Brevet FR2004451A1 — publié le 19691121

La présente invention concerne un mécanisme de commande pour machine à coudre avec synchroniseur et générateur à comp te-tours On connait des mécanismes de commande ae machines à coudre qui doivent être mis à l'arrêt en certaines positions repères, l'aiguille de la machine se trouvant, par exemple, dans sa position la plus haute ou la plus basse.Dans tous ces mécanismes, pour obtenir que la machine s'arrête exactement dans la position désirée, la vitesse de l'organe entraîné est automatiquement abaissée avant l'arrêt. Des dispositifs à contact ou à signal, tournant en accouplement avec un arbre de la machine à coudre ou de son mécanisme de commande servent, sous l'appellation de synchroniseurs, à indiquer la position qutil convient de déterminer pour la machine. Pour surveiller ou régler la vitesse de la machine à coudre, on connaît des compte-tours ou tachymètres accouplés au mécanisme d'entraînement. L'invention a pour objet un mécanisme de commande de machines à coudre, du type comprenant un synchroniseur et un genéra- teur à compte-tours qui mesure constamment leur vitesse et est caractérisé en ce que ce dernier est combiné avec le synchroniseur en un seul élément de construction. vrai dire, il est en soi indésirable de prolonger par d'autres accessoires l'arbre du volant de commande manuelle portant d'ordinaire aussi le synchroniseur. Mais l'invention tire partie du fait que, surtout dans les machines à coudre industrielles de construction récente, l'arbre du volant de commande manuelle tourne à si grande vitesse que, dans ces conditions, le générateur puisse, même exécuté en un petit modèle ne nécessitant que peu d'espace, fournir un courant et une fréquence suffisants pour la commande. A cette condition, on peut donc l'appliquer à l'arbre du volant de commande manuelle sans porte-à-faux important au point d'être genant. ll est également possible de réunir en un seul élément de construction le générateur avec le volant de commande manuelle de la machine à coudre. Suivant l'invention, on préfère que le générateur soit construit en forme de disque et d'une faible longueur axiale. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. té à la fig. 2 et suivantes, le régulateur de vitesse n'est pas situé extérieurement au synchroniseur mais entre celui-ci et l'extrémité de l'arbre de la machine à coudre portant le volant de commande manuelle. La tête de commande représentée à la fig. 2 forme une unité d'assemblage fermée sur elle-même qui peut être aisément adaptée à des machines à coudre de différents types sans nécessiter aucune modification sur la machine elle-même. Cette unité est portée par un arbre 2 conformé en un manchon 1 à son extrémité tournée vers la machine. Ce manchon est emboîté à côté du volant de commande manuelle sur l'extrémité de l'arbre de la machine, non représentée ici, et bloqué sur cet arbre au moyen de trois vis 3, de sorte que l'arbre 2 de la tête de commande forme un prolongement rigide de l'arbre de la machine. A cet arbre 2 et au moyen d'un roulement à billes 7 à double couronne qui l'entoure, est suspendue une plaque d'appui 4 qui porte toutes les autres pièces de la tête de commande. Pour maintenir la plaque d'appui 4 en une position bien déterminée, même lorsque l'arbre 2 tourne, une cheville, non représentée, est montée sur une partie fixe de la machine et est introduite dans un fourreau de caoutchouc 5. Ce fourreau est logé dans une rainure 6 délimitée par deux nervures parallèles 6" de la plaque d'appui 4. Un anneau 8 de cordonnet tressé rond, vissé dans une rainure circulaire du trou ménagé dans la plaque d'appui 4 pour le logement du roulement à billes, bloque, dans cette plaque, la bague extérieure dudit roulement 7 et l'empêche d'être entraînée par le frottement des billes dans le roulement. L'anneau 8 permet néanmoins de faire coulisser le roulement à billes 7 dans le palier percé dans la plaque 4 et permet ainsi un montage facile.La plaque d'appui 4 peut être mouléeen matière plastique renforcée de fibres de verre. La fixation axiale du roulement à billes 7 s'effectue par le disque presseur 9 assujetti par les vis 10. Sur l'arbre 2 sont montés la roue polaire 11 du générateur, décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée, et les disques de commande 12 et 13 du synchroniseur. La roue polaire 11 du générateur est maintenue en ajustement pressé sur l'arbre 2. L'extrémité inférieure de l'arbre 2 comporte un pas de vis 2'P. Le disque de commande 