Brevet FR2596779A1 — publié le 19871009

Titre: MACHINE A TORONNER, A SIMPLE TORSION OU A TORSION MULTIPLE, EN PARTICULIER POUR L'INDUSTRIE DU-GABLE, RESPECTANT L'ENVIRONNEMENT ET MENAGEANT LA MECANIQUE La présente invention concerne une machine à toronner, à simple torsion ou à torsion multiple, pour la fabrication des câbles, en particulier pour l'industrie du câble, respectant l'environnement et ménageant la mécanique. Comme on le sait, pour la fabrication de câbles, qui sont fabriqués à partir d'éléments constitués de brins, torons ou fils de différents matériaux; on utilise ce que l'on appelle des machines à simple torsion ou à torsion multiple dans lesquelles les retors (tronçons élémentaires de câbles) sont obtenus en faisant 10 tourner les éléments de câble à câbler autour des bobines débitrices ou réceptrices de ces machines. Pour ces machines à toronner, il est caractéristique qu'elles présentent une ou plusieurs bobines débitrices ou une ou plusieurs bobines réceptrices, ainsi qu'un dispositif de guidage 15au bobinage qui fait partie de ces dernières, ensemble autour duquel tourne un élément formant rotor qui est entrainé par un mécanisme d'entraînement, qui guide les éléments de câble et qui exécute le câblage proprement dit. Ces ensembles sont portés par un bâti de machine en forme de C qui est disposé horizontalement ou verti20calement, qui se présente sous forme d'une construction d'acier relativement légère et sur lequel, dans le cas des machines à toronner sans capot de protection acoustique, est disposé un re ê- tement de protection qui recouvre les parties tournantes. Pendant un tour de l'élément formant rotor de câblage on obtient, dans le cas des machines à simple torsion, la fabrication d'un retors d'une seule spire, dans le cas des 5 machines à double torsion, un retors de deux spires et, dans le cas des machines à torsion multiple, un retorsde plusieurs spires. Dans les trois variantes, on peut accroître le rendement de câblage en accroissant la vitesse de rotation de l'élement formant retors de câblage. Dans le cas des machines à toronner travaillant avec 10 des vitesses de rotation élevées, les masses non équilibrées produisent de fortes vibrations. Le niveau de bruit causé par les tourbillons d'air provoqués par les vibrations et par l'élément formant rotor dépasse la courbe limite de gêne pour l'ouie N80. On s'est efforcé de remédier aux effets (acoustiques) nuisibles 15 pour l'environnement, entre autres, à l'aide de tampons de caoutchouc posés sous les bâtis de machine et en installant des capots de protection acoustique. Par ailleurs, étant donné l'intérêt de réduire les vibrations qui endommagent les paliers et autres composants des machines à toronner, on s'efforce d'obtenir un équili20 brage le meilleur possible des masses en rotation. Ce sont des solutions d'exécution de ce type que présentent les machines à toronner connues des sociétés LESMO et NIEHOFF. Dans le cas des exécutions connues respectant l'environnement et ménageant la mécanique, l'amortissement intérieur 25 des machines est faible du fait de l'utilisation de bâtis de machine présentant des masses relativement faibles en comparaison des forces produites par les masses tournantes non équilibrées et du fait de la grande élasticité de la construction du bâti en forme de C. Dans le bâti élastique de la machine, les masses tournantes 30 non équilibrées produisent des vibrations de flexion. Particulièrement importante est la force produite dans le cas des machines à simple torsion pour lesquelles, pendant le remplissage de la bobine, qui tourne à grande vitesse, le déséquilibrage croissant provoque d'importantes forces d'excitation. En conséquence des 35 vibrations de flexion du bâti de la machine, on en vient à une modification périodique de la position angulaire de l'arbre ou des arbres du rotor, à la suite de quoi apparaissent des forces supplémentaires qui s'exercent sur les paliers. La déformation élastique du bâti de la machine se traduit par des contraintes 5 irrégulières dans les tampons de caoutchouc disposés sous le bâti de la machine. Le cycle de fatigue des tampons de caoutchouc, contraints différemment, est variable dans le temps et leur action d'amortissement est donc également différente et ils ne remplissent que partiellement leur fonction d'isolation aux vibrations (amortis10 sement). Tous ces facteurs se traduisent par des conditions compliquées de vibration et de contrainte qui font que les composants de la machine, en particulier la portée de l'élément formant rotor de câblage, sont