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.
Machine for wiring threads The present invention relates to a machine for wiring threads, for example textile threads. It relates more particularly to a machine for wiring the wires without appreciably modifying the twist of the individual wires.
In the preparation of wires used for the manufacture of automobile tires, industrial belts and many other articles, it is desirable to wire at least two wires so as to form a cable having a certain length and certain elongation characteristics. , resistance to wear and endurance to repeated flexing. This manufacture is currently carried out, in most cases, by a process comprising multiple operations; in this process, the individual threads are given a Z-twist and then twisted together in an S-shape.
This process not only requires several operations, but also has another drawback, because the production rate is relatively low, when it is desired to produce high quality cables at a reasonable price. This results from the fact that the production rate is proportional to the speed of the spindle. On the other hand, the economic speed of the spindle or speed of torsion depends on the dimensions of the coil. A relatively small coil size allows high torsion speeds, but introduces a large number of knots and requires machine operators to take longer to lift the coil.
If the winding has large dimensions and the speed is also high, the energy consumption of the spindle and the cable tension are considerable. The use of high tension torsion equipment causes high winding tensions, which subject the cable to excessively high tension in the winding for considerable periods of time.
It has been suggested in the past to overcome these difficulties by forming, from a first supply winding, a balloon of one wire around a second supply coil, so as to wire the wires together. in a helical way. Commercial production with these old devices involved the use of a large number of pins, and it was not successful because of the difficulties encountered in obtaining a uniform product in terms of length, elongation and strength. to wear and resistance to repeated bending.
In the old machines, which were used to twist together threads by rotating a ball of thread, from a first supply winding, around a second supply winding, the two threads were brought together in a axial channel of a fast rotating spindle.
In the embodiment of the machine according to the invention, which will be described later, the son coming from an outer coil and an internal coil are united for the wiring substantially at the top of the ball; this feature and a tension control exerted on each of the yarns facilitate the maintenance of better control of the speed of advance of the yarns, towards the point where wiring occurs, and better control of the position of the yarn immediately before and during wiring.
Until now, the location of the wiring point, i.e. the point of intersection of the wires which are to be combined, has been subject to fortuitous changes due to variations in certain conditions, in particular the tension of the threads; these variations caused non-uniform wiring. It has been found that the location of the wiring point can be stabilized regardless of temporary fluctuations in operating conditions; this stabilization is obtained by means of the symmetrical arrangement of the parts, the equalization of the tensions and also the equalization of the speeds of advance of the son.
One can envisage a wiring of the Y type, in which each wire constitutes a branch of the Y and the combined wire or cable constitutes the foot of the Y; this action results in a better cable with greater breaking strength, lower elongation and relatively smaller diameter.
It is also possible to equalize the advance of the wires. For this purpose, in one embodiment of the machine, a wire may be projected in a balloon shape around a coil, from which a second wire is drawn to be wired with the first wire. This embodiment may include means for directing each wire to the Y-type wiring point directly from a separate capstan, without any additional winding guide device;
the individual capstans, around which the respective wires are wound, can be coupled mechanically so as to rotate in synchronism, in order to achieve the same linear advance of the two wires by means of a device for receiving the cable. On the other hand, an overall geometric symmetry can be achieved between the paths followed by the wires up to the wiring point, thanks to the arrangement of the capstans and to the mechanical coupling between them, coupling which allows them to be connected. rotate in both directions relative to each other.
It is also possible to further reduce the guiding resistance by winding up by aligning at least one of the capstans with the direction of entry of the yarn coming from the balloon.
One can realize an embodiment of the machine in which the spindle and the receiving device are coupled in synchronism so as to obtain with very high precision the desired number of turns of wiring to be introduced into a given length of the cable.
A ball tension control device can also be used, to automatically compensate and correct for temporary fluctuations in the tension and configuration of the balloon, and an independent device for controlling the tension of the thread supplied by the internal winding of the ball. balloon, with a view to automatically maintaining at a more constant value the tension of arrival of this wire at its capstan of the advance equalization device.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment and variants of the machine according to the invention.