12 est coincé La fig. 1 représente, d'une manière simplifiée, une machine à coudre de type connu avec un synchroniseur et, séparément, un générateur de mesure de la vitesse. La fig. 2 représente, en coupe longitudinale verticale, une tête de commande complète et comprenant, en un seul élément de construction et conformément à l'invention, le synchroniseur et le générateur. La fig. 3 représente une coupe transversale de la tête de commande, observée du coté droit de la fig. 2, capot enlevé. La fig. 4 représente une coupe transversale de la tête de commande, observée du côté gauche de la fig. 2. La fig. 5 est une coupe suivant la ligne C-D de la fig. 3, en plan vu de dessous. La fig. 6 représente, en coupe partielle effectuée dans le même plan que la fig. 2, mais à échelle agrandie, la roue polaire du générateur. La fig. 7 représente, observée dans la direction de son axe, cette même roue polaire. La fig. 8 est une variante du mécanisme représenté à la fig. 2 avec des disques de commande à liaison par frottement. La fig. 9 représente une vue partielle et détaillée suivant la même coupe mais à échelle agrandie. La fig. 10 représente une coupe transversale suivant la ligne A-A de la fig. 9. La fig. il représente une autre variante du mécanisme représenté à la fig. 2 et qui correspond à un autre mode de fixation des disques de commande. La fig. 12 représente le détail du mode de fixation suivant la même section qu'à la fig. 11, mais à plus grande échelle. La fig. 13 est une coupe transversale suivant la ligne B-M de la fig. 12. Sur la fig. 1, la machine à coudre n'est représentée qu'en silhouette. Sur son arbre B se trouve le volant de commande manuelle C et, extérieurement à celui-ci, à l'extrémité de l'arbre B, le synchroniseur D et le générateur de mesure de la vitesse E. Cette représentation schématique indique seulement un mode d'agencement de principe et ne tenant pas compte des dimensions réelles. Dans le mode de réalisation de l'invention tel que représen entre un écrou de fixation 14 vissé sur le pas de vis 2" et une douille d'entretoise 1.5 ajustée sur l'arbre 2. Le disque de commande 13 est maintenu sur ce même arbre par-deus écrous de fixation 16 et 17. Cet agencement permet de régler les deux disques de commande, indépendamment l'un de l'autre, suivant différentes positions angulaires. Comme décrit plus en détail ci-après ces disques de commande comportent des fentes radiales. Après dévissage des écrous 14 ou 17, ils peuvent donc être retirés de l'arbre suivant une direction radiale, le long de cette fente. Afin de permettre un centrage exact de ces disques de commande, ceux gui reposent sur des épaulements concentriques des écrous 14 et 16. Cependant, le positionnement des disques de commande peut également se faire par des ressorts agencés axiale ment ou radialement avec assujettissement par frottement, entre les surfaces de contact des disques de commande et des ressorts s'appuyant sur eux, ce frottement devant être suffisamment important pour que l'orientation angulaire, une fois ajustée, ne puisse plus varier.Le positionnement des disques de commande 12 et 13 avec. assujettissement par frottement permet le réglage à dif férents points de repère par simple rotation sans l'aide d'outils spée aux et sans travail d'assemblage compliqué. En fait, les disques de eom-lonwe doivent être ajustés très exactement en certaines positions anguisDves et, dans le cas de synchroniseurs avec plusieurs de ces disque, il est particulièrement important de régler soigneusement, l'un par rapport à l'autre, leurs positions angulaires respectives. Les disques de commande peuvent être des disques à contacts ou, encore, des disques obturateurs optiques ou magnétiques comportant des fentes. Dans le mode de réalisation décrit, il s'agit d'obturateurs magnétiques à fentes disposées radialement. Les disques obturateurs sont situés entre plusieurs bobines pouvant être associées par couplage électromagnétique. Jouant le rôle d'écrans magnétiques, ils affaiblissent le champ de couplage au point de l'annuler pratiquement, tant que leur fente- ne vient pas en regard des bobines.Cette fente, au contraire, laisse passer à travers elle le champ de couplage, de sorte que les bobines situées de part et d'autre du disque en question agissent l'une sur l'autre et déclenchent ainsi les processus de commande dési rées. Ces derniers, sans rapport avec l'invention, ne sont pas pas décrits ici. Le générateur est logé dans la tête de commande entre le roulement à billes 7 et