, d'effectuer la régulation de la tension du fil Y, au moment où il arrive au cabestan 116' du dispositif d'égalisation 88. A cet effet, dans une variante, les dispositifs de tension 78 à disques sont remplacés par un dispositif de tension com pensateur représenté dans son ensemble en 190 sur la fi-. 6.
Sur les fig. 6 et 7, 192 désigne une plaque montée sur l'embase annulaire 73, cette plaque 192 comportant deux boulons verticaux 194, 196, dont chacun est muni d'un manchon 197 en céramique et s'étend vers le haut à travers deux disques de tension 198, 200 coopérant ensemble et perforés en leurs centres. Une plaque de support 202 est fixée sur les extrémités supérieures des bou lons 194, 196, entre des écrous 203. Le bord de droite de la plaque 202 est muni d'une charnière 204, sur laquelle est fixée une plaque de pression 206.
Cette plaque 206 s'étend partiellement au- dessus des disques de tension 198, 200 ; elle com porte des orifices 208 en coïncidence avec les bou lons 194, 196 ; ces orifices ont un diamètre supé rieur à celui des écrous inférieurs 203 et suffisant pour permettre à la plaque 206 de pivoter sans venir en contact avec les écrous. Un organe annulaire de support 210 est fixé sur le dessous de la plaque 206, symétriquement par rapport à chacun des orifices 208. Une rondelle 212, en feutre ou en une autre matière élastique appropriée, est disposée entre chaque disque clé tension 200 et son organe annu laire correspondant 210.
Un bras de commande 214, fixé sur la plaque de pression 206, s'étend à partir de celle-ci et se termine par une lèvre 216 s'étendant vers le bas, sur laquelle est montée une poulie de guidage 218.
Le bras 214 présente, entre ses extrémités, un trou 220 destiné à recevoir avec jeu un boulon ver tical 222, qui est fixé à son extrémité inférieure sur la plaque 192 de manière à ne pas tourner. L'extré mité libre du boulon 222, qui s'étend à travers le bras 214 et au-delà de celui-ci, est entouré dans l'ordre indiqué ci-après par un ressort de tension 224, une rondelle 226 et un écrou moleté de réglage 228.
Ainsi, on voit qu'en réglant l'écrou 228, de manière à le rapprocher ou à l'éloigner du bras 214, on peut faire varier la force avec laquelle les dis ques de tension 198 et 200 sont poussés l'un vers l'autre ; on peut donc, au moyen d'un réglage parti culier de l'écrou 228, ajouter une tension donnée à un fil se déplaçant entre ces disques. Pendant le fonctionnement, le fil Y sortant du bobinage 58 traverse la pièce 71a, puis un guide 193, se dirige ensuite entre les deux disques 198 et 200, et enfin passe sous la poulie de guidage 218 pour se diriger vers le haut et arriver au dispositif d'égalisation 88.
Il faut remarquer que la tension ajoutée au fil par les disques 198, 200 exerce sur le bras 214 une force dirigée vers le haut et opposée à la force fournie vers le bas par le ressort de ten sion 224 ; pour un réglage donné de l'écrou 228, avec une tension d'entrée constante du dispositif de tension 190, on obtient donc une tension résultante de sortie qui est sensiblement constante.
Si la ten sion d'entrée du dispositif 190 augmente, la ten dance à produire une augmentation de la tension de sortie est détectée par le bras de commande 214, qui réagit avec. une force plus grande contre la tension du ressort 224, en réduisant ainsi la pres sion entre les disques 198, 200 afin de rétablir la tension primitive. Une diminution de la tension d'entrée fait réagir le dispositif 190 d'une manière analogue, mais dans le sens opposé, afin de com penser la plus faible tension d'entrée par une ten sion additionnelle et de rétablir ainsi la tension pri mitive.
En choisissant et calculant convenablement les pièces, on peut donc réaliser le dispositif 190 de manière à maintenir une tension d'entrée constante dans le fil Y, au moment où il pénètre dans le dis positif égalisateur 88.
On élimine en grande partie toute tendance du bras de commande 214 à osciller ou à exercer une action exagérée de commande, dans des conditions de variations rapides de la tension, au moyen d'un dispositif d'amortissement, se présentant sous la forme d'un dash-pot 215 supporté par l'embase 73 et contenant un liquide visqueux. Un plongeur 217 susceptible d'être immergé dans le liquide com porte une tige 219 articulée à son extrémité supé rieure sur le bras 214 en 221. Ce dispositif réalise l'action d'amortissement nécessaire, sans nuire à la sensibilité du dispositif de tension.
On voit qu'un dispositif compensateur de ten sion, tel que celui décrit ici, présente l'avantage non seulement de maintenir une tension plus constante dans l'un des fils à câbler, mais aussi d'offrir un moyen extrêmement efficace pour régler la ten sion de manière à l'égaler à celle maintenue dans le ballon par l'autre fil. En réglant la position de l'écrou de réglage 228 de chaque broche, dans une installation à broches multiples, on dispose d'un moyen facile pour obtenir rapidement un réglage de tension qui facilite l'obtention d'un câble plus uniforme.