Fig. 1 is a side elevational view of this embodiment. Fig. 2 is a section, on a larger scale, of a set of members shown in FIG. 1.
Fig. 3 is a section, on a larger scale, of another assembly shown in FIG. 1.
Fig. 4 is a plan view corresponding to FIG. 3.
Fig. 5 is a side view, partially in section, of a variant.
Fig. 6 is a section, on a larger scale, of another variant.
Fig. 7 is a plan view corresponding to fi-. 6.
Fig. 8 is a perspective view, on a larger scale, of a member of said embodiment.
Fig. 9 is a perspective view of the member shown in FIG. 8, in another position. As seen in fi-. 1, said embodiment has a winding of wire 11 which will be called the outer winding hereinafter; this coil is formed on a coil of any type, which is supported by means of an axis 12 so that its longitudinal axis is vertical and the wire unwinds at one of its ends. A pigtail yarn guide 13 is arranged above the coil; a horizontal arm 14 carries several disc tensioning devices 15, which are distributed along a curve along this arm.
A pulley 15a is aligned with the axis of a wiring pin 16, which is mounted on a frame 17 and whose axis is slightly inclined relative to the vertical.
As best seen on <B> <U> fi-. </U> </B> 2, the wiring pin is carried by a cylindrical support 18 passing through an opening 20 of the frame 17; this support 18 comprises, near its upper end, a flange 21, directed outwards, which is applied against the marginal parts of the frame 17 and which is fixed to them by screws 22. Inside of the cylindrical support 18 are mounted two bearings 24, 26 with low friction, one of which is placed on a shoulder 27, formed on the internal surface of the support 18, and can therefore support a vertical load.
A shaft 28 extends through these bearings; locking nuts prevent it from moving along its axis relative to the bearings. The lower end of the shaft 2.8 extends beyond the cylindrical support 18 and carries a toothed wheel 30, which is wedged by means of a nut 32 so as to rotate with this shaft. The rotation of the toothed wheel 30, and consequently of the shaft 28, is ensured by the shaft 34 of an electric motor 35, by means of a chain 36 (FIG. 1).
The shaft 28 has an axial channel 38 extending from the base of the spindle and terminating in a substantially radial portion 40 terminating in an orifice 42 formed in the wall of a sleeve 44 closely surrounding the shaft 28, immediately at the bottom. -above the cylindrical support 18.
The part 40 of the channel and the orifice 42 are limited downwards by an insert and grooved member 41 for guiding the thread, the details of which are shown in FIGS. 8 and 9. This part 40 of the channel and the orifice 42 are limited upwards by a curved slot, which extends radially and inwardly through the sleeve 44, then at a certain radial distance inside. of the shaft 28, so as to communicate with the axial channel 38. A worm ring 43, surrounding the lower end of the sleeve 44 and preferably tightened by contraction thereon, holds the attached member in place 41.
If we refer to fig. 8 and 9, it can be seen that the attached member 41 has, when viewed in horizontal section, the general shape of a T, a transverse and rounded part 230 of which has a radius of curvature equal to that of the sleeve 44 and of which a quadrant-shaped core 232 is disposed symmetrically and at right angles to part 230. A channel 234, the bottom of which is rounded, is cut into the marginal and circular edge of the core 232 and extends through through the upper end of the cross section 230. A channel 236 of the same shape is provided near the upper end of the section 230; it is perpendicular to the channel 234 and intersects the latter.
It can therefore be seen that the channel 234 constitutes a rounded guide surface, on which a wire can be drawn from the axial channel 38 to the outside of the sleeve 44. The transverse channel 236 makes it possible to direct this wire laterally, in the 'one or the other direction depending on the direction of rotation chosen by the spindle. The intersecting surfaces of the channels 234, 236 are rounded and polished at 238 so as to provide a smooth surface to the wire.
At its upper end, the sleeve 44 has a lip 45 projecting laterally; on the latter is fixed the inner and peripheral edge of a metal and annular sheet member 46, which is widely flared. The sleeve 44 and the member 46 together constitute a cup-shaped fin. The outer cylindrical surface of the sleeve 44, at the level of the orifice 42 in the transverse direction, is eccentric with respect to the axis of the shaft 28, so as to form a device for storing the wire by winding, of which the role will be explained later. A variant could present a storage device comprising two rungs or floors.