le synchroniseur. Ce générateur est un alternateur multipolaire du type dynamo à pôles dentés. Il est constitué par la roue polaire portée par l'arbre 2 et par un noyau de stator 22 dont l'enroulement n'occupe qu'une partie de sa circonférence et, dans le bobinage 22' duquel un courant d'assez haute fréquence est induit par rotation de la roue polaire. L'agencement du générateur au voisinage du roulement à billes 7 assure, d'une part, une répartition avantageuse du poids et, d'autre part, elle laisse bien accessibles les disques de commande de 12, 13 qu'on peut ainsi ajuster suivant les besoins. La partie fixe 18 de la tête de commande est fixée à la plaque palier 4 par des vis 19. Sur sa face appliquée contre cette plaque, elle porte un ergot 0 qui s'engrène dans des rainures 21 de cette même plaque. Ce- guidage permet de déplacer cette partie fixe 18, tout en la maintenant en position verticale, s'il convient de réajuster l'entrefer entre la roue polaire 11 du générateur et le noyau de stator 22. k cette même fin, contribuent aussi des fentes 19'' dans la partie 18 de la tête de commande et dans lesquelles sont guidées les vis 19. Le câble d'alimentation 23 est accroché dans la plaque palier 4 par un passe-câble 24 et y est maintenu par un collier amortisseur 25. Les différents fils du câble sont reliés aux bornes de soudure d'une barrette à bornes 26. Cette barrette est fixée sur la face inferieure de la partie 18 de la tête de commande par des rivets tubulaires 26". L'indicateur de position est relié au coffret de commande du moteur de la machine à coudre par une fiche multipolaire 27. Le capot 28 peut être exécuté,par exemple, en alliage de zinc moulé sous pression et il est vissé sur la plaque 4 par des vis 29. La fig. 6 et la fig. 7 représentent la roue polaire du générateur telle qu'elle est emboîtée sur l'arbre 2. L'excitation de la roue polaire est assurée par un aimant permanent 31, en forme de bague, aimanté dans le sens de l'axe de cette bague. Deux moitiés de roue piaire 32, 32 " , décalées l'une par rapport à l'autre d'un angle correspondant à un secteur polaire, enferment cet aimant dans leurs pâles repliés en forme de griffes et le chevauchent radialement. Après insertion d'un anneau 34 en cordonnet rond enserrant l'anneau aimanté 31, tous les éléments sont assujettis sur le moyeu 33 par des bords rabattus 35. Ce type d'assemblage permet de centrer exactement l'aimant permanent d'une manière simple et sans rien abîmer, afin d'éviter un balourd inadmissible. A cause de la fragilité de limant permanent 31, il ne serait pas indiqué de l'emmancher par frettage sur le moyeu 33. Son collage sur ce moyeu 33 serait très très coûteux et compliqué, car il faudrait alors veiller à un parfait centrage de l'aimant parrapport au moyeu. Toutes les exigences mentionnées sont satisfaites par l'em- ploi de l'anneau 34 en cordonnet rond, dont l'élasticité compense la grande marge de tolérance du diamètre extérieur de l'aimant permanent 31 et qui, tout à la fois, centre infailliblement celui-ci dans les moitiés de roue polaire 32. En outre, il n'y a plus aucun inconvénient à une grande marge de tolérance pour le diamètre intérieur de l'aimant 31 parce qu'il peut rester un entrefer suffisamment grand entre le trou central de l'aimant 31 et le pourtour du moyeu 33. Le noyau de stator 22 du générateur et les pièces fixes du synchroniseur sont appliqués à un support commun 18 qui, comme déjà indiqué, peut être déplacé le long de la plaque palier 4 dans une rainure-guide 21 et bloqué sur cette plaque, dans la position ainsi ajustée, par les vis 19. Le support 18 comporte des évidements où viennent se loger les pièces qui lui sont appliquées. Celles-ci peuvent y être fixées par coulée de résines durcissables et être ainsi maintenues solidement,malgré les vibrations et l'humidité, à leur emplacement exact. Aucune pièce particulière de fixation mécanique n'est nécessaire à cet effet, de sorte qu'à ce point de vue aussi, on peut réaliser un agencement très compact. Le synchroniseur représenté aux fig. 8, 9 et 10 porte sur son axe 8', à côté du générateur qu'il n'est pas nécessaire de décrire plus longuement ici, trois disques de commande 2',5' et 7' chacun relié en propre avec un moyeu 1', 4' ou 6'. Ces moyeux sont montés sur l'axe 8' de manière à ce qu'on puisse les faire pivoter sur celui-ci, sur lequel ils sont bridés axialement, en solidarisation par frottement, par des ressorts 10' en forme de bagues ou de douilles. Ltaxe 8' comporte des gorges 