Brevet FR2146139A1 — publié le 19730302

La présente invention concerne un procédé et un appareil destinés à câbler des fils pour former des cordons ou cordes. Cette invention constitue des amélioration et simplification des procédé et appareil décrits dans le brevet des EUA nO 3 307 342 de la demanderesse. L'invention a pour objet un procédé de câblage et une nouvelle broche de cablage à brin dansant dans laquelle le ballon est réglé par la tension du brin dansant. Dans ce procédé et ce dispositif, la traction exercée sur le cordon câblé pour ltentratner au-delà du point de câblage varie en fonction des variations de tension du brin extérieur dansant au voisinage du point de calage. DFautres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description non limitative qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, et illustrant à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention. Sur ce dessin - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un banc à broche de câblage de l'invention, - la figure 2 est une coupe longitudinale, à échelle agrandie, de la partie inférieure de la broche de la figure 1, - la figure 3 est une vue en élévation latérale ducalestanoe système de poulies qui tire le cordon câblé au-delà du point de câblage de la broche et, - la figure 4 est une vue schématique en éIévation montrant une partie du brin extérieur, du brin intérieur et du cordon formé au point de câblage, la trajectoire combinée normale du cordon et du brin intérieur étant représentée en trait plein, mais sous un angle exagérée la trajectoire combinée figurée en tirets représentant le brin intérieur et le cordon lorsque ce dernier est soumis à une traction accrue par le fil extérieur dansant qui forme le ballon. La broche 10 de l'invention destinée à câbler deux fils pour former un cordon est représentée sur la figure 1. Ce cordon es-t par exemple utilisé pour l'armature des carcasses de pneus de véhicules ou de courroies trapézoîdales. La broche représentée est du type "dansant" c'est-à-dire que le c@blage s'effectue par enveloppement du brin extérieur de maniere à ne pas augmenter la torsion des brins respectifs. Cette broche est montée sur une traverse horizontale 11 solidaire d'un bâti non représenté. Un montant 12 est fixé sur cette traverse 11 et son extrémité supérieure supporte un bras en porte à faux 14 muni~d'une patte relevée 15 sur laquelle est montée une poulie de renvoi 16. Une bobine de fil a extérieur tourne sur un support 17 fixé lui-même à un montant relié au bâti de la machine. Une cage de guidage est fixée sur le support 17 et comporte une poulie non représentée qui renvoie le fil a lorsque ce dernier sort de la bobine 17 et se dirige vers le point de formation du cordon ou point de câblage P.A partir de cette poulie} le fil a passe sur un cabestan débiteur 18 qui comporte deux poulies ou galets entraî@és 19 et 20 sur lesquels le fil est enroulé plusieurs fois et qui le tirent en trayant de la bobine 17 à une vitesse linéaire prédéterminée. Dans l'exemple représenté, les galets débiteurs 19- et 20 sont entraînés par l'arbre creux 21 de la broch-e 10, par l'intermédiaire d'engrenages non représentés sur cette figure, mais qui sont décrits dans le brevet des EUA n 2 857 730 de la dem@n- deresse L'arbre 21 de la broche est entraîné par une courroie 22 actionnée par un moteur non représenté et qui passe sur une poulie 24 calée sur l'arbre 21, Après avoir passé autour des galets débiteurs 19 et 20, le fil a passe su-r une première poulie 25 puis remonte sur une seconde poulie 26 qui le dirige vers la poulie 16 mentionnée précédemment.La surface @ylindrique de guidage de la poulie 16 est tangente à l'axe central du pot 23 qui contrent le fil intérieur b, et elle est disposée au-dessus de l'axe central de la boucle ou ballon 27 formé par le fil extérieur a lorsque l'arbre 21 tourne en entraînant le disque-volant 29 qui luf est fixé. A partir de la poulie 16 le fil a redescend en traversant une douille creuse 30 qui porte une bague guide-fil 31 à son extrémité inférieure De préférence, la douille 30 est montée sur le bras en porte à faux 14 et est fixée sur ce dernier par un écrou de