An extension 48 of shaft 28 extends beyond the upper end of sleeve 44; on this extension are mounted, by means of nuts and shoulders, the inner raceways of two spaced ball bearings 50 and 51. The outer races of these ball bearings are press-fitted into the bore 52 a man chon 54, the general exterior configuration of which is frustoconical; these raceways are applied against shoulders 53, 53 'provided for this purpose in the bore 52.
The sleeve 54 is fitted into the tapered central opening of the cone 56 of a wire coil 58 (hereinafter referred to as the inner wire coil pressure). A cylindrical housing 60 surrounds the inner coil of wire over at least a substantial part of its vertical dimension; this housing comprises at its lower end an annular end wall 61 and a short extension 62 of a considerably reduced diameter. This extension 62 is tightly fitted to a flange 63 formed at the lower end of the sleeve 54.
The upper and marginal part of the casing 60 is provided with a gasket 64 made of flexible material, for example chloroprene, on which a lip 66 of a cover 67 of the casing 60 is applied. This cover 67 is articulated on the casing 60. by means of a folding strip 68 made of rubber or a similar material; it is held in place against the casing by a friction latch 69, diametrically opposed to the band 68. The side walls of the cover 67 extend approximately the side walls of the casing 60, while its upper wall 70 tilts progressively towards the bottom. high to a top pierced with an orifice 71.
This orifice is provided with a part 71a made of a material resistant to wear and provided with a bore diverging towards its two ends; the edges of the orifices of this bore are smooth and rounded so as to prevent wear of the wire. To prevent the rotation of the inner coil 58 and the housing 60 during the operation of the spindle, a weight 60a (fig. 1) is attached to the housing, eccentrically with respect to the axis of the spindle, to keep the housing in position. rest. The general principle of operation is analogous to that used in 2/1 ratio torsion pins.
A support 72 is carried by the inclined upper wall 70 of the cover 67. This support comprises an annular base 73, which is deformed so as to rest exactly against the wall 70 on which it is fixed, for example by screws, two. feet 76 inclined upwards and inwards, which are fixed at their lower ends on the base 73 at points on its periphery spaced 900 apart, and finally a clamping sleeve 77 fixed on the upper ends of the 76 feet.
Several disc tensioning devices 78 are distributed over a portion of the base 73, preferably over an arc of about 1800 on the side opposite the feet 76; these devices 78 have their vertical axes (at right angles to the plane of the upper wall 70) and allow a given tension to be added to the wire coming out of the orifice 71. As can be seen in FIG. 1, a longitudinal slit 79 is cut along the entire length and one side of the sleeve 77, while an ear 80 forms an integral part of the sleeve on either side of the slit.
Coincidence holes, one of which is threaded, are drilled in the ears 80, and a screw 82 screwed into the threaded hole passes through the two holes in coincidence. By turning this screw, we naturally close the ears to reduce the effective diameter of the sleeve. The sleeve 77 comprises, at its lower end, a flange 84 comprising flats 86 at spaced points corresponding to the spacing of the feet 76 with respect to the base 73; the upper ends of the feet 76 can be easily fixed on these flats.
A device 88 for equalizing the advance of the wires, the details of which are shown in FIGS. 3 and 4, is supported by the clamping sleeve of the support 70. This device comprises a shaft 90, comprising at its upper end an enlarged part 92 having two flat and opposite faces 93, which are inclined upward and downward. inside. At its lower end, the shaft 90 is press-fitted in the inner raceways of two ball bearings 94, 96, held apart from each other by a tube 98.
The outer raceways of the bearings 94, 96 are press fitted into the ends of a sleeve 100, which is held by friction in the clamping sleeve 77. The shaft 90 can thus rotate freely about its longitudinal axis. . In each of the flat and opposite faces of the widened part 92 is formed an orifice 102, the axis of which is perpendicular to the plane of the face and which is threaded to receive the threaded end 104 of a short shaft 106. Each shaft 106 carries a flange 108, against one end of which rests the inner raceway of a ball bearing 110; this bearing is held on the short shaft 106 by a nut 112 screwed onto the free end of this shaft.