9' dans lesquelles sont logEs les douilles-ressorts 101. Ces douilles ont un profil ondulé et sont bandées à frottement sur ltaxe 8' et dans les trous des moyeux 1', 4' et 6' porteurs des disques de commande.Ces disques sont donc solidaires de l'axe 8' et ne peuvent pivoter autour de clui-ci avant que ne soit atteinte la limite du couple de frottement. Un anneau de blocage 11', enchâssé dans une gorge de l'axe, empêche tout déplacement axial des moyeux et leur chute par glissement au-delà de 11 extrémité de l'axe. En vainquant le couple de frottement, on peut faire pivoter les disques de commande indépendamment les uns des autres et les ajuster ainsi dans la position angulaire désirée et dans laquelle les éléments de contact prévus sur ces disques et non représentés ou, encore, les fentes optiquement, électriquement ou magnétiquement transparentes se trouvent orientées suivant l'emplacement désir8, L'emploi des ressorts 10' permet d'ajuster et de limiter à une valeur convenable la force de frottement. Les disques sont déplaçables les uns par rapport aux autres, à la main ou au moyen d'outils simples, en continu et avec la plus grande exactitude, sans qu'il soit nécessaire de desserrer des écrous ou autres moyens de fixation et de les resserrer après réglage des disques en leur nouvelle position. Suivant le mode de réalisation représenté sur les fig. il à t3, un manchon d'espacement 131 est enfilé sur 11 arbre 12' et sert d'appui à l'ensemble des disques de commande. A ce manchon 13' fait suite le disque 1-4', puis un disque de freinage 15' en une matière du type garniture de 2cttement, ainsi qu'un disque d'épaulement 16' en métal et relié à l'arbre 12' de manière à ne pouvoir pivoter sur celui-ci et, enfin, un ressort 17' type Belleville. Ce dernier est maintenu dans le sens axial par un disque de butée 18' engagé dans une gorge de l'arbre 12'.L'écart entre ce disque et l'extrémité du manchon d'espacement 13' est calculé de telle sorte que le ressort 17' soit bandé au point d'être sensiblement comprimé à plat et qu'il exerce ainsi, en direction axiale, une tension préalable déterminant la force de frottement pour l'immobilisation du disque de réglage t4'. Le disque d'épaulement- 16' forme assise de frottement et, pour sa liaison non rotative avec l'arbre 12', il est emboîté sur une partie à section non circulaire de cet arbre. A cet effet, l'arbre 12' comporte un méplat 19' sur lequel s'adapte le profil, également non circulaire, du trou du disque 16'. Les disques 20' et 21' sont bridés axialement de manière analogue en solidarisation par frottement. Pour ces deux disques, la force de frottement est procurée, en commun, par un ressort belleville 29'. Celui-ci est maintenu dans le sens axial par un disque de butée 23' engagé dans une gorge de l'arbre 12' et qui correspond au disque de butée 18' précité et s'appuyant sur le ressort iselleville 17'.En direction de l'extrémité de l'arbre, se succèdent ensuite un disque de butée 22' analogue aux précédents, un disque d'appui 24' correspondant au disque 16' et comportant, comme cini-ci, un trou non circulaire s'appli- quant sur un méplat de l'extrémité de l'arbre, un disque de freinage 27', le disque de commande 20', un disque d'épaulement 26 le disque de commande 21', un disque de freinage 28', un disque d'épaulement 25', le disque Belleville 29' et le disque de butée 23'. Tous les disques d'épaulement présentent le même profil de trou non circulaire que les disques 16' et 24' précités. Aussi, suivant ce mode de réalitation, les disques de commande peuvent être ajustés exactement en certaines positions angulaires et lndépandemment les uns des autres sans desserrage d'écrous de fixation cru autres pièces analogues. REEiDICkT IONS 1 - Mécanisme de commande de machine à coudre du type comprenant un synchroniseur et un générateur à compte-tours en con trôlant constamment la vitesse, caractérisé en ce que le synchroniseur et le générateur sont réunis en un seul élément de construction. 2 - Mécanisme de commande de machine à coudre, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément formé par le générateur et le synchroniseur comprend un arbre intérieur portant, à la fois, le générateur et le synchroniseur et qui comporte, à son extrémité, des moyens de liaison pour l'accouplement amovible avec l'arbre de la machine à coudre. 3 - Mécanisme de commande de machine à coudre, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'arbre intérieur de ltp- pareil, portant le générateur, porte aussi un ou plusieurs disques de commande plats et constituant la portée rotative du synchroniseur. 