On sait que la qualité des câbles ou des quartes fabriqués au moyen de toronneuses ou de quarteuses, fonctionnant à grande vitesse, peut être améliorée si l'appareil de dévidage que ces machines comportent est équipé de dispositifs qui soumettent chaque fil individuellement à une tension constante pendant le fonctionnement de la machine.
Plusieurs types de dispositifs de mise sous tension peuvent être envisagés pour équiper ces machines. Toutefois, I'expérience a montré que leur emploi pratique entraînait, dans certains cas, des difficultés et des inconvénients qu'il importait d'éliminer. Le but de la présente invention est donc de proposer un appareil de dévidage, muni de dispositifs de mise sous tension des fils, de construction particuliérement avantageuse en ce qui concerne la mise en service et la régularité du fonctionnement de la toron neuse ouquarteuse. ou quarteuse.
Dans ce but, la présente invention a pour objet un appareil de dévidage pour toronneuse ou quarteuse, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs arbres tubulaires, constituant des organes de guidage de fil et des supports de bobines, montés sur un bâti de manière que leurs axes soient parallèles et entraînés en rotation à des vitesses constamment égales par un moteur commun, des moyens pour commander la vitesse du moteur en fonction de la vitesse de la toronneuse ou de la quarteuse et des organes de fixation amovibles montés chacun sur une extrémité libre de l'un desdits arbres, de maniére à assurer la fixation sur ces arbres de bobines débitrices de fil.
On va décrire ci-après, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil selon l'invention en se référant au dessin dont:
la fig. 1 est une vue en coupe partielle par l'axe d'un arbre porte-bobine;
la fig. 2 une vue en élévation dans le sens de la flèche A de la fig. 1, et
la fig. 3 un graphique illustrant la conduite des opérations lors de la mise en route de l'appareil de dévidage.
L'appareil de dévidage représenté au dessin sera décrit ci-après en admettant qu'il fait partie d'une quarteuse destinée à la fabrication de quartes, c'est-à-dire de câbles téléphoniques à quatre conducteurs torsadés avec un pas constant, chaque fil étant muni d'une isolation de matière plastique ou de papier de diamètre constant. On sait qu'il est essentiel, pour la réalisation de tels câbles, que les quatre conducteurs qui forment la quarte aient un diamètre de fil et un diamètre d'isolation constants ainsi qu'une section présentant une symétrie axiale parfaite, et que, de plus, il faut qu'ils soient en contact les uns avec les autres sur toute leur longueur, donc que la régularité du torsadage soit parfaite, même quand la vitesse de tirage du câble atteint les valeurs maximales demandées à l'heure actuelle.
Le bâti I de l'appareil de dévidage selon la fig. 1 porte quatre dispositifs de pivotement tels que le dispositif 2 constitué de deux paliers à billes 3 et 4, assujettis dans un logement cylindrique traversant le bâti 1. Les quatre dispositifs de pivotement 2 sont répartis sur le bâti 1, de préférence aux quatre sommets d'un carré, et leurs axes seront rigoureusement parallèles. Chacun d'eux porte un arbre tubulaire 5 muni à une extrémité d'une poulie 6 sur laquelle passe une courroie 7 tandis que son autre extrémité, qui présente un filetage 8, est libre et s'étend en direction de l'extrémité antérieure de la machine, de sorte qu'elle est accessible.
Les poulies 6 sont toutes entraînées par un moteur commun (non représenté) qui sera de préférence un moteur à vitesse réglable équipé d'un dispositif de commande de façon que la vitesse des arbres 5 puisse être modifiée progressivement à partir de l'arrêt jusqu'à une vitesse maximum prédéterminée.
L'agencement des poulies 6 et des courroies 7 est tel que les quatre arbres 5 tournent constamment à la même vitesse et, de préférence, dans le même sens, soit le sens inverse à celui des aiguilles de la montre lorsqu'on regarde la fig. 2.
Du côté opposé à la poulie 6 par rapport au dispositif de pivotement 2, l'arbre 5 porte un disque de frein 9 qui est embrassé par la machine de frein 10 de type connu en soi. La commande du frein peut être hydraulique ou pneumatique.
La partie libre de l'arbre 5, qui s'étend en porte à faux au-delà du disque 9, est destinée à porter une bobine 15 sur laquelle est enroulé un des fils 36 qui forment la quarte. Ce fil est enroulé, dans notre exemple, dans le sens des aiguilles de la montre vu à la fig. 2. En outre, l'arbre 8 est équipé d'une enveloppe antiballonnement 11, de forme cylindrique qui peut être constituée par une tôle métallique reliée à l'arbre 8 à son extrémité tournée vers les paliers 3 et 4, par des éléments de liaison rigides disposés radialement, ces éléments pouvant être un fond plat de forme circulaire 12 rigidement fixé à l'arbre 5. L'enveloppe 11 est coaxiale à l'arbre 5 et ouverte du côté de la droite à la fig. 1, c'est-à-dire du côté de l'extrémité libre de l'arbre.