The outer race of the bearing 110 is press-fitted into the bore 114 of a hollow capstan 116 or 116 ', which can thus freely rotate around the shaft 106. The peripheral surface of the capstan has a deep groove 118. The lower end of capstan 116 carries an extension 120 in the outer surface of which a peripheral series of conical teeth 122 is cut. An idler toothed wheel 126 with conical toothing is carried by the shaft 90 so as to be able to rotate freely on the latter by means of an anti-friction bearing 124. This toothed wheel 126 is located between the sleeve 100 and the enlarged part 92; its teeth are engaged with the toothed wheels 122 of the cabes tans 116, 116 '.
To achieve the necessary clearance between the sleeve 100 and the idler toothed wheel 126, a spacer washer 128 is interposed between the bearings 124 and 94. The longitudinal assembly is held by means of a nut 129, screwed onto the extremity. lower moth of shaft 90.
An axial channel 130, the axis of which coincides with that of the shaft 28 and of the orifice 71, extends over the entire length of the shaft 90 and of the widened part 92. One end of a guide- wire 132, in the form of a channel, is press-fitted into the upper end of channel 130; this end of the yarn guide 132 projects upwards and laterally towards the cabes tan 116 ', from the upper end of the channel 130, and terminates in a lip 134, which extends tangentially to the peripheral surface of throat 118.
The lateral part of the thread guide 132 carries a support 133, in the form of a vertical blade, on which is fixed a winding tension pin <B> 1.35, </B> which extends transversely above this lateral part for a purpose which will be explained later. On the widened part 92 is fixed one end of a pigtail thread guide 136, the axis of the eyelet 158 of which extends more or less tangentially to the peripheral surface of the groove 118 of the capstan 116.
If we refer again to fig. 1, it can be seen that a driven pulling reel 144 and a cooperating groove idle reel 146 are arranged above the equalizing device 88 for advancing the wires and are supported by an element of the frame (not shown). ). The idle coil 146 is arranged so that its first groove, being on the right side in FIG. 1, or aligned tangentially with the axis of the shaft 90 of the device 88.
Above the take-up spools is a common receiving device comprising a crossbar 148, which carries a yarn guide 150, and a take-up spool 152 driven in the usual manner by a surface contact roller 154.
A rotational connection is made between the receiving device and the wiring pin; for this purpose, a rotation is transmitted by a toothed wheel 160 (fig. 1), fixed on the shaft 34 of the motor 35, and by means of a chain 162, to a toothed wheel 164 carried by one end of 'a vertical shaft 166. At the other end of this shaft is mounted a bevel gear 168 meshing with another bevel gear <B> 170 </B> carried by a shaft 172 extending perpendicular to the shaft 166. A spur gear 174 is also mounted on shaft 172 and transmits rotation, via an idler gear 176, to a spur gear 178.
This wheel 178 is mounted on the shaft 180 of the draw spool 144 and meshes with another toothed wheel 182 wedged on the shaft 184 of the drive roller 154. So that the cable collected on the spool 152 is wound on this with a substantially constant tension, on the shaft 182 is mounted a friction clutch consisting of two friction discs 186, 186 ', the adjacent faces of which are applied against each other by a compression spring 188 , disposed between the disc 186 'and a flange 189 adjustable along the shaft 184.
The transmission ratio between the sprockets 178 and 182 is chosen so that the surface of the drive roller 154 tends to move slightly faster than the surface of the take-off spool 144, thereby producing a slip between. the two friction discs 186, 186 '. Under these conditions, the clutch transmits a constant torque and consequently allows the cable to be rolled on the spool 152 with a constant tension. By adjusting the position of collar 189 axially with respect to disk 186 ', spring 188 is given the necessary tension to achieve the torque which provides the desired winding tension.