fortement sollicités. Un inconvénient des solutions précédemment décrites 15 réside également dans le fait que pour la protection acoustique il faut employer des revêtements de protection acoustique coûteux, amortissant également les bruits d'impact et présentant une masse et un encombrement importants. Il en résulte également un accroissement de l'espace nécessaire et du coût d'investissement des 20 machines à toronner munies de revêtement de protection acoustique. C'est un autre problème aussi que présente le transport des machines à toronner de construction connue dans des ateliers ne comportant pas de grue et, en particulier dans le cas des constructions à bâti horizontale en forme de C, le déplacement 25 des machines, qui se fait sur des rouleaux, est assez problématique. Le but de l'invention est de remédier simultanément à tous les problèmes et à toutes les déficiences précédemment décrits et de créer une machine à simple torsion ou à torsion multiple qui respecte mieux l'environnement et qui ménage mieux la mécanique 30 et qui soit moins coûteuse du point de vue de son exécution. L'invention repose sur la connaissance que si l'on utilise un bâti de machine présentant la rigidité néessaire et une masse importante et autorisant une déformation élastique négligeable, les forces d'excitation ne peuvent pas provoquer une torsion 35 angulaire des arbres tournants; et que par conséquent il ne peut pas apparaitre de forces d'excitation supplémentaires qui en résulteraient; et qu'en outre, le bâti de machine rigide contraint régulièrement les tampons de caoutchouc amortisseurs des vibrations situés par-dessous. Un bâti de machine de ce type garantit un bon 5 amortissement des vibrations qui résultent du déséquilibrage croissant à la suite du remplissage de la bobine et réduit également la contrainte, résultant des efforts alternés, exercée sur les paliers et autres composants de la machine. De cette façon, pour la protection acoustique, il suffit d'un revêtement de protection 10 acoustique présentant une masse plus faible et un plus faible isolement acoustique, puisque le bâti de machine, qui n'entre pas en résonance, n'émet pas de bruit d'impact et transmet mal les bruits d'impact des parties rapportées de la machine ainsi que les bruits aériens provoqués par l'élément formant rotor de câblage, 15 de sorte que le bâti de la machine remplit également une fonction d'amortissement du bruit dans l'espace situé entre le fond et le plan supérieur du bâti de la machine. De ce fait, il suffit ici d'utiliser un capot de protection et d'amortissement acoustique fixé sur le bord supérieur du bâti de la machine et disposé au20 dessus des pièces tournantes de la machine. Dans le cas de la machine à simple torsion ou à torsion multiple respectant l'environnement et ménageant la mécanique, conforme à l'invention, on atteint le but visé par le moyen que la machine comporte un bâti fabriqué en un bloc de béton 25 portable. Il est intéressant que la machine possède au moins un élément d'étanchéité élastique qui obture l'espace limité par le plan inférieur du bâti de la machine et par le fond et qui s'oppose à la pression qui règne- dans cet espace. Dans ce bâti de machine vient de forme un espace creux ouvert qui est limité par une surface 30 lisse créée par rotation et au-dessus duquel est disposé un capot de protection et d'amortissement acoustique qui est fixé au bâti de la machine et qui enveloppe les composants. Grâce à cette exécution, on peut obtenir une diminution notable de la contrainte exercée sur les paliers et autres composants de la machine et 35 résultant des efforts alternés et donc un accroissement de la durée de vie de la machine. Le système vibrant, constitué de plusieurs masses, des machines à toronner de ce type, se simplifie également du fait que le bâti rigide de la machine, agissant comme élément non élastique, relie les masses tournantes non équilibrées. On 5 peut plus facilement surveiller et contrôler l'état de la machine à toronner du fait que le bâti ne transmet pas de forcesextérieures d'excitation au système vibrant constitué de la masse tournante, du palier, qu'il faut considérer comme élastique, et de la masse de la boite de palier; et du fait qu'en présence de vibrations 10 de la boite de palier, on peut correctement conclure à l'usure ou à un dommage du palier. On peut alors parer à des dommages plus importants et obtenir une exploitation qui ménage la machine. On va décrire l'invention en détail à l'aide d'exemples d'exécution et en se référant aux dessins joints: - la figure 1 est la coupe longitudinale horizontale d'une machine à double torsion conforme à l'invention, selon la ligne B-B de la figure 2, - la figure 2 est la coupe A-A de la machine à double torsion de la figure 1, et - - la figure 3 est la coupe longitudinale horizontale d'une machine à simple torsion conforme à l'invention. La machine à double torsion, conforme à l'invention, selon les figures 1 et 2 est constituée d'un bâti de machine 10, d'un capot amortisseur du bruit, fixé au bord 64 du bâti de la machine, et d'une porte 42 qui y est disposée et, par ailleurs, d'une bobine réceptrice 36 portée dans une chape fixe 34, d'un dispositif de guidage au bobinage 38 relié à cette bobine par l'intermédiaire d'un mécanisme 74 commun avec celui de la bobine, d'un élément formant rotor de câblage 32 ainsi que d'un mécanisme 30 d'entrainement 26. L'élément formant rotor de câblage 32 est fixé aux arbres 70a et 70b qui portent dans des boîtes de palier 30a et 30b. La chape fixe 34 porte également sur ces arbres. La chape 34 porte le dispositif de guidage au bobinage 38, une roue de tirage 35 72 et un mécanisme d'entrainement'40 de la roue de tirage qui relie la roue de tirage à l'arbre du rotor 70b. Sur l'élément 32 formant rotor de câblage sont rapportés des éléments 76 de guidage du câble. Depuis l'élément 32 formant rotor de câblage, le câble 68 passe sur la roue de tirage 72 en passant par le galet 5 de changement de direction 78. Les éléments de câble 66 qui entrent sont amenés sur l'élément 32 formant rotor de câblage à travers l'alésage de l'arbre 70a du rotor. La liaison entre le mécanisme 26 et l'arbre 70a du rotor est assurée par un élément d'entrainement 22. L'arbre 70a du rotor entraine l'arbre 70b du rotor par 10 l'intermédiaire d'éléments d'entrainement 20a, 20b et d'un arbre de transmission 18 qui porte dans des paliers 16a, 16b, et 16c, 16d. Les garnitures de bridage (en acier) encastrées 14a, 14b, 14c, 14d, 28a, 28b et 24, qui fixent les paliers 16a, 15 16c, 16d, 30a, 30b et le mécanisme 26 sont elles-mêmes fixées dans le bâti 10, fabriqué en béton, au moyen d'ancrages de fixation 44. La résistance appropriée du bâti 10, en béton armé, est assurée au moyen d'armatures en acier 46. Dans le bâti 10 de la machine est formé un espace creux 60 qui est prévu pour recevoir l'élément 20 32 formant rotor de câblage, qui est ouvert en direction de la surface supérieure 48 du bâti et qui est limité par des surfaces lisses 50 créées par rotation. L'espace 80 qui se trouve entre la surface plane inférieure 52 du bâti 10 de la machine et le fond 62 est obturé 25 par au moins un élément d'étanchéité 56 qui est fixé au bord inférieur du bâti et qui maintient, avec une faible perte, la pression qui règne dans l'espace 80. A la surface plane inférieure 52 du bâti 10 de la machine sont fixés des amortisseurs de caoutchouc 54 entre 30 lesquels sont prévues des découpes 58 qui relient l'espace 80 avec l'espace 82 qui se trouve devant les éléments d'étanchéité élastiques 56 et qui sont régulièrement réparties le long de toute la périphérie du bâti de la machine. La machine à simple torsion selon la figure 3 35 présente également les caractéristiques de construction qui déter- 7 2596779 minent le concept des machines à toronner et elle s'écarte de la forme d'exécution donnée à titre d'exemple sur les figures 1 et 2 dans sa réalisation cinématique, étant précisé que la réalisation constructive et la forme du bâti 10 de machine selon la forme 5 d'exécution des figures 1 et 2 sont identiques et que seules diffèrent les dimensions des garnitures qui fixent les différentes pièces de la machine ainsi que leur disposition. C'est également une exécution semblable que montre le capot amortisseur de bruit 12 avec la porte 42. L'élément 32 formant rotor de câblage et fixé 10 à l'arbre 70a du rotor est entrainé en rotation par le mécanisme 26, par l'intermédiaire des éléments d'entrainement 100 et_ 102.... Le mécanisme différentiel 104, entrainé par le mécanisme d'entrainement 26 au moyen de l'élément d'entrainement 100 et du moteur d'entrainement 106, est relié, par l'intermédiaire d'un arbre 15 d'entrainement 112 et d'un élément d'entrainement 114, à un arbre entraineur 120 qui, à l'aide d'un coussinet entraineur 122, entraine en rotation l'arbre 124 qui porte la bobine réceptrice 36. L'arbre 124 de la bobine tourillonne dans un chariot 126. Le chariot 126 est mobile en direction axiale sur des patins de circulation à 20 galets 128 disposés dans un guidage 130 du chariot de la bobine. Le mouvement de va-et-vient