Brevet FR2460878A1 — publié le 19810130

La présente invention se rapporte à un servomécanisme destiné à produire ou maintenir une force de traction constante dans des fibres ou des fils métalliques et pouvant être notamment utilisé sur des bobinoirs, pour la fabrication de produits tubulaires comportant une couche de renfort. On connaît un servomécanisme pour maintenir une force de traction constante dans des fibres ou des fils métalliques qui comprend des bobines remplies avec du fil, fixées solidairement sur des manchons extérieurs, eux-memes montés sur des axes, dont la face frontale s'applique contre l'un des côtes d'un disque de guidage rotatif. Sur les bobines se crée un moment résistant de frottement produit par des freins à disques montés en série dans des manchons fixes. Ces freins à disques sont commandés par un système de leviers. L'une des tiges des freins à disques bute contre un ressort dont l'autre extrémité est reliée à une crémaillère, associée à un levier d'échappement qui porte le galet d'assemblage. L'une des extrémités de ce levier est reliée à un ressort d'entrée. Le servomécanisme comporte également des galets de guidage qui dirigent les fils ou les fibres métalliques vers le galet d'assemblage. L'inconvénient de ce dispositif réside dans le fait qu'au moment du démarrage (lequel peut se produire plusieurs fois au cours du dévidement des bobines pleines et à cause de la plus grande valeur du coefficient de frottement au repos qu'en mouvement (environ 1/1,5) et du moment résistant d'inertie pendant la période de démarrage, le moment résistant total, qui est à l'origine de la force de traction s'exerçant sur les fibres, augmente rapidement, avec pour conséquence que la force de traction subie par les fibres étirées augmente elle aussi rapidement.Par suite, le levier d'échappement sur lequel est monté le galet d'assemblage tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, et libère la cremaillère, de sorte que le ressort de réglage se détend prématurément et que, pendant un certain temps, la force de traction des fibres descend au-dessous de la limite inférieure prescrite. La présente invention a pour but d'éviter l'augmentation rapide de la force de traction dans les fibres métalliques pendant les régimes de démarrage et aussi la forte diminution de cette force de traction pendant l'échappement prématuré qui suit et qui accompagne la détente du ressort de réglage. L'invention atteint ses buts par l'accouplement d'un amortisseur au servomécanisme afin de produire une force de traction constante. L'une des extrémités de cet amortisseur et le levier d'échappement qui porte le galet d'assemblage sont articulés ensemble. L'autre extrémité est aussi articulée au système de leviers qui transmet la force du ressort de réglage aux freins à disques. L'amortisseur comprend un cylindre, un piston et une tige de piston sur laquelle est monté un ressort qui fait pression sur un clapet commmandant des canaux de communication ménagés dans le piston L'extrémité opposée du cylindre de l'amortisseur est fermée par une membrane de compensation bombée. En régime de démarrage, lorsque les conditions pour une augmentation brusque du moment total de la traction dans les fibres et de la vitesse du levier d'échappement apparaissent, l'amortisseur réagit comme un corps solide en bloquant l'échappement et en développant une rétroaction négative entre le galet d'assemblage et le mécanisme de freinage de sorte que la force de traction s'exerçant sur les fils est maintenue dans certaines limites. Pendant les régimes stationnaires et quasi stationnaires pendant lesquels le levier d'échappement n'a que des mouvements relativement lents, l'amortisseur se raccourcit ou s'allonge sans développer de forces, de sorte que le dispositif d'échappement règle le mécanisme de freinage avec précision conformément aux variations du diamètre du fil enroulé sur les bobines. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence à la figure unique du dessin annexé, qui est une vue schématique d'un exemple de réalisation de celle-ci. Le servomécanisme selon l'invention comprend des bobines 1 fixées au moyen de verrous 2 sur des manchons extérieurs 3 montés sur des roulements à billes blindés 4. Entre les roulements à billes 4, de deux manchons adjacentes 3 sont intercalées des bagues d'espacement 13. Entre les manchons extérieurs 3 et l'axe 5, qui est par exemple fixé inamoviblement au disque rotatif 6 du bobinoir, sont incorporés des freins à disques 7. Les freins à disques 7, montés en série, sont commandés à partir du ressort de réglage de pression 23 au moyen d'une tige 35, d'un levier 36 et d'un poussoir 8. Le poussoir 8 vient au contact d'un butoir 9 qui est logé dans le canal de l'axe 5 et dont l'autre extrémité appuie sur le frein à disques 7.Le premier et le second freins à disques sont reliés au moyen de poussoirs 10 qui sont logés dans les ouvertures de l'axe 5. Le second et le troisieme freins à disques 7 sont reliés au moyen de butoirs 11 et 12. De cette manière, il est possible d'actionner un nombre de freins à disques montés en série supérieur à trois. Le ressort de réglage 23 est logé dans l'ouverture centrale d'une crémaillère 21 de manière à s'appliquer, par l'une de ses extrémités, contre une tige 35 et par l'autre contre une vis de réglage 22. La crémaillère 21 coopère avec une ancre d'échappement 20. L'ancre 20 comporte