Le cas échéant, la face interne de l'enveloppe 11 peut être garnie d'un revêtement destiné à éviter tout risque de blesser le fil 36 qui, comme on le verra plus loin, est en permanence en contact avec cette face interne.
Dans une autre forme d'exécution, I'antiballonnement 11 peut être fixé au bâti 1. L'arbre 5 et la bobine tourneraient alors par rapport à cette enveloppe.
La partie de l'arbre 5 qui traverse l'enveloppe 11 porte un support de bobine 13 en forme de douille cylindrique par exemple, qui peut être chassé sur l'arbre et soutenu à l'extrémité antérieure de l'arbre par une bague rapportée 14 vissée sur l'arbre.
Le diamètre extérieur du support de bobine 13 sera ajusté au diamètre interne du fût des bobines 15 qui sont destinées à être montées sur l'appareil de dévidage décrit. Ces bobines peuvent donc être engagées axialement sur le support 13 de façon à venir buter contre un épaulement que ce support présente à son extrémité gauche.
Le support de bobine 13 est fixé à l'arbre 5, de manière à maintenir en place une première goulotte 16 constituée d'un disque métallique par exemple en tôle muni d'une ouverture centrale qui s'engage sur l'arbre et dont le bord périphérique est replié selon une section en U de manière à former une gorge circulaire 17 dont le diamètre est approximativement égal à celui des joues de la bobine 15. La goulotte 16 est donc rigidement fixée à l'arbre 5 par le support 13, et, lors de l'engagement de la bobine 15, la joue de cette bobine située du côté des paliers 3 et 4 s'engage à l'intérieur de la gorge 17. Pour fixer la bobine, on utilise un écrou 18 à face externe cylindrique et dont le profil de l'extrémité avant est arrondi, cet écrou se vissant sur le filetage 8 de l'arbre 5.
Cet écrou maintient une seconde goulotte 19 également formée d'un disque de tôle dont le bord est replié de façon à former une gorge 20. La goulotte 19 peut être solidaire de l'écrou 18 ou constituer une pièce distincte. De préférence, elle sera munie d'une bague de centrage 21 fixée dans sa face interne et dimensionnée de façon à s'ajuster sur la portée cylindrique de la bague 14 et à appuyer contre la joue antérieure de la bobine 15 lorsque l'écrou 18 est vissé sur le filetage 8. Ainsi, la bobine 15 est rigidement fixée à l'arbre 5 et ses deux joues sont recouvertes par les goulottes 16 et 19.
L'écrou 18 peut être constitué par un dispositif de fermeture rapide utilisant par exemple un système à baïonnette.
L'arbre 5 est traversé dans toute sa longueur par un canal central cylindrique 22 présentant des arrondis à ses deux extrémités et, comme on le voit à la fig. 1, le fil 36 enroulé sur le fût de la bobine 15 est conduit depuis la bobine à travers ce canal 22 dans le sens de droite à gauche de la fig. 1. De l'extrémité gauche de l'arbre 5, le fil est dirigé sur une filière de quartage dans laquelle il est assemblé à des fils identiques provenant des autres bobines montées sur l'appareil décrit. Le tracé du fil 36 tel qu'il est représenté aux fig. I et 2 est celui qu'il suit pendant le fonctionnement de la machine.
Les courroies 7 entraînent en effet les bobines en rotation dans le sens de la flèche B à la fig. 2, soit dans le sens inverse à celui de l'enroulement 23 monté sur le fût de la bobine, de sorte qu'un segment de fil forme, sous l'effet de la force centrifuge, une boucle s'étendant depuis la surface de l'enroulement 23 jusqu'au contact de l'enveloppe antiballonnement Il, puis jusqu'à l'extrémité libre de l'arbre 5 où il pénètre dans le canal 22. On réalise ainsi un dispositif de mise sous tension du fil par effet de la force centrifuge qui est de construction ramassée et qui peut être réglé facilement.
Il suffit, en effet, de faire varier la vitesse de rotation du moteur d'entraînement des poulies 6 pour que la force centrifuge qui s'exerce sur les boucles de fil 36 formées avec chaque bobine se modifie exactement de la même façon pour les quatre fils de la quarte. Ainsi, les tensions auxquelles sont soumis ces différents fils restent constamment égales.
