Brevet FR2160277A1 — publié le 19730629

L'invention concerne un dispositif appelé d engendrer l'enroulement régulier d'un câble sur un tambour. Les dispositifs d'enroulement classiques tels que treuils d'enroulement, sont constitués par un tambour entraîné en rotation au moyen d'un moteur ; certains dispositifs comportent, pour amélio- rer la formation régulière des spires d'enroulement, un chariot guide-câble disposé en regard du tambour et mobile parallèlement à l'ase de celui-ci. Ce chariot est entraîné par le moteur associé au tambour par l'intermédiaire de Doyens de transmission et de Doyens d'inversion de sens, qui permettent de le synchroniser avec ce tam- tour et de lui octroyer un mouvement de va-et-vient de course au plus égale à la largeur dudit tambour. Pour obtenir un enroulement régulier du câble, c'est-à-dire pour que chaque spire vienne se disposer naturellement à côté de la spire précédente, il faut qu'à chaque tour couplet du tambour corresponde une avance du chariot égale au diamètre du cible enrcu- lé. Les dispositifs existants sont inaptes à suivre cette consigne; en effet, en supposant Maie qu'il ne soit nécessaire d'enrouler qu'un type de câble de diamètre déterminé, d'une part les moyens de transmission possèdent un rapport de démultiplication entaché d'une certaine incertitude, autre part, le diamètre du câble lui-Maie présente une tolérance de fabrication autour de sa valeur nominale: b l'enroulement de chaque spire il en découle une erreur de posi tionsesent de celle-ci par rapport b la précédente, erreur qui se cumule dans l'enroulement depuis la première spire jusqu'à la dernière et depuis la couche inférieure jusqu'à la couche supérieure. On conçoit que, dans ces conditions, l'erreur globale ne faisant que s'accentuer, la régularité des enroulements soit trés médiocre certaines spires d'une Maie couche viennent plus ou moins se chevaucher, cependant que d'autres laissent entre elles des espaces guiii- sants pour que les spires de la couche supérieure viennent s'y intercaler. Les inconvénients essentiels qui résultent de cette irrégularité résident dans les risques d'enchevêtrement et dans la nais- sance d'efforts radiaux sur le câble et de frottements entre les spi res.Par ailleurs, do tels dispositif i ne permettent d'enrouler que des câbles de même diamètre nominal donné ; si le câble à enrouler présente un diamètre assez éloigné du diamètre prévu, les inconv6- nient. ci-dessus mentionnés rendent l'enroulement b peu près impraticable. La présente invention vise or pallier ces inconvénients et X permettre d'enrouler sur un tambour des cibles de diamètres quelconques, de façon régulière et an l'absence de frottements ou efforts radiaux notables. Â cet effet, un dispositif d'enroulement comprend :: - un tambour d enroulement, - des moyens d'entraînement en rotation de ce tambour, - un chariot guide-câble, disposé en regard dudit tambour et mobile parallèlement å l'axe de celui-ci, - un mécanisme de transmission, appelé à mouvoir ledit chariot et de nature à transformer un mouvement de rotation qui lui est communiqué, en un mouvement rectiligne dans un sens ou en sens opposé selon le sens de cette rotation, - des Doyens d'inversion propres à chaque fin de course du chariot h inverser le sens de rotation du mouvement communiqué au mécanisme de transmission an vue de conférer au chariot un mouvement alternatif de va-et-vient de course au maximum égal à la largeur du tambour. Selon l'invention le mécanisme de transmission précité est accouplé à la sortie d'un différentiel, lequel, en entrée, est aocouplé, d'une part, aux moyens d'entraînement du tambour par l'in- termédiaire des moyens d'inversion précités, d'autre part, b un moteur correcteur à double sens de rotation, de sorte que le mouvement de rotation communiqué au mécanisme de transmission est un mouvement de rotation composé, équivalant b la somme ou à la différence selon les sens relatifs des rotations motrices appliquées au différentiel- du mouvement de rotation des moyens d'entraînement et du mouvement du moteur correcteur.Ce dernier est asservi à des moyens de comman- de aptes à engendrer sa mise en rotation dans un sens ou dans l'au- tre et son arrtt, sons l'influence d'un signal d'excitation : ce signal est émis par un organe de détection angulaire associé å ces moyens de commande et fixé sur le chariot guide-ctble ; cet organe comporte des palpeurs