une queue qui porte un galet d'assemblage 16. A l'une de ses branches, sont articulés, d'une part, le ressort de réglage 26 et, d'autre part, un amortisseur 33. La force du ressort de réglage 26 peut etre modifiée au moyen d'une vis 25 et d'un écrou 24. L'extrémité opposée de l'amortisseur 33 est articulée à un levier 34 qui, à certains moments, peut s'opposer à l'action du ressort de réglage 23. L'amortisseur 33 comprend un cylindre 37 renfermant un piston 31 relié à une tige 28, un ressort 29 qui ferme un clapet 30, une membrane de compensation bombée 32 et un écrou 27 qui fixe la membrane au cylindre 37.Les deux chambres du cylindre 37 sont remplies avec de l'huile, cette huile pouvant passer de la chambre de gauche à la chambre de droite et inversement, presque sans résistance, par le grand orifice 38 du piston et par de petits canaux 39 en surmontant une forte résistance. Le fil métallique est transféré, des bobines 1 au produit 19 se dépla canut progressivement, au moyen des galets de guidage 14 et 15 du galet d'assemblage 16, du galet de déviation 17 et du galet de sortie 18. Le fonetionnement de ce dispositif est le suivant Pendant les régimes stationnaires et quasi stationnaires, le coeffi- cient de frottement dans les freins à disques 7 est constant et les accélérations angulaires des organes rotatifs sont très faibles. Dans ces conditions, la force de traction s'exerçant dans les fils métalliques 40 diminue proportionnellement à la réduction du diamètre des bobines 1 et il arrive au moment où la force du ressort de- réglage 26 surpasse la force de traction décroissante des fibres 40. A ce moment, l'ancre 20 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et laisse échapper une dent de la crémaillère 21. Ceci a pour résultat d'allonger le ressort 23.La diminution résultante de la force du ressort 23 est transmise, au moyen de la tige 35, du levier 36, des poussoirs 8, 10 et des butoirs 9, 11 et 12, aux freins à disques 7. De cette manière, la résistance de frottement régulatrice diminue, ce qui allège la force de traction subie par les fibres métalliques 40. Etant donné que cette procédure est relativement lente, l'amortisseur 33 n'agit pas sur la crémaillère 21 car, dans ces eonditions, il peut s'allonger et raccourcir sans résistance.Dans le cas d'une brusque augmentation du moment résistant total (par exemple au démarrage, le coefficient de frottement est multiplié par 1,5 pour le matériau choisi, et il en est de même des moments de résistance dynamiques), la force de traction s'exerçant sur les fibres métalliques 40 augmente brusquement et tend à tourner l'ancre d'échappement 20, en laissant échapper prématurément la crémaillère 21. Dans ce cas, la vitesse de rotation est très grande et l'amortisseur agit comme un corps solide du fait que l'huile est empêchée de passer rapidement de la chambre de gauche à la chambre de droite par les étroits canaux 39. L'augmentation de la force de traction s'exerçant sur les fibres 40 est transmise par l'ancre 20 et l'amortisseur 33 au levier 34 qui s'oppose à l'action du ressort et diminue la résistance de frottement, de sorte que la force de traction s'exerçant sur les fibres métalliques 40 est maintenue entre des limites déterminées. Simultanément, l'amortisseur 33 empêche une libération prématurée de lacré- maillère 21 et, partant, une détente prématurée du ressort de réglage 23 et une diminution de la force de traction des fibres 40 au-dessous des limites admissibles, pendant un certain temps. Dans le cas d'une variation brusque de la force de traction stexer- çant sur la tige de piston 28, il se développe dans la chambre de gauche une surpression du fait que l'huile est obligée, pendant quelques instants, de passer dans la chambre de droite par les étroits canaux 39 du piston 31, le grand orifice 38 étant, à cet instant, fermé par le clapet 30 et le ressort 29. La contraction de l'amortisseur 33 ouvre le clapet 30 de sorte que l'huile peut gagner en quelques instants la chambre de gauche, en meme temps que l'amortisseur 33 se raccourcit. Les différences de volumes entre la chambre de gauche et la chambre de droite sont compensées par la membrane 32 qui est fixée au cylindre 37 à l'aide de l'écrou 27. Comme les manchons 3 sont montés sur l'axe 5 au moyen de roulements à billes blindés, ils n'ont pratiquement aucune influence sur le moment résistant total, du fait du faible coefficient de frottement qui en résulte (et ce pratiquement aussi atEvitesses de rotation élevées du disque, c'est-à-dire, lorsque les forces centrifuges sont importantes). Les bagues d'espacement 13 assurent l'étanchéité de la chambre et les freins travaillent dans un bain d'huile ce qui est une condition nécessaire pour avoir un coefficient de frottement stable au repos et en mouvement. REVENDICATION Servomécanisme pour maintenir ne force de traction constante dans des fibres ou des fils métalliques, qui comprend des bobines, des galets de guidage, un galet d'assemblage monté à rotation sur un levier d'échappement qui coopère avec une crémaillère creuse dans laquelle est logé un ressort dont l'extrémité libre prend appui sur une tige d'un système de leviers de pression, caractérisé en ce que la tige (35) est articulée au levier d'échappement (34) auquel est articulée l'une des extrémités d'un amortisseur (33) dont l'autre extrémité est articulée à l'une des branches du levier d'échappement (20)