Brevet FR2626904A1 — publié le 19890811

La présente invention concerne la fabrication d'articles soumis au commettage et a notamment pour objet un procédé de fabrication d'articles métalliques-soumis au commettage ou commis. La présente invention peut âtre utilisée pour la production de câbles électriques multiconducteurs, de câbles de manutention en différents matériaux métalliques ainsi que de cordes métalliques multifilaires dans des machines pourvues des mécanismes rotatifs pour l'admission et la traction deadits articles. Il est très effieace d'appliquer la présente inVen- tion à la fabrication de câbles fins en acier, destines à être utilisés dans des appareils et systèmes à commande à distance ou de cordes métalliques pour des articles teehni- ques en caoutchouc. On connalt un procédé de fabrication d'articles métalliques commis conistant à communiquer, à un faisceau d'élémentsde grande longueur, un déplacement hélioYdal (DE, C, 2037607). Ce procédé de.fabrication d'articles métalliques commis consiste à tirer un faisceau d'éléments de grande longueur de bobines débitriees dans la zone de création d'un article métallique commis, à former cet article en communiquant, de force, au faiseeau d'articles de grande longueur, un déplacement hélicoïdal (dans la description qui va suivre, cette opération sera nommée commettage) et à enrouler l'article tournant autour de son axe sur un tambour d'enroulement. Dans les commetteuses mettant ce procédé en oeuvre, les bobines débitrices peuvent être montées sur un cadre commun immobile (dispositif d'alimentation). Ce mode permet de choisir, sans aucune limitation, des variantes assurant la disposition la plus ramassée des bobines débitrices et leur éloignement minimal de la zone de formation d'un arti- cl e commis. C'est pourquoi les possibilités technologiques des machines susmentionnées, comparées à celles des machines 262604V connues tubulaires, sont notablement plus larges, les encom- brements et la quantité de métal nécessaire à la fabrica- tion é.tant inférieurs. Ces avantages se manifestent très sensiblement à la fabrication de câbles électriques multi-. conducteurs et Ode câbles multifilaires fins. Pour assurer, selon le procédé connu, l'enroulement d'un article commis tournant autour de son axe sur un tam-. boutr d'enroulement, il est nécessaire de faire tourner le dispositif d'enroulement d'une commetteuse à une vitesse égale à la vitesse de rotation d'un article commis dans la zone de sa formation. Le rotor du dispositif d'enroulement comprend un nombre d'éiémen.ts (guidage d'un article commis, tambour d'enroulement démontable, article commis fini) qui ns sont pas susceptibles d'un équilibrage précis et limitent notablement la vitesse admissible de rotation du rotor. C'est-pourquoi, le rendement des ma- chines de ce type est relativement faible. - On connaît un procédé de fabrication d'articles métalliques commis au moyen du double commettage (GB, A, 963424)-. Le procédé connu consiste à tirer-un faisceau d'éléments de'grande longueur, de bobines débitrices, dans la zone de création d'un article commis, à effectuer- le commettage initial de cet article en communiquant, de foree, au faisceau d'éléments de grande longueur, un dépla- cement hélicodal, à amener- cet:article au tambour d'enroule- ment-en suivant une trajectoire curviligne, dont le début et la fin se trouvent sur le même axe de sorte qu'à la fin du déplacement suivant la trajectoire curviligne, l'article change de direction de déplacement et se déplace dans la direction inverse, à effectuer -le deuxième commet- tage de l'article en communiquant, au tronton de cet article se -trouvant sur la trajectoire curviligne, un déplacement rotatif autour de l'axe reliant le début et la fin de la trajectoire curvili- gne, et enfin à enrouler l'article commis sur le tambour d'enroulement en -créant-un effort de tension. Dans ce cas,' la vitesse de rotation du tronçon de'ltarticle dans la zone de la trajectoire curviligne est égale à la vitesse de sa