en appui sur le cible, propres h déceler les positions annulaires de celui-ci (par rapport h l'axe du tambour) extérieures à une plage angulaire prédéterminée.Pour ces positions angulaires, le signal d'excitation émis agit sur les moyens de com- de précités, qui conditionnent une rotation du moteur correcteur, susceptible par l'entremise du différentiel de ralentir ou d'accélé- rer temporairement le chariot guide-câble en vue de restituer au Ca- ble une position angulaire comprise dans la plage précitée. Pour faciliter la compréhension du dispositif ci-dessus décrit, on a schématisé celui-ci à la figure 1 des dessins annexés; on retrouve schématiquement sur cette figure, en 1 le tambour d'enroulement, en 2 les moyens d'entraînement de celui-ci, en 3 les moyens d'inversion à chaque fin de course, en 4 le moteur correoteur, en 5 le différentiel accouplé au moteur correcteur 4 et aux moyens d'entrainement 2 par l'intermédiaire des moyens d'inversion 3, en 6 le mécanieme de transmission entraîné par le différentiel 5 en vue de conférer au chariot guide-câble 7 un mouvement de va-etvient, en 8 les moyens de commande appelés b agir sur le moteur correcteur, enfin en 9 l'organe de détection angulaire fixé sur le cha, riot guide-câble 7. La plage angulaire dans laquelle doit être orien tée la direction du cåble, est consignée en effectuant un réglage préalable de l'organe de détection angulaire 9 en fonction de lter- reur absolue maximum tolérée pour la position de chaque spire par rapport à la précédente. Lorsque la direction du câble est comprise dans cette plage, le moteur correcteur 4 est au repos et le chariot guide-câble est entraîné en synchronisation avec le tambour 1 sous l'effet de la seule rotation des moyens d'entraînement 2.Lorsque, au contraire, pour une quelconque raison, le câble sort de cette plage angulaire (notés &alpha; sur la figure 1) l'organe de détection émet un signal vers les moyens de commande qui, selon que la sortie du câ- ble se fait d'un côté ou de l'autre de la plage &alpha; , déterminent la rotation du moteur correcteur dans un sens ou dans l'autre et, donc, grâce an différentiel 5, un ralentissement ou une accélération du chariot 7 qui replace le cible dans une position angulaire correcte comprise dans la plage . Quatre cas sont considérer - le chariot 7 circule vers la gauche et le cible sort de la plage &alpha; par le côté Y (gauche) : le chariot est en avance et il convient de le ralentir, c'est-à-dire, de faire tourner le moteur correcteur dans le sens ohl grâce au différentiel, sa rotation se retranche de celle transmise par les moyens d'entraînement 2 - le chariot circule vers la gauche et le câble sort de la plage &alpha; par le Coté x : le chariot est en retard et il convient de l'aecéldrer ; - le chariot circule vers la droite et le cible sort de la plage &alpha; par le côté Y : le chariot est en retard et il convient de l'accélérer - enfin, le chariot circule vers la droite et le câble sort de la plage &alpha; par le côté I : le chariot est en avance et il convient de le ralentir. Quel que soit le sens de circulation du chariot, l'organe de détection envoie un signal s1 lorsque le cible sort par le cOté x (c'est-à-dire lorsque le palpeur angulaire est sollicité vers la droite) et un signal a lorsqu'il sort par le côté Y : les moyens de commande 8 excités par le signal 81 font tourner le moteur 4 dans le sens s1 et, excités par le signal S2, dans le sens 3n conséquence, dans le premier cas, le moteur 4 est amené à tourner dans le sens s2 cependant que l'arbre de sortie des moyens d'inversion 3 tourne dans le sens G ; le différentiel 5 est monté de façon que la rotation résultante soit (à un rapport connu tant de multiplication près) la différence entre la rotation G et la rotation s2 : le chariot 7 est ralenti. Dans le second cas, la rotation G de l'arbre de sortie des moyens 5 n'a pas changé de sens, cependant que le moteur 4 est amené à tourner dans un sens s1 opposé : puisque dans le cas précédent, le différentiel était monté pour opérer une différence, dans le cas présent où une seule rotation a chant de sens, il fournira une rotation résultante équivalant à la somme des rotations ; le chariot est, donc, accéléré dans le sens G. Dans le troisième cas, la rotation de l'arbre de sortie des moyens 3 s 'effectue dans le sens D, cependant que le moteur 4 tourne dans le sens 82 (le palpeur sollicité vers