Les goulottes 16 et 19 jouent un rôle important dans le fonctionnement de l'appareil décrit en garantissant un dévidage régulier des bobines même lorsqu'il s'agit de bobines standards dont les enroulements ont été formés sur des bobinoirs travaillant de façon automatique, et notamment sur des bobinoirs à transfert de fil continu d'une bobine à la suivante. En effet, ces bobinoirs à fonctionnement automatique laissent nécessairement au début de l'enroulement une queue de fil dont la longueur est au moins égale à la différence des rayons entre le fût et la périphérie des joues de la bobine.
Normalement, cette queue de fil, représentée partiellement en 24 à la fig. 2, est noyée dans l'enroulement, mais au fur et à mesure que l'épaisseur de ce dernier diminue au cours de la formation du câble, elle apparaît et sous l'effet de la force centrifuge se développe radialement au voisinage de l'une ou l'autre des joues de la bobine. Il est clair que, en l'absence des goulottes 16 et
19, cette queue de fil pourrait, à partir d'un certain taux de dévidage, interférer avec le segment de fil 36 formant la boucle de mise en tension, ce qui pourrait conduire à des ruptures de fil. Au contraire, les goulottes 16 et 19 recueillent la queue de fil quelle que soit l'extrémité de la bobine à laquelle elle se trouve et empêchent toute interaction avec la boucle de mise en tension.
Finalement, les moyens décrits ci-dessus permettent de régler la grandeur des boucles lors du démarrage de la quarteuse en procédant de la façon suivante: une fois les bobines mises en place, les extrémités des fils 36 sont conduites dans les canaux 22, puis vers la filière, dans l'appareil de torsadage de la quarteuse et jusqu'à l'organe récepteur généralement constitué par une bobine réceptrice. Cette dernière est accouplée à des moyens d'entraînement en rotation dont la vitesse est également réglable et qui constituent les moyens de tirage du câble. Au démarrage de la machine, le moteur de l'appareil de dévidage est entraîné à une vitesse de rotation progressivement croissante selon le segment de droite incliné 25 (fig. 3).
Après quelques secondes, soit lorsqu'une certaine vitesse de rotation prédéterminée a été atteinte, I'accélération cesse et on maintient ce moteur en palier à une vitesse constante, comme le montre le segment 26. A ce moment, la quarteuse est mise en route à une vitesse progressivement croissante selon le segment de la ligne 27, et l'accélération de la quarteuse se poursuit linéairement jusqu'à ce que la vitesse de régime correspondant à la ligne en palier 28 soit atteinte. A partir d'un certain moment (ligne 29 à la fig. 3), on accélère à nouveau selon un segment de ligne 30 l'appareil de dévidage en synchronisme avec l'accéléra- tion de la quarteuse, et cela jusqu'à ce que la vitesse de palier représentée par le segment de ligne 28 soit atteinte.
La vitesse de rotation des bobines 15 correspond alors au palier 31 donnant la valeur de freinage choisie, c'est-à-dire la valeur de la tension à laquelle le fil est soumis.
Lors de l'arrêt de la machine, on procède de façon inverse comme le montrent les segments 32, 33, 34 et 35 du schéma de la fig. 3. Pour le ralentissement des arbres 5, on peut utiliser conjointement la commande du moteur d'entraînement des courroies 7 et les freins 10. On peut donc, en commandant les vitesses de la quarteuse et de l'appareil de dévidage selon le schéma de la fig. 3, amener l'appareil de dévidage dans un état de fonctionnement correspondant à ce qui est désiré. La tension sur les fils dépend des dimensions des boucles et de la vitesse de rotation des bobines débitrices.
Le cas échéant, la quarteuse pourrait être équipée d'un dispo
sitif de commande automatique programmé réalisant sans intervention manuelle le programme de montée en vitesse et de décélé
ration illustré par la fig. 3.
It is known that the quality of cables or quads produced by stranding or quartering machines, operating at high speed, can be improved if the unwinding apparatus which these machines comprise is equipped with devices which subject each wire individually to a constant tension. while the machine is in operation.
Several types of tensioning devices can be envisaged to equip these machines. However, experience has shown that their practical use entails, in certain cases, difficulties and inconveniences which it is important to eliminate. The aim of the present invention is therefore to provide an unwinding apparatus, provided with devices for tensioning the wires, of particularly advantageous construction as regards the commissioning and the regularity of the operation of the stranding or quartering machine. or quartermaster.