This arrangement therefore achieves a selective winding tension of the cable in a range extending between a value less than the twist or wiring tension and a value greater than this tension.
Therefore, any desired value can be given to the transmission ratio between the receiving device and the wiring pin, by correctly choosing the dimensions of the various gears, chain sprockets, etc., of the transmission elements of the device. reception ; this ratio remains constant for any particular arrangement of these elements, and thus ensures a high degree of precision in the number of turns of torsion introduced into the cable per unit of length thereof.
We will now explain how the mechanism works. A wire X coming from the winding 11 passes through the pigtail guide 13 and passes between the discs of the tension arrangements 15. By means of a snake, or semi-flexible threading device, the wire X is passed through. the axial orifice 38 of the shaft 28, and it is made to exit through the aligned radial orifices 40, 42.
It is then passed to one side of the casing 60 and of the casing cover 67 to introduce it into the eyelet 158 of the yarn guide 136 associated with the equalizer device for advancing the yarns. Then, one or more turns of the wire X is wound in the peripheral groove of the capstan 116, then several turns of the wire are made on the pulling spools 144, 146. The wire is then passed through the guide 150 and finally it is l 'wound several times on the receiving reel 152.
As regards the wire Y coming out of the internal winding 58, it is first necessary to place the cover in its open position, by releasing the latch 69, in order to access the winding 58. The cover being open, one makes pass the wire Y through the bore of the part 71a, after which the cover is closed again and it is locked.
The wire is then passed between the discs of the tension devices 78, then upwards through the axial orifice 130 of the shaft 90 using a ser pent; then the thread is passed through guide 132 and it is made to make several turns on the peripheral groove of capstan 116 '. To complete the installation of the wire Y, it suffices to keep the end of this wire in contact with the wire X and to start the drive motor; the two ends of the yarns X and Y begin to move on the draw spools 144, 146, so as to automatically complete the operation of placing the yarns.
When the engine 35 is started, the shaft 28 and the vane 44, 46 rotate like the receiving device. As a result of the rotation of these elements, the wire X turns, forming a ball, around the casing 60 and the cover 67. In forming the ball, the wire takes substantially the shape of a sinusoid.
The tension of the yarn at the exit of the balloon, as well as the dimensions and the configuration of the balloon, are controlled by a winding wire storage surface 47; this surface at the lower end of the fin sleeve 44 receives the yarn under a primary tension produced by the disc tensioners.
The primary tension supplied by the devices 15 is chosen so that, for a given yarn, a certain speed of the spindle and a determined configuration of the wound storage surface, the friction of the air or drag of the balloon produces a determined angular winding of the yarn on the surface 47. If the input tension of the yarn X increases, the drawing speed being constant, the result is an increase in the overall tension and consequently a contraction of the balloon.
The contracted balloon is subjected from the air to a lower friction, because its circumferential speed has decreased, and the yarn can therefore accelerate its movement by decreasing the length of winding of the yarn on the storage surface. . Decreasing the winding length reduces the tension and the balloon can therefore resume its normal configuration and normal dimensions.
If the input voltage decreases, the balloon increases its dimensions, and consequently its circumferential speed; this results in greater air friction and consequently an increase in the length of winding of the yarn on the storage surface. This increase in the rolling length is accompanied by a corresponding increase in tension, which brings the dimensions of the balloon back to the required values.
Thus, the device for storing the yarn, by cooperating with a primary tension, acts as a regulator and supplies the balloon with the necessary quantity of thread to maintain its configuration and to maintain constant the tension of the thread at the outlet of the balloon.
To facilitate better regulation of the configuration of the balloon, for a wide range of yarns of different types and different weights, the yarn storage surface is preferably of the so-called lateral and helical type with spiral grooves; in such a storage surface, the two series of grooves have opposite pitches and gradually increasing radii.