4 - Mécanisme de commande de machine à coudre, suivant l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le générateur à compte-tours est construit en forme de disque et présente une faible longueur axiale. 5 - Mécanisme de commande de machine à coudre, suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la longueur axiale du générateur atteint au plus Y3 à Y4 de son diamètre. 6 - Mécanisme de commande de machine à coudre, suivant les revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le générateur à compte-tours est un alternateur multipolaire à roue polaire 11 excitée par aimant permanent et avec un stator induit 22, 22''' n'occupant qu'un secteur circulaire avec quelques sections polaires. 7 - Mécanisme de commande de machine à coudre, suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'unité de construction contenant le générateur et le synchroniseur est supportée par un arbre 2 qui présente, à l'une de ses extrémités, un manchon emboîtable 1 sur l'arbre du volant de commande manuelle et porte, lui faisant suite, un roulement à billes 7, puis la roue polaire il du générateur et, enfin, un ou plusieurs disques de commande 12, 17 du synchroniseur. 8 - Mécanisme de commande de machine à coudre, suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'une plaque de palier 4, à laquelle est fixé l'aimant de stator 22 du générateur à compte-tours, est suspendue au roulement à billes 7. 9 - Mécanisme de commande de machine à coudre, suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'aimant de stator 22 du générateur à compte-tours est relié d'une manière réglagle, radialement à l'arbre 2, avec la plaque palier 4. 10 - mécanisme de commande de machine à coudre, suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'aimant de stator 22 du générateur à compte-tours et les parties fixes du synchroniseur sont appliqués à un support commun 18 qui peut être déplacé dans un fourreau 2 le long de la plaque palier 4 et peut être bloqué sur celle-ci. 15 - Mécanisme de commande de machine à coudre, suivant l'une des revendications 4, 5 et 6, caractérisé en ce qu'un aimant permanent 31, en forme de bague, aimanté dans le sens de l'axe de cette bague et servant à l'excitation de la roue polaire du générateur à compte-tours, est monté élastiquement en-dedans de cette roue polaire. 12 - Mécanisme de commande de machine à coudre suivant la revendication 11, caractérisé en ce que l'aimant permanent 31, en forme de bague, est épaulé radialement par un anneau 34 de cordonnet rond qui l'encercle et l'applique élastiquement contre les pièces de la roue polaire qui l'enserrent à la manière de griffes. 13 - Mécanisme de commande de machine à coudre, suivant l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que la roue polaire est constituée par deux moitiés en forme d'étoiles 32, 32'' dont les extrémités des branches sont rabattues axiale ment, ces deux moitiés entourant de toutes parts l'aimant permanent 31 et l'anneau 34 de cordonnet rond encerclant ce-lui-ci. 14 - Mécanisme de commande de machine à coudre, suivant la revendication 13, caractérisé en ce que les moitiés de roue polaire, en forme de disques, sont fixées aux extrémités d'un moyeu 3 par des rabats 5. 15 - Mécanisme de commande de machine à coudre, suivant l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les disques de commande du synchroniseur sont reli é s par frottement avec l'axe de clui-ci par des ressorts. 16 - Mécanisme de commande de machine à coudre, suivant la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs ressorts 10 à profil sinueux, en forme d'anneaux ou de douilles, entourant l'arbre 8, assurant le maintien élastique des disques de commande 2, 5, 7 et dont la déformation provoque une pression de frottement radiale dans les trous des disques de commande ou de leurs moyeux 1, 4, 6. 17 - Mécanisme de commande de machine à coudre, suivant la revendication 15, caractérisé en ce que les disques de commande 14, 20, 21 sont pressés axialement contre les disques d'épaulement 16, 24, 25, reliés rigidement à l'arbre par un ou plusieurs ressorts Belleville 17, 29 entourant cet arbre, avec interposition de disques de frottement ou de freinage 15, 27, 28. 18 - Mécanisme de commande de machine à coudre, suivant la revendication 17, caractérisé en ce que les disques d'épaulement 16, 24, 25 sont engagés sur une partie 19 de l'arbre qui est profilée en une section non circulaire.