Brevet FR2382527A1 — publié le 19780929

L'invention concerne les broches de retordeuse à double torsion et à axes concourants. On sait que dans ce type de retordeuse le fil se dévide depuis une bobine montée ser un porte-bobine coaxial à une broche creuse, puis pénètre par l'extrémité ouverte de la broche et traverse ainsi la bobine pour ressortir de celleci dans un guide-fil radial solidaire de la broche, après quoi il repart vers un guide-fil fixe placé dans le prolongement de l'axe de la broche pour s'enrouler sur une bobine réceptrice. -Chaque tour de broche produit ainsi deux tours détorsion du fil à condition que le support de la bobine soit immobile dans l'espace.Pour remplir cette condition, il n'est pas possible d'utiliser des moyens de liaison dirècts entre ce support de bobine et le bâti dans lequel tourillonne la broche, étant donné que ce support de bobine se trouve entièrement entouré par le ballon formé par le fil qui tourne avec la broche. Pour assurer cette immobilité. du support de bobine il est connu d'utiliser un mécanisme à axes concourants dans lequel le support de bobine est monté tourillonnant au moyen d'un roulement rigide sur la broche, tourillonnant elle-même de manière rigidé dans le support, et de prévoir par ailleurs un ensemble tourillonnant également de manière rigide dans le bâti mais selon un axe faisant un certain angle avec l'axe de la broche, cet ensemble tourillonnant également dans des roulements placés en direction correspondante dans le support de la bobine. Celui-ci se trouve ainsi immobilisé par le fait qu'il ne peut tourner autour des deux axes, L'ensemble tourillonnant est habituellement réalisé à l'aide de plusieurs pièces fixées les unes aux autres et de configuration complexe.L'une de ces pièces se trouve percée d'un orifice par lequel passe le conduit guide-fil latéral de la broche, l'ensemble pouvant tourner autour de l'axe oblique en même temps que la broche tourne autour de son propre axe. Toutefois, pour éviter les -coups et les vibrations prejudiv ciables au mécanisme pour les grandes vitesses de rotation utilisées pour la broche, il est nécessaire que l'ensemble tourillonnant se trouve entraîné par la broche d'une manière aussi homocinétique que possible.Pour cela les joints homocinétiques classiques ne peuvent pas convenir en raison de leur complexité, de leur encombrement, de leur coût élevé et de la nécessité de dégager largement le passage central de la broche ainsi que le passage latéral du conduit guide-fl partant perpendiculairement & la broche, générale- ment depuis le point de concours des deux axes concourants, On connaît également des joints dérivés du type flector ou & membrane mais d'une forme complexe liée leur adaptation aux exigences précédentes. En outre, en cas de rupture de la pièce élastique d'entraînement, son remplacement nécessite le démontage complet du mécanisme. Le but de l'invention est de réaliser un mécanisme de retordeuse complet comprenant- les deux ensembles imbriqués tournant chacun autour d'un axe distinct de l'autre et une pièce élastique d'entraînement qui soit d'une exécution simple et qui permette son remplacement facile sans nécessiter le démontage complet du mécanisme. L'invention consiste å réaliser l'-ensemble axé sur la broche en deux pièces -dont le plateau guide-fil percé d'un alésage axial avec un certain nombre d'encoches débouchant dans cet alésage axial, et un noyau central dont la périphérie circulaire s'ajuste exdetement a l'intérieur de cet alésage et comporte des échancrures en nombre et en position correspondant aux échancrures du plateau, ce noyau comportant lui-même un alésage central grâce auquel il s'emmanche sur la broche, le plateau ainsi qu'au moins une des branches du noyau comportant un percement radial constituant le guidefil et se raccordant avec le passage axial de fil de la broche, tandis que-l'ensemble désaxé est constitué par un manchon tubulaire entourant la broche, monté sur roulements dans le support fixe et dans le porte bobine et présentant un épanouissement central, cet épanouissement étant entaillé par un nombre d'échancrures égal au nombre d'échancrures du plateau, les parties de l'épanouissement comprises entre les échancrures de la pièce désaxée ainsi que soit les parties du plateau comprises entre les échancrures du plateau soit les branches du noyau comportant chacune un ergot de fixation, tous les ergots de fixation étant orientés sur la même face et recevant une pièce élastique annulaire dont le périmètre est déterminé de manière a permettre son passage autour des deux paliers correspondant respectivement aux deux ensembles du côté de cette même face.On comprendra facilement que le manchon tubulaire entourant la broche peut être, par exemple pour des raisons de facilité d'obtention des pièces brutes, réalisé en deux