la gauche engin, dre le signal S2) ; il est facile de voir comme précédemment que les rotations D et s2 s'ajoutent et que le chariot est accéléré dans le sens D. Enfin, dans le quatrième cas, la rotation du moteur 4 s'effectue dans le sens s1 et il y a ralentissement du chariot. On voit, donc, que le dispositif selon Invention effeo- tue dans les quatre cas qui se présentent, une correction dans le sens qui convient. Selon un mode de réalisation préféré, le mécanisme de transmission précité comprend une vis à filets croisés d'axe sensiblement parallèle d l'axe du tambour ; cette vis est entraînée en rotation par l'arbre de sortie du différentiel et traverse un fours reau taraudé, solidaire du chariot guide-câble. Ce dernier ainsi soumis h un mouvement de va-et-vient (car h chaque fin de course les moyens d'inversion changent le sens de rotation de la vis) est guidé par des moyens de guidage appropriés, tels que colonnes ou rails, parallèles h l'axe du tambour. Par ailleurs, les palpeurs de l'organe de détection peu- vent être, très simplement, constitués par deux plaquettes longiformes disposées paraLLèlement b la direction idéale du cible, cons- tituée par la direction moyenne de la plage angulaire précitée. Ces plaquettes sont appliquées contre le chable par des moyens élasti quels ; lorsque le cible s'écarte de sa position idéale, elles su, bissent un déplacement latéral qui, au-deld d'une valeur préréglée, détermine l'émission du signal d'excitation déj & mentionné.Cette émission peut, par exemple, être engendrée par deux circuits éleotriques, l'un associé à la plaquette de droite en engendrant le signal S1, l'autre associé b la plaquette de gauche et engendrant le signal S2. Chacun de ces circuits électriques est, de préférence, composé :: - par un élément électronique (en particulier une résio- tance) dont un paramètre électrique (résistance) varie en fonction de l'état de contraintes de cet élément, - par des moyens d'alimentation électrique engendrant le passage d'un courant électrique dans cet élément, - par un comparateur susceptible de rapporter une gras- deur électrique issue de l'élément précité à une grandeur de même nature préréglée i une valeur déterminée, - enfin, par un relais b seuil de réponse appelé à se Dé- clencher pour des valeurs prédéterminées du rapport des deux gran deurs électriques ci-dessus indiquées. Le relais d'un circuit correspond, en état d'excitation, au signal S1 et le relais de l'autre circuit au signal S2 ; ces signaux ferment des circuits de commande qui branchent l'alimenta- tion du moteur correcteur dans un sens ou dans l'autre, par exem- ple grâce d un inverseur électrique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et å l'examen des dessine annexés ; sur ces des sins : - le schéma de la figure I a déjà été commenté - la figure 2 présente, en vue aiiplifiée de dessus, un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention ; les références de la figure I ont été reprises pour cette figure ; - les figures 3a, 3b et 4 sont des vues partielles d'or- ganes équipant ce dispositif - enfin la figure 5 représente, en vue partielle, un cable enroulé sur un tambour et schématise, à titre d'exemple, les limites d'une plage angulaire particulièrement appropriée pour susciter un enroulement régulier du cible, Sans revenir pour commenter la figure 2 sur les éléments déjh décrits en référence à la figure 1, notons que le tambour 1 d'axe horizontal est solidaire d'un arbre 10 porté par des flasques tels que Il ; ces flasques, assujettis i leur partie basse sur un socle 12, portent, également, un axe 13 sur lequel est solidarisée une vis à filets croisés 6'.Cette vis traverse un fourreau taraudé fixé au chariot guide-ctble 7, lequel est, par ailleurs, guidé par deux colonnes cylindriques 14. Outre son organe de détection 9 qui sera décrit en détail plus loin, le chariot 7 supporte deux cylindres 15 et 15' qui pincent le cible entre eux et soumettent A une tension h peu près constante le brin compris entre eux-mêmes et le tambour. Le tambour 1 est entraîné par le moteur 2 qui entraîne, également, un mécanisme d'inversion 3 de type connu ; ce mécanisme, en liaison avec des contacts 16 et 16' de fin de course, transmet i un pignon 17 que porte son arbre de sortie, un mouvement de rotation qui change de sens à chaque fin de course du chariot 7. Le pignon 17 entraîne, au moyen d'une chaîne 18, un autre