Dans la forme d'exécution que l'on vient de décrire, l'égalisateur d'avance des fils est fixé sur le couvercle du carter du bobinage intérieur et peut donc se déplacer d'un seul bloc avec ce carter. Dans certains cas, cette disposition peut être désavanta geuse et présenter des difficultés en particulier pour l'enfilage. On a représenté sur la fig. 5 une variante qui permet de réduire de telles difficultés en sus pendant l'égalisateur au châssis de la machine.
Dans cette variante, un manchon 250 est supporté au- dessus du carter du bobinage intérieur, en aligne ment axial avec l'arbre 28 et en un point convenable du châssis, au moyen d'un bras 252. Un palier à faible frottement 253 est ajusté à la presse dans l'alésage du manchon 250, près de chaque extrémité de celui-ci. Un arbre creux et rotatif 254 passe dans ces paliers et s'étend vers le bas. Une partie 256 de l'arbre 254, s'étendant en dessous du manchon 250, possède un diamètre plus grand et comporte une fente diamétrale qui la traverse complètement, sauf aux coins supérieurs, en 258, et à la partie inférieure 260.
Les bords internes des parties pleines 258, 260 doivent être arrondis et lisses pour éviter tout risque d'usure du fil. A l'extrémité inférieure de la partie fendue 256 se trouve un prolongement 262, qui porte un pignon conique fou 264 pouvant tourner librement et indépendamment, et une petite plaque de support 266 possédant des faces latérales inclinées 268 ; cette plaque est réunie au prolon gement 262 au moyen d'une vis 270, de manière à tourner avec ce prolongement.
Chacune des faces 268 est percée et taraudée pour recevoir l'extrémité filetée d'un arbre court 272, qui supporte un cabestan 274 tournant libre ment ; l'axe géométrique de cet arbre court et du cabestan est perpendiculaire au plan de la face 268. Les cabestans comportent, à leurs extrémités infé rieures, des pignons coniques 276 pris dans la masse, qui engrènent avec le pignon fou 264.
En dessous de la plaque 266, un bloc 278 est fixé sur le prolon gement 262 de manière à tourner avec celui-ci, et un guide-fil 280 s'étend latéralement de chaque côté du bloc; les oeilletons de ces guide-fils sont sensi blement alignés tangentiellement et respectivement avec des points opposés de la périphérie des cabes tans 274. A l'extrémité du prolongement 262 se trouve un guide-fil 282 en forme de L ou de U, qui est dirigé vers le bas.
La mise en place du fil dans cette variante découle d'une manière plus ou moins évidente de la description de la première forme d'exécution. Après avoir fait passer le fil X à travers la broche de câblage, on l'enfile à travers l'oeilletôn de l'un des guides 280 en queue de cochon, et on l'enroule sur plusieurs tours autour de l'un des cabestans 274. Ensuite, on le fait passer à travers la fente de la portion d'arbre 256 et on le fait remonter à travers l'alésage de l'arbre 254, après quoi on peut le faire passer dans le dispositif de réception comme on l'a expliqué précédemment.
Après avoir fait passer à travers l'orifice du couvercle du carter le fil Y fourni par le bobinage intérieur, on introduit ce fil à travers le guide 282, puis à travers l'autre guide 280, et on lui fait faire plusieurs tours sur l'autre cabestan 274. Ensuite on fait passer le fil \91 à travers la fente de la portion d'arbre 256, puis dans l'alésage de l'arbre 254, et enfin sur le dispositif de réception.
Dans les deux formes d'exécution, il est essen tiel que les fils soient engagés par traction sur les surfaces des cabestans et ne glissent pas sur ces surfaces. Un tel engagement des fils est généralement obtenu si les cabestans sont entièrement métalliques et si on enroule sur ceux-ci un nombre suffisant de tours de fil. Les surfaces périphériques des cabes tans doivent être évidemment lisses et leurs vitesses doivent être égales.
On remarquera que l'action de la broche de câblage ne change pas la torsion des fils individuels, si on excepte une augmentation ou diminution négli geable résultant du tirage du fil à partir d'une extré mité du bobinage.
La description précédente se rapporte à une broche de câblage unique et à soi, mécanisme associé de réception, mais on comprend facilement que la disposition des pièces, représentée schématiquement sur la fig. 1, est idéale pour le fonctionnement en parallèle d'un nombre approprié quelconque de bro ches disposées sur un châssis commun et entrainées par une source commune d'énergie motrice.
La terminologie utilisée plus haut et compre nant en particulier les termes au-dessus , au- dessous , ne sert qu'à décrire les positions de certains éléments par rapport à d'autres éléments quand la machine se trouve dans sa position verticale normale, mais il est bien entendu que cette termi nologie ne limite pas à des positions précises l'em placement des différents éléments.