To this end, the present invention relates to a unwinding apparatus for a stranding or quartering machine, characterized in that it comprises several tubular shafts, constituting wire guide members and spool supports, mounted on a frame so that their axes are parallel and driven in rotation at constantly equal speeds by a common motor, means for controlling the speed of the motor as a function of the speed of the stranding machine or of the quarter machine and removable fasteners each mounted on a free end of one of said shafts, so as to ensure the attachment to these shafts of wire feed spools.
An embodiment of the apparatus according to the invention will be described below, by way of example, with reference to the drawing, of which:
fig. 1 is a view in partial section through the axis of a spool holder shaft;
fig. 2 is an elevational view in the direction of arrow A in FIG. 1, and
fig. 3 a graph illustrating the conduct of operations when starting up the unwinding apparatus.
The unwinding apparatus shown in the drawing will be described below, assuming that it is part of a quarter machine intended for the manufacture of quads, that is to say of telephone cables with four twisted conductors with a constant pitch, each wire being provided with a plastic or paper insulation of constant diameter. We know that it is essential, for the realization of such cables, that the four conductors which form the fourth have a constant wire diameter and a constant insulation diameter as well as a section having perfect axial symmetry, and that, more, they must be in contact with each other over their entire length, so that the regularity of the twisting is perfect, even when the cable pulling speed reaches the maximum values required at present.
The frame I of the unwinding apparatus according to FIG. 1 carries four pivoting devices such as the device 2 consisting of two ball bearings 3 and 4, secured in a cylindrical housing passing through the frame 1. The four pivoting devices 2 are distributed on the frame 1, preferably at the four vertices of 'a square, and their axes will be strictly parallel. Each of them carries a tubular shaft 5 provided at one end with a pulley 6 over which a belt 7 passes while its other end, which has a thread 8, is free and extends towards the front end of machine, so that it is accessible.
The pulleys 6 are all driven by a common motor (not shown) which will preferably be an adjustable speed motor equipped with a control device so that the speed of the shafts 5 can be changed gradually from standstill to at a predetermined maximum speed.
The arrangement of the pulleys 6 and of the belts 7 is such that the four shafts 5 constantly rotate at the same speed and, preferably, in the same direction, that is to say the opposite direction to that of the needles of the clock when looking at fig. . 2.
On the side opposite to the pulley 6 with respect to the pivoting device 2, the shaft 5 carries a brake disc 9 which is embraced by the brake machine 10 of a type known per se. The brake control can be hydraulic or pneumatic.
The free part of the shaft 5, which extends cantilevered beyond the disc 9, is intended to carry a spool 15 on which is wound one of the son 36 which form the fourth. This wire is wound, in our example, in the direction of the needles of the watch seen in fig. 2. In addition, the shaft 8 is equipped with an anti-balloon casing 11, of cylindrical shape which may be constituted by a metal sheet connected to the shaft 8 at its end facing the bearings 3 and 4, by elements of rigid connection arranged radially, these elements possibly being a flat bottom of circular shape 12 rigidly fixed to the shaft 5. The casing 11 is coaxial with the shaft 5 and open on the right side in FIG. 1, that is to say on the side of the free end of the shaft.
Where appropriate, the internal face of the casing 11 may be lined with a coating intended to avoid any risk of injuring the wire 36 which, as will be seen below, is permanently in contact with this internal face.
In another embodiment, the anti-balloon 11 can be fixed to the frame 1. The shaft 5 and the coil would then rotate relative to this envelope.
The part of the shaft 5 which passes through the casing 11 carries a spool support 13 in the form of a cylindrical sleeve for example, which can be driven onto the shaft and supported at the front end of the shaft by an attached ring. 14 screwed onto the shaft.
The outer diameter of the reel support 13 will be adjusted to the inner diameter of the barrel of the reels 15 which are intended to be mounted on the unwinding apparatus described. These coils can therefore be engaged axially on the support 13 so as to abut against a shoulder that this support has at its left end.
The spool support 13 is fixed to the shaft 5, so as to keep in place a first chute 16 consisting of a metal disc, for example made of sheet metal provided with a central opening which engages on the shaft and whose peripheral edge is folded in a U-shaped section so as to form a circular groove 17 whose diameter is approximately equal to that of the cheeks of the coil 15. The chute 16 is therefore rigidly fixed to the shaft 5 by the support 13, and , when the coil 15 is engaged, the cheek of this coil located on the side of the bearings 3 and 4 engages inside the groove 17. To fix the coil, a nut 18 with a cylindrical outer face is used and whose front end profile is rounded, this nut being screwed onto the thread 8 of the shaft 5.