du chariot 126 de la bobine en direction axiale est assuré par le dispositif de guidage au bobinage 38 entrainé par un moteur 136 par l'intermédiaire d'un élément d'entrainement 134. Dans le bâti 10 de la machine, l'espace creux 25 60 convenant pour recevoir l'élément 32 formant rotor de câblage et la bobine réceptrice 36 est limité par une surface lisse 50 créée par rotation. L'arbre 70a du rotor porte dans un palier 30a fixé à la garniture encastrée de bridage 28a. Les paliers 11Oa, 110b 30 et 118, le dispositif de guidage au bobinage 38, le guidage 130 du chariot de la bobine, le mécanisme d'entrainement 26 et le mécanisme différentiel 104 sont fixés aux garnit-lres encastrées de bridage 108a, 108b, 116, 138, 132, 24, 140. Le câble 68, fabriqué à partir des éléments de 35 câble 66 qui entrent passe par l'alésage de l'arbre 70a du rotor et par les éléments 76 de guidage de câble montés sur l'élément 32 formant rotor de caBlage pour arriver sur la bobine réceptrice 36. Le mode de travail de la machine à toronner présentant la forme d'exécution prise à titre d'exemple est le suivant: Dans le cas des machines à double torsion selon les figures 1 et 2, la première torsion des éléments de câble 66 qui entrent se produit dans l'alésage de l'arbre 70a du rotor, avant l'arrivée sur l'élément 32 formant rotor de câblage. La' 10 seconde torsion se produit lors du passage en provenance de l'élément 32 formant rotor de câblage, en passant par le galet de changement de direction 78, pendant le tirage des éléments du câble jusqu'à la roue de tirage 72. Le câble qui passe le long de l'élément 32, formant rotor de câblage et ayant habituellement 15 la forme d'un fil ou d'un feuillard, à travers les éléments de guidage 76, est tiré, à travers ces éléments, par la roue de tirage 72. Depuis la roue de tirage 72, le câble fini est guidé, par le dispositif de guidage au bobinage 38, sur la poulie réceptrice sur laquelle s'enroule le câble fini. Pendant chaque tour de l'élément formant rotor 32 se produit une torsion de deux spires. La machine à simple torsion selon la figure 3 se distingue de la machine à double torsion, du point de vue de son mode de travail, par le fait qu'après la production d'une torsion 25 d'une spire, le câble arrive sur la bobine réceptrice 36 qui tourne à une vitesse de rotation inférieure à celle de l'élément 32 formant rotor. Le guidage du câble pendant le bobinage s'obtient par le fait que la bobine réceptrice 36 exécute un mouvement axial de va-et-vient. Dans des machines à toronner de ce type, à chaque 30 tour du rotor, il n'apparait qu'une seule spire pour le câble. REVENDICATIONS 1. Machine à toronner, à simple torsion ou à torsion multiple, en particulier pour l'industrie du câble, respectant l'environnement et ménageant la mécanique, comportant une(des) 5 bobine(s) débitrice(s) ou bobine(s) réceptrice(s) (36) et un dispositif de guidage au bobinage (38) appartenant à cette dernière bobine, comportant en outre un élément formant rotor (32) qui guide les éléments (66) de câble à câbler, qui tourne autour de la(les) bobine(s) débitrice(s) ou réceptrice(s) et qui exécute le câblage, 10 ainsi qu'un mécanisme d'entrainement (26), un bâti de machine (10), avec un capot de protection et/ou un capot amortisseur du bruit (12, 42), caractérisée en ce que le bâti (10) de la machine est un bloc de béton portable, et, de façon préférée, un bloc de béton fabriqué en béton armé avec le ciment comme liant ou en béton avec 15 un plastique comme liant ou en béton lourd ou en leur combinaison. 2. Machine à toronner, respectant l'environnement et ménageant la mécanique, selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bâti (10) de la machine présente un espace creux (60) qui reçoit l'élément (32) formant rotor et réalisant le câblage, et 20 qui est limité par une surface lisse (50) créée par rotation. 3. Machine à toronner respectant l'environnement et ménageant la mécanique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle présente un capot de protection et amortisseur du bruit (12, 42) qui entoure les composants de la machine à 25 toronner, qui est disposé au- dessus du bâti (10) de la machine et qui est fixé au bâti de la machine. 4. Machine à toronner respectant l'environnement et ménageant la mécanique selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle présente au moins un élément élastique d'étan30 chéité (56) qui obture l'espace (80) limité par la surface plane inférieure (52) du bâti (10).et par le fond (62) et qui s'oppose à la pression qui règne dans cet espace.