A yarn storage surface, which approximately satisfies the requirements stated above, can be formed by using an eccentric surface or several eccentric surfaces whose dimensions gradually increase. There is shown in FIG. 2, by way of example, a storage surface 47 of the type with two eccentric steps; on this surface, the lower step has a cylindrical surface eccentric with respect to the axis of the spindle, while the upper step has a cylindrical surface, which is axially offset from the previous surface, but which connects to this one;
this upper step has a greater radius of curvature than that of the lower step, but it is also eccentric with respect to the axis of the spindle. This two-grain storage surface allows the wire to be wound over radial distances which gradually increase from the axis of the spindle. The operation can therefore be selected by choosing for driving the ball the lever arm best suited to the control requirements of the particular yarn used.
The preceding arrangements make it possible to control the shape of the balloon with sufficient precision to prevent the thread of the latter from coming into contact with the support of the internal winding or the external separating members. If a wire, for example of thermoplastic material, moving at high speed, came into contact with such surfaces, the result would be wear of the wire and a decrease in its strength.
The tension of the yarn Y, as it approaches its capstan 116 ', is largely determined by the adjustment of the tension devices 78 mounted on the base 73 of the support 72. It has been observed that the displacement of a low yarn breaking strength, such as rayon yarn, at a relatively high speed, gives rise to filament debris as a result of the twist introduced into the yarn between the capstan <B> 116 '</B> and the clamping devices. tension 78.
Such a yarn can be handled, while avoiding this filament debris, if additional tension is introduced into the yarn Y, immediately before it comes into contact with the capstan 116 '. This additional tension is provided by the tension axis <B> 135, </B> which is disposed above the yarn guide 132 and around which the yarn Y can be wound. By increasing in this way the tension of the yarn Y near the capstan 116 ', the tension supplied by the devices 78 in the twist zone can be reduced and thus the breakage of filaments in the yarn is avoided.
Thus, by maintaining a relatively high tension in the Y yarn, the relatively high spindle speed required to produce a tension in the X yarn of the balloon equal to the tension of the Y yarn allows the spindle to be rotated at considerable speeds achieving high speeds. high production rates.
Rotation of the yarn, as it forms the ball around the inner winding and housing, produces a corresponding rotation of the equalizer 88 as a result of the engagement of the yarn in the yarn guide 136. As the device 88 rotates , the capstans 116, 116 'guide their respective wires along substantially fixed converging paths, until the wires combine into a single cable. It should be noted that the toothed wheel 126 functions mainly as an idle wheel and can rotate freely with respect to the shaft 90 and the sleeve 100.
However, it provides an energy component to the capstans 116, 116 ', to at least partially oppose the positive resistance presented by the bearings of the capstans, as will be explained later. The actual advance of the yarn through the mechanism is effected by the draw spools 144, 146. This advance, however, causes the capstans 116, 116 'to rotate, as a result of the frictional engagement of their respective yarns with their. respective peripheral surfaces. Since the capstans 116, 116 'are interconnected by gears, the rotation of one of them must produce a corresponding rotation of the other.
Therefore, assuming the threads are properly seated, it is impossible for one of the threads to advance through the mechanism at a higher linear speed than the other thread.
Device 88, through which yarn Y passes as explained, so as to produce an S-twist, rotates counterclockwise (looking at Fig. 4). The configuration of capstans 116, 116 'and idler gear 126 is calculated so that the advance of the X and Y wires, within a desired margin of wiring twist, causes the capstans to rotate at speed. intended to drive the idler gear, also counterclockwise, but at a resulting speed slightly slower than the equalizer.
The idler toothed wheel 126 is subjected to the friction of the air, which produces a resistant torque tending to oppose its rotation. This resistive torque is produced in large part by the friction of the air on the teeth of the wheel 126, but it is increased by means of fins 140 arranged at the periphery of the body of this toothed wheel.
This resistant torque tending to oppose the rotation of the wheel 126 is directed so as to facilitate the rotation of the capstans <B> 116, </B> 116 'meshing with the wheel 126. This assistance provided by this torque to the rotation of the capstans is preferably calculated so as to achieve a negative resistance energy component, which is equal to the positive resistance exhibited by the bearings of the capstans. As the operating speed of the spindle is between 6000 and 10,000 rpm, the centrifugal forces exerted on the bearings of the capstans can reach 1000 to 3000 g and thus considerably increase the friction of these bearings.