pièces assemblées définitivement au moment de l'usinage des pistes des éléments roulants ou des portées de roulement. Une autre particularité de l'invention réside dans le procédé de montage et d'ajustage de l'ensemble du mécanisme permettant d'obtenir un maximum de précision. D'autres pårticularites de l'invention apparaîtront à la description qui va suivre d'un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé, sur lequel la fig. l est une coupe axiale du mécanisme selon I-I de la fig. 4; la fig. 2 est une coupe transversale selon II-II-de la fig. 1 du même ensemble supposé-non désaxé; la fig. 3 est une coupe axiale partielle selon III-III de la fig. 4; la fig. 4 est une-coupe transversale selon IV-IV de la fig. 1 de l'ensemble également supposé non désaxé. Comme on le voit sur les fig. 1 et 2, l'ensemble tournant axé sur la broche comporte un plateau 1 destiné faciliter la formation du ballon de fil et muni d'une base épaisse 2 laquelle est percée d'un alésage central 3 usiné avec précision. Cette même base 2 du plateau comporte trois échancrures 4 sensiblement en forme de secteur circulaire qui débouchent dans l'alésage 3, ne laissant subsister que trois tronçons de l'alésage 3 constituant le sommet de trois dents intérieures 5 constituant les parties du plateau restant entre les échancrures. L'ensemble axé comporte d'autre part une deuxième pièce constituée par un noyau central 6 dont la périphérie cylindrique s'ajuste exactement à l'intérieur de l'alésage 3 dans lequel le noyau peut être ultérieurement fixé d'une manière rigide. Ce noyau 6 également comporte de préférence sur sa périphérie trois échancrures 7 situées chacune en face d'une des échancrures 4. Le noyau 6 constitue ainsi une sorte d'étoile à trois branches pouvant venir s'ajuster avec précision à l'intérieur du plateau. Il comporte en outre un alésage central 8 permettant son montage rigide, par exemple par emmanchement, sur la broche 9, laquelle d'une manière habituelle tourillonne dans un support fixe 10 au moyen de roulements 11 tout en- étant percée d'un passage axial 12 ou de deux passages axiaux 12 et 13.Un guide-fil 14 est disposé à la sortie d'un conduit guide-fil constitué par un perçage 15 pratiqué dans la base 2 du plateau 1 et faisant suite à un perçage 16 pratiqué dans une des branches de l'étoile 6 et se raccordant avec les passages axiaux 12 et 13. Par ailleurs, le tourillon d'extrémité 17 de la broche 9 comporte un roulement 18 grâce auquel la broche tourillonne à l'intérieur du porte bobine 19. En plus de cet ensemble tournant axé, le mécanisme comporte un ensemble tournant désaxé constitué dans la configuration présentée de deux pièces 20 et 21 raccordées entre elles selon un plan 46 perpendiculaire à l'axe de l'ensemble. Chacune de ces pièces comporte un tourillon tubulaire, 22 ou 23 respectivement, dont le passage central sert de dégagement pour la broche 9 et dont la périphérie tourillonne dans des roulements, respectivement 24 et 25, l'un monté à la base du porte-bobine 19 et l'autre dans le support fixe 10. Aux deux extrémités en regard des pieces 20 et 21 les tourillons tubulaires 22 et 23 s'épanouissent en une paroi conique 26 ou 27, puis cylindrique 28 et 29 respectivement, en meme temps que l'ensemble de ces parties épanouies est entaillé par trois larges échancrures 30, par exemple cylindriques, comme visible en particulier sur la fig. 2. Ces échancrures entaillent les deux parties coniques 26 et 27 et ne laissent plus subsister des parties périphériques 28 et 29 que trois secteurs de jonction 31 selon lesquels se fait le raccordement mécanique entre les deux pièces 20 et 21. Dans chacune des dents rentrantes 5 de l'ensemble axé est fixé un ergot de fixation 32 orienté vers le haut comme représenté sur la partie gauche de la fig. 1, tandis que, dans chacun-des secteurs 31 est fixé également un ergot de fixation 33 également orienté vers le haut. Ceci permet de venir placer sur l'ensemble des six ergots de fixation 32 et 33 une pièce annulaire élastique 34 visible en particulier sur la fig. 4 et comportant six orifices grâce auxquels la pièce se monte sur les six ergots Les ergots 32 de fixation de la pièce annulaire élastique 34 sur l'ensemble axé peuvent être éventuellement fixés directement sur les branches du noyau 6. Les ergots ont une forme appropriée permettant le montage et le démontage aisé de la pièce annulaire élastique 34. Le périmètre intérieur de la pièce 34 est de préférence tel qu'il permette le passage de la pièce à la périphérie du support 35 fixant le roulement 24 à la base du porte-bobine 19. De cette manière l'ensemble -de la pièce annulaire élastique 34 peut être retiré facilement par simple traction et remplacé par une piece neuve sans nécessiter aucun démontage du reste du mécanisme. Des pattes extérieures 36 bordant chaque