blocage 32. En quittant le guide-fil 31, le fil a forme le ballon 27 et passe autour de la bobine intérieure 2@ puis dans un guide-fit 33 fixé au bord extérieur du d i s q u e - vo @ @ e n t 29 .L o r s q u e l ' a r b r e 2 1 t o u r n e, l e v o l a n t 2 9 et sent g u i d e - f il 33 font tourner le fil a entre le volant et le guide-fil supé- rieur 31 autour de la bobine intérieure, et, sous l'effet de la force centrifuge, le brin de fil a forme le ballon 27 autour de la bobine intérieure 23 de fiT b La bobine intérieure 23 est montée sur un organe 34 supporté par I'arbre 21 et qui peut tourner par rapport à ce dernier. @e fil @ @ @ @ortant de la bobine intérieure 23 passe sur une premier poulie fixe 35, su@ ne pou- lie flottante 36 et sur une seconde poulie fixe 37, puis sur un secend @abe@@@n débiteur 38, qui comprend deux galets débiteurs 39 et 40 tirant le fit b.Ce dernier passe ensuite sur une poulie 41 à axe oblique qui le renvoie @ers 1 de manière à le faire passer au centre de l'arbre creux 21 de la br@@@@. Les galets débiteurs tournants 39 et 40 sont montés sur l'organe 34. Comme on le voit sur la figure 1, le galet débiteur 39 est entrainé depuis l'arbre 21 par l'intermédiaire d'une vis sans fin calée sur celui-ci engrenant avec une roue calée sur l'arbre du galet 39. Le galet débiteur 40 tourne fou. le second cabestan débiteur 38 qui comprend les galets 39 et 40, et le premier cabestan débiteur 18 qui comprend les galets 19 et 20 sont entraînés en synchronisme avec l'arbre 21. Ces cabestans 18 et 38 débitent leur fil correspondant à une vitesse linéaire pratiquement constante. Les deux fils, c'est-à-dire le fil a arrivant radialement du ballon 27, et le fil b circulant axialement dans l'arbre 21 se réunissent au point de cablage P et sont assemblés à liintérieur de l'arbre 21. Le cordon résultant c ainsi formé est tiré vers le bas et extrait de l'arbre tournant 21 puis est enroulé sur une bobine de sortie 42. La vitesse de tirage du cordon c au-delà du point de câblage P est réglée par un dispositif d'entraitement à vitesse variable qui sera décrit ci-après, et dont le tirage est fonction des variations de la tension du fil a dans le ballon. Un dispositif immobilise l'organe 34 qui supporte les galets débiteurs 39 et 40 et leurs mécanismes associés de manière à l'empecher . de tourner avec l'arbre 21. A cet effet, deux aimants 44 et 45 fixés respectivement sur l'organe 34 et sur un organe fixe extérieur au ballon formé par le fil a maintiennent l'organe 34 en position fixe dans l'espace. L'appareil comprend également un guide-fil 45 qui est identique au dispositif du brevet des EUA n" 3 153 893 de la demanderesse (repère 130 des dessins de celui-ci). Ce dispositif visible sur la figure 1 comprend un bras radial 46 dont l'extrémité libre comprend un oeillet 47 qui guide le fil a à mi-hauteur du ballon 27. Ce bras est solidaire d'une partie centrale 49 tournant sur un pivot central 50 fixé au couvercle 51 de l'enveloppe protectrice 52 qui contient la bobine intérieure 23. Comme on le voit, l'enveloppe 52 est fixée à l'organe 34 qui supporte'le second cabestan. Les fils a et b étant retordus mutuellement au point de câblage P, le cordon résultant c circule vers le bas dans l'arbre creux 21, sort de ce dernier et passe sur une poulie inférieure 53 qui le renvoie à un cabestan de tirage 54. Dans un but qui sera expliqué ci-après, la surface de guidage de la poulie à axe oblique 41 et la surface de guidage de la poulie inférieure 53 sont disposées de manière à guider le fil b et le cordon c dans l'axe de l'arbre creux 21 de la broche. Le cabestan de tirage 54 entrain le cordon c et le dirige sur la bobine réceptrice 42 comme on l'a vu précédemment. Cette dernière peut etre , par exemple, une bobine supportée par deux rouleaux horitaux 55 et 56 et elle est appliquée élastiquement contre ces derniers par un dispositif non représenté qui peut etre par exemple analogue au dispositif dé crits dans les brevets des EUA n 3 336 740 de la demanderesse (figures 8 et 9 des dessins annexés). La bobine 42 est entraînée par sa surface à l'aide d'an moins l'un des galets 55 et 56. Dans la forme de réalisation représentée, un moto-réducteur 57 à vitesse constante est accouplé au rouleau 56 par un embrayage à friction 58. L'arbre de sortie du moteur 57 tourne à une vitesse périphérique légèrement supérieure à la vitesse dé tirage de la bobine 42.Grâce à cette disposition, le brin de cordon c compris entre le cabestan de sortie 54 et la bobine 42 est soumis à une tension permanente pratiquement constante. Le cabestan de sortiè 54 comprend un galet entrainé 59 et un galet fou 60. 