This nut maintains a second chute 19 also formed of a sheet metal disc, the edge of which is folded back so as to form a groove 20. The chute 19 may be integral with the nut 18 or constitute a separate part. Preferably, it will be provided with a centering ring 21 fixed in its internal face and dimensioned so as to fit on the cylindrical surface of the ring 14 and to press against the front cheek of the coil 15 when the nut 18 is screwed onto the thread 8. Thus, the coil 15 is rigidly fixed to the shaft 5 and its two cheeks are covered by the chutes 16 and 19.
The nut 18 can be constituted by a rapid closing device using, for example, a bayonet system.
The shaft 5 is traversed in its entire length by a cylindrical central channel 22 having rounded offs at its two ends and, as seen in FIG. 1, the wire 36 wound on the barrel of the spool 15 is led from the spool through this channel 22 in the direction from right to left in FIG. 1. From the left end of the shaft 5, the wire is directed on a quartering die in which it is assembled with identical wires coming from the other spools mounted on the apparatus described. The route of the wire 36 as shown in FIGS. I and 2 is the one it follows during the operation of the machine.
The belts 7 in fact drive the coils in rotation in the direction of arrow B in FIG. 2, or in the opposite direction to that of the winding 23 mounted on the barrel of the spool, so that a segment of wire forms, under the effect of centrifugal force, a loop extending from the surface of winding 23 up to contact with the anti-balloon casing II, then up to the free end of shaft 5 where it enters channel 22. A device for tensioning the wire is thus produced by the effect of the centrifugal force which is of compact construction and which can be easily adjusted.
It suffices, in fact, to vary the speed of rotation of the drive motor of the pulleys 6 so that the centrifugal force which is exerted on the wire loops 36 formed with each spool is modified in exactly the same way for the four son of the fourth. Thus, the tensions to which these different threads are subjected constantly remain equal.
The chutes 16 and 19 play an important role in the operation of the apparatus described by guaranteeing a regular unwinding of the coils even in the case of standard coils whose windings have been formed on winders working automatically, and in particular on winders with continuous wire transfer from one spool to the next. In fact, these automatically operating winders necessarily leave at the start of winding a tail of wire the length of which is at least equal to the difference in the radii between the barrel and the periphery of the cheeks of the spool.
Normally, this thread tail, partially shown at 24 in FIG. 2, is embedded in the winding, but as the thickness of the latter decreases during the formation of the cable, it appears and under the effect of the centrifugal force develops radially in the vicinity of the either side of the coil. It is clear that, in the absence of the chutes 16 and
19, this yarn tail could, from a certain unwinding rate, interfere with the yarn segment 36 forming the tensioning loop, which could lead to yarn breaks. On the contrary, the chutes 16 and 19 collect the thread tail whatever the end of the spool at which it is located and prevent any interaction with the tensioning loop.
Finally, the means described above make it possible to adjust the size of the loops when starting the quarter machine by proceeding as follows: once the coils are in place, the ends of the wires 36 are conducted in the channels 22, then towards the die, in the twisting apparatus of the quarter machine and up to the receiving member generally constituted by a receiving reel. The latter is coupled to rotary drive means, the speed of which is also adjustable and which constitute the cable pulling means. When the machine is started up, the motor of the unwinding apparatus is driven at a gradually increasing speed of rotation along the inclined straight segment 25 (FIG. 3).
After a few seconds, that is, when a certain predetermined speed of rotation has been reached, the acceleration ceases and this motor is held in level at a constant speed, as shown in segment 26. At this moment, the quarter press is started. at a progressively increasing speed according to the segment of line 27, and the acceleration of the quarter press continues linearly until the operating speed corresponding to the stepped line 28 is reached. From a certain moment (line 29 in fig. 3), along a line segment 30, the unwinding apparatus is accelerated again in synchronism with the acceleration of the quarter press, and this until that the plateau speed represented by line segment 28 is reached.
The speed of rotation of the reels 15 then corresponds to the level 31 giving the chosen braking value, that is to say the value of the tension to which the wire is subjected.
When stopping the machine, the procedure is reversed as shown by segments 32, 33, 34 and 35 of the diagram of FIG. 3. To slow down the shafts 5, it is possible to use jointly the control of the drive motor of the belts 7 and the brakes 10. It is therefore possible, by controlling the speeds of the quarter machine and of the unwinding device according to the diagram of fig. 3, bring the unwinding apparatus into an operating state corresponding to what is desired. The tension on the threads depends on the dimensions of the loops and the speed of rotation of the supply coils.
If necessary, the quarteuse could be equipped with a
Programmed automatic control device carrying out the speed up and deceleration program without manual intervention
ration illustrated by FIG. 3.