A large resistance of the bearings tends to cause slippage of the wire, which would result in less effective action of the tans to maintain an equal advance of the two wires to the point of wiring. The arrangement described above overcomes these difficulties and ensures optimum cable quality.
The machine described makes it possible to form, by a true symmetrical Y twist, a cable having improved characteristics from the point of view of resistance, elongation, resistance to wear and endurance to repeated bending. On the other hand, the symmetrical arrangement of the capstans 116, 116 'and the fact that they are coupled together, so as to rotate in synchronism, eliminate the need to precisely control the tension of each of the wires X, Y at their. approach of the cabes tans; this control would otherwise be necessary to obtain a uniform product, if equalizer capstans were not used.
An improved cable can be produced by using the machine described above, but it is desirable, when ultimately a balanced twisting action is desired, to regulate the tension of the yarn Y as it reaches the end. capstan 116 'of the equalization device 88. To this end, in a variant, the tensioning devices 78 with discs are replaced by a compensating tensioning device shown as a whole at 190 in FIG. 6.
In fig. 6 and 7, 192 denotes a plate mounted on the annular base 73, this plate 192 comprising two vertical bolts 194, 196, each of which is provided with a ceramic sleeve 197 and extends upwards through two discs of tension 198, 200 cooperating together and perforated at their centers. A support plate 202 is attached to the upper ends of bolts 194, 196, between nuts 203. The right edge of plate 202 is provided with a hinge 204, to which a pressure plate 206 is attached.
This plate 206 extends partially above the tension discs 198, 200; it has orifices 208 in coincidence with bolts 194, 196; these orifices have a diameter greater than that of the lower nuts 203 and sufficient to allow the plate 206 to pivot without coming into contact with the nuts. An annular support member 210 is fixed to the underside of the plate 206, symmetrically with respect to each of the orifices 208. A washer 212, made of felt or other suitable elastic material, is arranged between each key tension disc 200 and its member. corresponding annu lar 210.
A control arm 214, attached to the pressure plate 206, extends therefrom and terminates in a downwardly extending lip 216, on which a guide pulley 218 is mounted.
The arm 214 has, between its ends, a hole 220 intended to receive with play a vertical bolt 222, which is fixed at its lower end on the plate 192 so as not to rotate. The free end of bolt 222, which extends through and beyond arm 214, is surrounded in the order shown below by a tension spring 224, a washer 226, and a nut. adjusting knurled 228.
Thus, it can be seen that by adjusting the nut 228 so as to bring it closer to or away from the arm 214, it is possible to vary the force with which the tension disks 198 and 200 are pushed towards one another. 'other; it is therefore possible, by means of a particular adjustment of the nut 228, to add a given tension to a thread moving between these discs. During operation, the Y wire coming out of the coil 58 passes through the part 71a, then a guide 193, then goes between the two discs 198 and 200, and finally passes under the guide pulley 218 to go upwards and arrive at the equalization device 88.
It should be noted that the tension added to the wire by the discs 198, 200 exerts on the arm 214 a force directed upwards and opposite to the force supplied downwards by the tension spring 224; for a given adjustment of the nut 228, with a constant input voltage of the tensioning device 190, a resulting output voltage is therefore obtained which is substantially constant.
If the input voltage of device 190 increases, the tendency to produce an increase in the output voltage is detected by control arm 214, which responds to it. a greater force against the tension of the spring 224, thereby reducing the pressure between the discs 198, 200 to restore the original tension. A decrease in the input voltage causes the device 190 to react in an analogous manner, but in the opposite direction, in order to replace the lower input voltage with an additional voltage and thereby restore the primary voltage.
By suitably choosing and calculating the parts, it is therefore possible to make the device 190 so as to maintain a constant input voltage in the wire Y when it enters the positive equalizer device 88.
Any tendency of the control arm 214 to oscillate or exert an exaggerated control action, under conditions of rapid changes in tension, is largely eliminated by means of a damping device, in the form of a damper. a dash-pot 215 supported by the base 73 and containing a viscous liquid. A plunger 217 capable of being immersed in the liquid com carries a rod 219 articulated at its upper end on the arm 214 at 221. This device performs the necessary damping action, without harming the sensitivity of the tensioning device.