pignon 19 mon, té fou sur le prolongement de l'arbre 13. Le pignon 19 est solidaire en rotation d'un planétaire de différentiel 20 qui engrène avec un satellite 21 fixé sur un axe 22 ; cet axe porte un autre satellite 23 et se trouve articulé sur la bofte 24 de différentiel. Le satellite 23 entraîne un planétaire 25 fixé sur le prolongement de arbre 13. La boite 24 de différentiel peut ttre entraînée par le moteur correcteur 4 dans un sens ou dans l'autre grâce h un pignon 26 en prise avec une couronne dentée 27 fixée d ladite boite. Comme on l'a déjà indiqué pour le cas général, le mouvement transmis à l'arbre 13 est un mouvement de rotation dans un sens ou dans l'au- tre, équivalant h la somme ou 9 la différence (selon leur sens de rotation) des mouvements de rotation transmis aux pignons 19 et 26. Par ailleurs, on aperçoit aux figures 3a et 3b les palpeurs des moyens de détection 9 ; ceux-ci sont constitués par deux plaquettes 28 et 29 dotées, chacune, donne empreinte cylindrique qui vient épouser les contours du câble. Ces plaquettes sont main- tenues contre le cible par des ressorts, tels que 30, de faible module, et sont guidées par des tiges, telles que 31, qui coulissent dans des platines de guidage 32. Pour réduire les frottements occa sionnés par le passage du cible, des galets d'appui peuvent tre prévus dans les empreintes des plaquettes 28 et 29. La figure 3a présente les palpeurs au repos, c'est-à-dire, dans une position pour laquelle le câble fait avec le tambour un angle idéal, cependant que la figure 3b présente ces palpeurs, en position travail, le cible ayant subi une certaine déviation angu- laire (sur cette figure, on aperçoit en pointillés la position du câble au repoa). La figure 4 présente le circuit électrique associé à 1 'une des plaquettes de palpeur ; à l'autre est associé un circuit identique. Ce circuit comprend une résistance variable 33, de type connu, et dont la valeur diminue sous l'effet d'une compression ; cette résistance 33 est liée aux tiges 30 et 31 de sorte qu'elle subisse une compression sous l'influence d'un recul desdites tiges. Le circuit comprend, de plus, une source de tension, des résistances 34 et 35, une résistance préréglable 36, un comparateur 37, éventuel- liement un amplificateur de puissance 38 et un relais b seuil de ré- ponse 39 qui attaque le circuit de commande du moteur correcteur 4. La résistance 36 permet de régler l'intensité de référence avec la, quelle sera comparée l'intensité du courant variable, en fonction des limites annulaires entre lesquelles le cible doit se situer. Il est bien évident que ces moyens électriques pourraient etre remplacés par des moyens électromécaniques : par exemple un organe mécanique solidarisé b l'extrémité arrière des tiges 30 et 31 pourrait déclencher par pression un contacteur qui lui serait associé. on va définir, en référence å la figure 5, une plage an, gulaire permettant d'obtenir des enroulements très réguliers. On a représenté en 40, enroulé sur le tambour 1, un cible qui présente une section de diamètre d : cette section d est la section la plus faible parmi celles des cibles à enrouler. Les consignes imposées seront que, pour ce câble, il n'y ait ni amorce de chevauchement de deux spires, ni écartement de deux spires suffisant pour laisser b une spire de la couche supérieure la possibilité de s'intercaler. On comprend que, si ces conditions sont remplies pour le cible le plus petit, elles seront, h fortiori, remplies pour les autres câ- bles. La première condition se traduit en exprimant que le retard du chariot ne doit pas conférer au cible une position angulaire décalée vers l'arrière d'un angle supérieur d i- par rapport à sa position idéale (D est le diamètre du tambour ; les angles des diverses directions sont comptés par rapport h un plan perpendiculaire à l'axe du tambour). La deuxième condition se traduit, de même, en exprimant que l'avance du chariot ne doit pas conférer au câble une position angulaire décalée vers l'avant d'un angle supérieur à i#d/2/D par rapport à sa position idéale. T'amplitude de la plage angulaire obtenue est, donc, égale i ai = d La position angulaire idéale du câble est une position pour laquelle chaque spire vient se disposer, de façon naturelle, près de la spire précédente ; cette position correspond i une direction inclinée -par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe du tambour d'un