orifice de montage facilitent les manipulations. En particulier, ld pièce 34 peut avantageusement avoir une configuration en hexagone régulier comme représenté sur la fig. 4 en disposant pour cela tous les ergots 32 et 33 à la même distance de l'axe. Naturellement le nombre d'encoches, dé branches et d'ergots de chaque sorte pourrait être diffé- rent de 3. I1 va de'soi que; sans sortir du cadre de l'invention, la section de la pièce élastiqué 34 qui est représentée sensiblement circulaire sur la fig. 3 peut tout aussi bien être elliptique, carrée ou rectangulaire. Dans ce dernier cas il peut s'agir d'une simple membrane (dont la forme en vue de dessus reste la mêmeque celle représentée sur la fig. 4) obtenue non pas par moulage comme pour les formes précédentes mais par découpage. Pour réduire au minimum le travail élastique de la pièce 34 au cours de la rotation, il est préférable que l'axe 37 de la broche 9 et de l'ensemble axé et l'axe 38 de l'ensemble désaxé se coupent de préférence en un point 39 situé le plus près possible du plan moyen de la pièce 34, et par conséquent le conduit guide-fil 15c16 se trouve désaxé en dessous de ce plan, le trou central de dégagement du tourillon tubulaire 23 étant déterminé en conséquence pour ne pas rencontrer la broche 9. Pour la fabrication de l'ensemble du manchon selon l'invention quand il est en deux pièces, et pour éviter des tolérances d'exécution extrêmement serrées sur les pièces, on réalise d'abord les pièces 20 et 21 de la manière indiquée, puis on les assemble définitivement entre elles par un rodage précis de-leur plan46 et par des fixations définitives constituées par exemple par des rivets 40 visibles sur les fig. 2 et 3. L'ensemble est ensuite usiné en finition d'une seule pièce, notamment pour la rectification des parties cylindriques extérieures des tourillons tubulaires 22 et 23 lorsque ces parties doivent se monter dans des roulements classiques.Si ces tourillons constituent par eux-mêmes les bagues intérieures de roulements intégrés, comme dans l'exemple représenté sur la fig. 1, il en est de même pour la rectification des gorges servant de chemins de roulement. L'ensemble est donc monté sur une-rectifieuse d'extérieur et usiné avec précision et d'une manière parfaitement centrée qui évite tout désalignement entre les deux tourillons 22 et 23. Ceci est possible grâce au fait que la forme en étoile du noyau central 6 avec ses échancrures 7 est déterminée de manière que ce noyau puisse être introduit ultérieurement entre les secteurs 31 de l'ensemble désaxé. I1 suffit alors ensuite d'emmancher et de fixer le noyau 6 dans l'alésage 3 du plateau, puis-d'emmancher la broche 9 sur le noyau 6 après avoir placé les divers roulements. La bague élastique 34 peut d'après ce qui précède être introduite au dernier moment et peut être retirée et échangée à tout moment sans aucun démontage.Il est à noter que dans le cas où le manchon désaxé est en une seule pièce, la réalisation est, hors mis les opérations d'usinage du plan 46 et d'assemblage des deux parties qui-n'ont plus à être effectuées, identique à celle qui est décrite précédemment, Pour éliminer d'autre part les problèmes de tolérances liés à l'inclinaison de l'axe des'deux roulements 24 et 25, le roulement 25 est de préférence constitué par un roulement constituant encastrement, soit avec deux couronnes-d'élements roulants espacées, soit encore un roulement du type à flasque intégré et à contacts obliques en O, et le roulement 24 est de préférence monté de manière à pouvoir à la fois coulisser axialement et s'orienter à la manière d'une rotule. Dans l'exemple représenté sur la fig. 1, le roulement 24- est du type intégré avec sa bague extérieure à périphérie cylindrique coulissant avec le minimum de jeu dans une douille 41 dont la surface extérieure est sphérique pour s'articuler à la manière d'une rotule à l'intérieur du support 35. En variante, il est également possible d'utiliser un roulement dont la bague extérieure comporte une portée intérieure sphérique pour les billes et dont la surface extérieure cylindrique coulisse dans le support. En outre, ce support 35 est fixé dans la base du portebobine 19 au moyen de vis 42 se vissant par exemple dans le support 35 en traversant des encoches 43 pratiquée dans la base du porte-bobine 19. Conformément à l'invention, ces encoches sont suffisamment larges pour permettre un ajustement latéral de l'assemblage. De cette manière, après avoir monté 11 ensemble du mécanisme de la manière indiquée, mais sans bloquer les vis 42 pour autoriser un mouvement latéral relatif des pièces 35 et 19, on fait tourner l'ensemble du mécanisme à une vitesse appropriée, en retenant le porte bobine 19, ce qui produit automatiquement le placement horizontal du support 35 et le placement axial du tourillon 22 par rapport à ce support grâce à la possibilité de coulissement indiqué. Ce n'est qu'après quelques instants de fonctionnement que l'on vient bloquer les vis 42 ce qui permet alors de fixer le mécanisme avec une grande précision sans avoir eu à exiger des tolérances extrêmement précises sur les distances axiales et les positionnements angulaires qui résultent de l'accumulation d'un grand nombre de tolérances. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de retordeuse à accouplement élastique du type comportant deux ensembles tournants imbriqués dont un ensemble axé sur la broche et un ensemble désaxé relié au premier par une pièce élastique d'accouplement, caractérisé par le fait que ensemble axé est constitué par un plateau dont la base comporte un alésage circulaire et un noyau central à périphérie circulaire s'ajustant dans l'alésage précédent, avec des échancrures du plateau et/ou du noyau débouchant dans l'alésage, des organes de fixation étant disposés, soit sur le plateau, soit sur les branches du noyau, dans chacune des parties restantes entre les échancrures et en direction du porte-bobine, que l'ensemble désaxé tournant autour d'un axe oblique est constitué par un manchon tubulaire en une ou plusieurs pièces, entourant la broche et monté sur roulements dans le support fixe et dans le porte-bobine, et comportant un épanouissement central interrompu par autant d'échancrures que l'ensemble axé, ne laissant subsister au niveau dudit épanouissement que des secteurs se plaçant chacun dans une des échancrures de l'ensemble axé, d'autres organes de fixation étant également disposés sur ces secteurs, également en direction du porte-bobine, enfin que la pièce élastique d'accouplement a une forme annulaire, de préférence polygonale, avec des orifices permettant son adaptation sur les divers organes de fixation de l'ensemble axé et de l'ensemble désaxé. 2. Mécanisme de retordeuse selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'ensemble désaxé est en une seule pièce ou en deux pièces non démontables, et que les dimensions du noyau central et de ses échancrures et les dimensions de l'épanouissement du manchon et de ses échancrures sont déterminés de manière qu'il puisse être introduit à l'intérieur de l'ensemble décentré en passant entre les secteurs. 3. Mécanisme de retordeuse selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le périmètre interne de la pièce annulaire élastique est tel qutil permet son introduction et son extraction en passant autour des supports des roulements situés au-dessus du plateau. 4. Mécanisme de retordeuse selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les organes de fixation de la pièce annulaire élastique sur l'ensemble axé et sur l'ensemble désaxé sont des ergots permettant le montage et le démontage de ladite pièce élastique sans intervention sur lesdits ergots. 5. Mécanisme de retordeuse selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le plan moyen de la pièce d'accouplement élastique est sensiblement au niveau du point de concours des deux axes des deux ensembles tournant, et que le conduit guide-fil radial est percé dans la base du plateau et dans une branche du noyau central, en dessous de ce plan. 6. Procédé de fabrication du mécanisme de retordeuse selon une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que l'on réalise l'ensemble désaxé en deux pièces dont les ébauches sont assemblées entre elles d'une maniere définitive avant de procéder à l'usinage final, notamnent des pistes d'éléments roulants ou des portées de roulement, puis que l'on introduit le noyau dans l'ensemble désaxé après quoi on le monte et on le fixe dans 11 alésage central du plateau, et qu'enfin on monte la broche dans l'alésage central du noyau après avoir éventuellement monté les divers roulements, la pièce élastique d'accouplement pouvant être introduite en position à tout moment. 7. Mécanisme de retordeuse selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le manchon tubulaire est monté dans le support fixe au moyen d'un roulement, séparé ou intégré, formant encastrement, et dans un autre support au moyen d'un roulement, séparé ou intégré, constituant une rotule avec liberté de coulissement axial, et que ledit autre support est fixé au porte-bobine à l'aide d'un moyen de fixation tolérant avant blocage des déplacements relatifs perpendiculaires è 8. Procédé de fabrication du mécanisme de retordeuse selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'ensemble du mécanisme est monté sans bloquer les moyens de blocage précités de manière à tolérer un coulissement transversal dudit autre support par rapport au porte-bobine, puis qu'en retenant le porte-bobine on fait tourner l'ensemble du mécanisme à une vitesse appropriée pour réaliser l'auto-alignement, et enfin que l'on bloque les moyens de blocage précités.