It can be seen that a voltage compensating device, such as that described here, has the advantage not only of maintaining a more constant voltage in one of the wires to be wired, but also of offering an extremely efficient means of adjusting the voltage. tension so as to equal that held in the balloon by the other wire. By adjusting the position of the adjusting nut 228 of each pin, in a multi-pin installation, there is an easy way to quickly achieve a tension adjustment which facilitates obtaining a more uniform cable.
In the embodiment which has just been described, the son advance equalizer is fixed to the cover of the housing of the internal winding and can therefore move as a single unit with this housing. In some cases, this arrangement can be disadvantageous and present difficulties in particular for threading. There is shown in FIG. 5 a variant which allows to reduce such difficulties in addition during the equalizer to the frame of the machine.
In this variation, a sleeve 250 is supported above the inner coil housing, in axial alignment with the shaft 28 and at a suitable point on the frame, by means of an arm 252. A low friction bearing 253 is provided. press-fitted into the sleeve bore 250 near each end thereof. A hollow, rotating shaft 254 passes through these bearings and extends downward. A portion 256 of the shaft 254, extending below the sleeve 250, has a larger diameter and has a diametrical slot which passes completely through it, except at the upper corners, at 258, and at the lower portion 260.
The internal edges of the solid parts 258, 260 must be rounded and smooth to avoid any risk of wear of the wire. At the lower end of the slotted portion 256 is an extension 262, which carries a freely and independently rotatable idle gear 264, and a small support plate 266 having slanted side faces 268; this plate is joined to the extension 262 by means of a screw 270, so as to rotate with this extension.
Each of the faces 268 is drilled and tapped to receive the threaded end of a short shaft 272, which supports a capstan 274 rotating freely; the geometric axis of this short shaft and of the capstan is perpendicular to the plane of the face 268. The capstans comprise, at their lower ends, bevel gears 276 taken in the mass, which mesh with the idler gear 264.
Below the plate 266, a block 278 is fixed to the extension 262 so as to rotate therewith, and a thread guide 280 extends laterally on each side of the block; the eyelets of these thread guides are substantially aligned tangentially and respectively with opposite points on the periphery of the tans 274. At the end of the extension 262 is an L-shaped or U-shaped thread guide 282, which is directed down.
The placement of the wire in this variant follows in a more or less obvious way from the description of the first embodiment. After passing the wire X through the wiring pin, it is threaded through the eyeleton of one of the pigtail guides 280, and it is wound several turns around one of the capstans. 274. Then, it is passed through the slot in the shaft portion 256 and brought up through the bore of the shaft 254, after which it can be passed into the receiving device as it is. 'explained previously.
After having passed through the hole in the cover of the housing the wire Y supplied by the internal winding, this wire is introduced through the guide 282, then through the other guide 280, and it is made to make several turns on the Another capstan 274. Next, the wire 91 is passed through the slot in the shaft portion 256, then into the bore of the shaft 254, and finally over the receiving device.
In both embodiments, it is essential that the wires are engaged by traction on the surfaces of the capstans and do not slip on these surfaces. Such engagement of the wires is generally obtained if the capstans are entirely metallic and if a sufficient number of turns of wire are wound on them. The peripheral surfaces of the tans must obviously be smooth and their speeds must be equal.
It will be appreciated that the action of the wiring pin does not change the twist of the individual wires, except for a negligible increase or decrease resulting from the pulling of the wire from one end of the winding.
The preceding description relates to a single wiring pin and to itself, associated receiving mechanism, but it is easily understood that the arrangement of the parts, shown schematically in FIG. 1, is ideal for the parallel operation of any suitable number of spindles arranged on a common frame and driven by a common source of motive power.
The terminology used above and including in particular the terms above, below, is only used to describe the positions of certain elements in relation to other elements when the machine is in its normal vertical position, but it is understood that this terminology does not limit the location of the different elements to precise positions.