'Le galet 59 est entraîné par l'arbre 21 de la broche au moyen d'une vis sans fin 21 engrenant avec une roue dentée calée sur l'arbre 61 du galet 59. Ce dispositif d'entraSnement étant classique5 il ne sera pas décrit en détail. Le galet 59 comprend une première section cylindrique 62 dont l'extrémité intérieure est voisine de la traverse longitudinale 11 qui supporte la broche. Le bord extérieur de la section cylindrique 62 est délimité par une gorge relativement large 63. Cette gorge est délimitée par une paroi intérieure 64 de surface tronconique dont le plus grand diamètre correspond à celui de la section cylindrique 62 et dont le petit diamètre correspond à celui d'une portée cylindrique 65. La paroi extérieure de la gorge 63 est délimitée par un épaulement radial 66. L'angle au sommet du tronc de cône 64 est 90" dans l'exemple représent'é, mais cet angle peut varier entre certaines limites en fonction de la tension à imposer au brin de cordon entre le point de câblage et le cabestan 54. Le cordon c quittant le point P passe sur la poulie inférieure 53 et remonte sur le galet 59 du cabestan 54. Le brin de cordon porte d'abord sur la partie médiane de la surface tronconique 64 puis fait plusieurs tours serrés en recouvrant la partie inférieure de la surface 64 puis la portée circulaire de diamètre réduit 65, puis à partir du dernier tour qui porte contre l'épaulement 66 le cordon descend et passe sur la surface cylindrique 67 du galet fou 60 et remonte à nouveau sur la portée cylindrique extérieure de grand diamètre 69 du galet 59, il redescend ensuite et porte sur le galet 60 puis finalement est dirigé vers la bobine 42 comme indiqué précédemment. Dans cette forme de réalisation de l'invention, grâce à la présence du guide-fil auxiliaire 45 qui oblige la partie supérieure du ballon à tourner en permanence dans le premier quadrant, lorsque le diamètre réel de la boucle du ballon augmente, la tension du fil a augmente également, et inversement lorsque le diamètre réel du ballon diminue la tension du fil a diminue également. Conformément à l'invention, cette rélation est utilisée pour le réglage du ballon. Comme on l'a vu ci-dessus, les cabestans 18 et 38 débitent les fils a et b à des vitesses identiques. La structure et la vitesse d'entrai nement du cabestan 54 de tirage du cordon sont telles que le brin de fil a intérieur entre le cabestan 38 et le point P et le brin de cordon c entre le point P et le cabestan de sortie 54 sont soumis à une tension élevée limitée par le glissement du cordon sur les surfaces 64 et 65 du rouleau 59 du cabestan 54.La tension à laquelle sont soumis les brins du fil a et du cordon c sur la trajectoire combinée est telle que Ia tension du brin radial du fil a entre le ballon et le point P bien que tendant à écarter radialement les brins b et c de l'axe de l'arbre 21 au point P est insuffisante pour décaler suffisamment le point P pour qu'il porte contre la paroi intérieure de l'arbre 21 lorsque la broche est en fonctionnement normal. Il apparatt clairement, que la tension dans le brin combiné b-c est très-supérieure à la tension du fil a dans le ballon et dans se trajectoire radiale en direction du point de câblage. Il apparat également qu'une faible variation de la tension du fil a dans ce parcours entratrie une variation importante de la tension dans la trajectoire combinée b-c. Une modification de Ia tension dans la trajectoire b-c fait varier Ia vitesse à laquelle le cabestan 54 entraîne le cordon c qui se resserre sur les surfaces 64 et 65 du galet 59 lorsque la tension augmente dans la trajectoire composée b-c. La vitesse de tirage du cabestan 54 augmente lorsque la tension du cerdon augmente et elle décroît