angle d/2D = En conséquence, la plage angulaire ainsi définie s'étend entre la direction X orthogonale à l'axe du tambour et la direction Y inclinée par rapport à cette direction d'un angle D . L'invention ayant été exposée et son intérêt justifié, le demandeur s'en réserve l'ezclusivité pendant toute la durée du brevet sans limitation autre que celle des termes des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour l'enroulement régulier dtun cible sur un tam- bour d'enroulement, comprenant des moyens d'entraînement en rotation dudit tambour, un chariot guide-cble, disposé en regard de ce tambour et mobile parallèlement å l'axe de celui-ci, un mécanisme de transmission, appelé à mouvoir ledit chariot et de nature å transformer un mouvement de rotation qui lui est communiqué, en un mouvement rectiligne dans un sens ou en sens opposé selon le sens de cette rotation, enfin des moyens d'inversion propres h chaque iin de course du chariot å inverser le sens de rotation du mouve- ment communiqué au mécanisme de transmission en vue de conférer au chariot un mouvement alternatif de va-et-vient de course au mazinnia égale à la largeur du tambour ledit dispositif étant caractérisé en ce que le mécanisme de transmission précité est accouplé b la sortie d'un différentiel, lequel, en entrée, est accouplé, d'une part, aux moyens d'entraînement du tambour par l'intermédiaire des moyens d'inversion précités, d'autre part, i un moteur correcteur à double sens de rotation, de sorte que le mouvement de rotation communiqué au mécanisme de transmission est un mouvement de rotation composé, équivalant à la somme ou à la différence -selon les sens relatifs des rotations appliquées au différentiel- du mouvement de rotation des moyens d'entraînement et du mouvement du moteur correcteur, ledit moteur correcteur étant asservi à des moyens de commande aptes b engendrer sa mise en rotation dans un sens ou dans l'autre et son arrat, sous l'influence d'un signal d'excitation émis par un organe de détection angulaire lequel est associé à ces moyens de commande, cet organe de détection étant fixé au chariot guide-ctble et pourvu de palpeurs, en appui sur le cible et propres B déceler les positions angulaires de ce dernier (par rapport à l'axe du tambour) extérieures à une plage angulaire déterminée, ledit organe de détection émettant, pour ces positions angulaires, le signal d'excitation précité, appelé å agir sur les moyens de commas de pour conditionner une rotation du moteur correcteur, susceptible par l'entremise du différentiel, de ralentir ou d'accéldrer temporairement le chariot guide-câble en vue de restituer au cible une position angulaire comprise dans la plage précitée. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le mécanisme de transmission précité comprend une vis b filets croisés, d'axe sensiblement parallèle à l'axe du tambour et traversant un fourreau taraudé solidaire du chariot guide-ctble dont le mouvement de va-et-vient est guidé par des moyens de guidage appropriés. 3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les palpeurs de l'organe de détection sont constitués par deux plaquettes longiformes, disposées parallèlement à la direction idéale du câble (direction moyenne de la plage angulaire précitée) et appliquées contre celui-ci par des moyens élastiques. 4 - Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'or- gane de détection comprend deux circuits électriques associés à chaque plaquette de palpeur et composés, chacun, par un élément électronique dont un paramètre électrique varie en fonction de son état de contraintes, par des moyens d'alimentation électrique de cet élément, par un comparateur susceptible de rapporter une grandeur électrique issue de l'élément précité à une grandeur de mame nature préréglée à une valeur déterminée, enfin par un relais d seuil de réponse appelé à se déclencher pour des valeurs prddéterw minées du rapport des deux grandeurs précitées. 5 - Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que 1 'é- lément électronique de chaque circuit électrique est constitué par une résistance de valeur variable fonction de son état de contrait tes, ladite résistance étant associée à la plaquette du circuit considéré de façon qu'un déplacement de cette dernière engendre des contraintes de compression au sein de ladite résistance, contrain- tes de valeurs croissantes avec llamplitude dudit déplacement.