lorsque cette tension diminua.Ceci est dC à Ia variation du frottement des spires du cordon sur les surfaces 64 et 65 du galet 59 et également au fait que le diamètre du premier tour de cordon sur la surface tronconique 64 tend à augmenter car le cordon tend à monter sur Ia surface tronconique 64 lorsqu'il serre sur le rouleau. Inversement, il tend à s'enrouler sur un plus petit diamètre lorsque le serrage du cordon c sur le galet 59 diminue. La tension du fil a dans le ballon, grâce à son effet sur la trajectoire combinée b-c règle ainsi sensitivement la vitesse de tirage du cabestans 54. La vitesse de sortie et la tension du cordon c stetcartant du point P, déterminent le diamètre et de ce fait la tension du fil a dans le ballon. Lorsque le cordon est tiré au-delà du point P à plus grande vitesse, le fil a tend à être tiré du ballon à une vitesse plus grande que celle à laquelle il est introduit dans celui-ci, car il est solidaire du cordon c tiré par le cabestan 54. L'effet est inverse lorsque la vitesse de tirage du cordon au-delà du point P décroît. Bien que les fils unitaires a et b arrivent au point de câblage sous des tensions notablement différentes, le cordon résultant c contient des longueurs pratiquement égales de ces deux fils. Les cabestans débiteurs 18 e@ 38 font avancer en permanence les fils unitaires a et b à des vitesses sensiblement égales. Si le système de formation du cordon est stabilise, les longueurs des deux fils débités par leurs cabestans respectifs 18 et 38 sont absorbée@ en permanence par le cordon résultant. Il semble que, selon une hypothèse non limitative, les tensions dans les fils a et b se soient égalisées bien avant que le cordon ait atteint le cabestan 54, chaque fil étant soumis à la moitié de la tension totale du brir combiné b-c. Cette division égale de la tensIon fait que le cordon-fi@siement entraîné par le cabestan 54 et accumulé sur la bobine 42 contient des longuents égales des deux fils unitaires a et b. Comme on l'a vu ci-dessus, lorsque ces fils a et b arrivent au voisinage immédiat du point de câblage P, la tension du fil b est très supérieure à la tension du fil a, car au point P le fil a zat soumis à la totalité de In tension (moins la composante longitudinale de la tension d.1 fil a dans le bal@on) auquel le cordon est soumis au-delà du point P. Au fur et a mesure que les- deux fils unitaires sont retordus mutuellement, le frottement entre les fils. augmente et le fil a est soumis à une tension de plus en plus grande Jusqu'S ce qu'il supporte la totalité de sa partie de tension totale. Pendant cette brève période les fils a et b se placent d'eux-memes dans Ia position qu'ils doivent fina- lement avoir dans le cordon terminé Il va-de soi que l'invention n'est pas limitée aux formes du réalisation décrites et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifi- cations, sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de câblage par retordage mutuel de deux fils consistant à faire avancer le premier fil jusqu'à un point d'alimentation en l'extrayant d'une source ou bobine et à faire passer un brin de ce premier fil sur deux guides espacés longitudinalement disposés en avant du point d'alimentation, à débiter le second fil de manière qu'il forme une boucle tournante coaxiale au premier brin et tournant autour de la source du premier fil, la boucle ayant une forme telle que la tension du second fil formant cette boucle augmente lorsque le diamètre de la boucle tournante augmente et diminue lorsque ce diamètre diminue, à faire sortir le second fil de la boucle en formant un second brin dirigé radialement par rapport au premier brin jusqu'à un point de câblage situé entre les deux extrémités du premier brin, caractérisé en ce que ce point de câblage peut librement s'écarter radialement de l'axe général du premier brin en fonction des variations de la tension du second fil dans la boucle, et en ce qu'on tire le cordon formé au-delà du point de câblage en lui appliquant une traction variable en fonction du décalage radial du point de câblage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle est engendrée par un volant entratné en rotation et en ce que sa pointe est éloignée de ce dernier, le second fil pénétrant dans la boucle par la pointe et la section de la boucle par laquelle pénètre le second fil tournant toujours dans le premier quadrant. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cordon est tiré au-delà du point de câblage par frottement sur une surface mobile entratnée, la traction exercée sur ce cordon variant en fonction de l'effort d'appui du cordon sur cette surface mobile entraînée. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le décalage latéral du premier brin tend le cordon en le serrant sur la surface mobile entraînée de manière à augmenter la force de traction et la vitesse d'entraînement du cordon. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier fil est introduit à vitesse constante dans le premier brin. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second fil est introduit à vitesse constante dans la boucle. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tensions du premier fil, du second fil et du cordon sont en équilibre au point de câblage. 8. Appareil destiné à câbler deux fils par retordage mutuel comprenant un dispositif faisant avancer un premier fil jusqu'à un point d'alimentation à partir d'une source de fil, des éléments permettant de former un premier brin de ce fil au-dela du point d'alimentation comprenant deux guides successifs espacés longitudinalement et placés en aval du point d'alimentation du premier fll, un -dispositif débitant un second fil dans une boucle tournante de fil coaxiale au premier brin et tournant autour de la source de premier fil, la boucle étant de forme telle que la tension du second fil y augmente lorsque son diamètre augmente et décroît lorsque le diamètre de la boucle décroît, des organes permettant la sortie du fil de la boucle et délimitant un second brin dirigé radialement sur un point de câblage situé entre les deux extrémités du premier brin, caractérisé en ce que dans la région du point de câblage l'organe récepteur du cordon est conformé de telle façon que ce point de câblage peut librement s'écarter radialement de l'axe du premier brin en fonction des variations de la tension du second fil dans la boucle, et en ce qu' un dispositif tire le cordon au-delà du point de câblage en exerçant sur lui une traction variant en fonction des modifications du décalage radial. du point de câblage. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les tensions du premier fil, du second fil et du cordon s'équilibrent au point de câblage. 10. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un volant entraîné destiné à créer et à entretenir la boucle, un guide-fil placé à l'extrémité de la boucle opposée au volant, et un dispositif confinant la partie de la boucle voisine de sa pointe de manière que cette partie de la boucle tourne dans le premier quadrant. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif débitant le second fil dans la boucle introduit le fil dans la pointe de la boucle. 12. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif tirant le cordon au-delà du point de câblage comprend une surface mobile entraî- née, et en ce que la traction exercée sur le cordon varie en fonction du serrage du cordon sur cette surface mobile entraînée. 13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que le décalage latéral de la partie intermédiaire du premier brin tend le cordon en le serrant sur la surface mobile entraînée de manière à augmenter l'effort de traction et la vitesse d'entraînement du cordon. 14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que le dispositif tirant le cordon au-delà du point de câblage comprend un galet d'entraînement commandé, dans lequel est formée une gorge annulaire, cette gorge comprenant un fond cylindrique et une paroi latérale de surface tronconique se raccordant par son plus petit diamètre au fond de la gorge, et un dispositif dirigeant le cordon de manière qu'il vienne en contact initial avec la seconde surface au voisinage du milieu de sa largeur, le cordon étant ensuite enroulé en plusieurs spires successives sur la seconde surface en direction du centre du galet puis autour de la première surface.