rotation dans la zone de commettage initial. Les commetteuses mettent ce procédé en oeuvre com- portent un rotor avec des éléments de guidage servant à déplacer un article commis suivant la trajectoire curvili- gne. Le tambour d'enroulement est monté à l'intérieur du rotor, sur le chariot qui reste immobile pendant le fonc- tionnement de la machine. Ainsi, on supprime la nécessité d'équilibrer les éléments du dispositif d'enroulement, c'est-à-dire que l'on augmente la vitesse limite admissi- ble de rotation du rotor. De plus, le procédé en question permet de commettre-un article à deux pas en un seul tour du rotor (double commettage). Grace à cela, les commetteu- ses de ce type sont caractérisées par un haut rendement. Toutefois, l'article commis-au préalable est sou- mis, au cours de commettagesréitératifs à.une déformation de torsion. Dans ce cas, les éléments de grande longueur formant les couches extérieures s'allongent et les éléments constituant les couches intérieures se compriment. Dans le cas de la fabrication d'articles commis fins multicouches, cette opération provoque la rupture des éléments extérieurs de grande longueur, le dégagement des éléments intérieurs au-delà de la surface de l'article, la courbure de l'axe longitudinal de tl'article. C'est pourquoi l'emploi du procédé connu est limité, de préférence, à la fabrication d'articles monocouches (articles comprenant trois ou quatre éléments). On-connalt un procédé de fabrication d'articles métalliques commis (GB, A, 1209484), qui consiste à tirer un faisceau d'éléments de grande longueur des bobines débi- trices dans la zone de création d'un article commis, à for- mer cet article en communiquant, de force, au faisceau d'articles de grande longueur, un déplacement h4licoidal, à faire avancer cet article vers le tambour d'enroulement- suivant une trajectoire eurviligne dont le début et la fin se trouvent sur un axe de façon qu'à la fin du déplacement suivant la trajectoire curviligne, l'article commis change- de direction de déplacement en direction inverse, à mettre le tronçon de l'article en rotation forcée sur la trajec- tfaire curviligne, autour de l'axe reliant le début et la fin de cette trajectoire, à une vitesse inférieure, de deux fois, à la vitesse de rotation de l'article-dans la zone de sa formation, et à'enrouler cet article sur un tambour d'enroulement en créant un effort de tension. La commetteuse mettant le procédé susmentionné en oeuvre comporte deux rotors. L'un de ceux-ci est destiné à effectuer le déplacement hélicoïdal forcé d'un article commis dans la zone de formation, le deuxième tourne à une vitesse voisine d'une vitesse inférieure, de deux fois', à la vitesse de rotation du premier rotor et sert à créer'la trajectoire curviligne de l'avance de l'article vers le tembour d'enroulement. Le tambour est monté à l'intérieur du deuxième rotor, sur un chariot fixe. Dans ce procédé, pendant qu'un article commis avance suivant une trajectoire eurviligne sous l'action de l'effort de tension, il ne peut tourner librement autour de son axe longitudinal. C'est pourquoi, au début de la trajec- toire curviligne, l'article commis se détord approximative- ment à la moitié et à sa fin,.il revient à l'état initial à la suite de la différence des vitesses de rotation des deux rotors. Ainsi, on supprime la tension irréguliire de différentes couches dans un article fini. Toutefois, pendant le déplacement d'un article com- mis suivant la trajectoire curviligne en état semi-détordu, les léments affaiblis de grande longueur, dans ce cas, les fils de la couehe extérieure, se déplacent par rapport aux éléments intérieurs et perdent leur forme hélicoïdale ini- tiale. En conséquence, des défauts se forment dans la struc- ture qui ne sont pas éliminés après que larticle commis soit revenu en position initiale, ce qui nuit à la qualité de l'article. Pour cette raison, on est obligé de limiter l'emploi de ce procédé à la fabrication de-câbles multicon- ducteurs à partir de matériaux plastiques tels que: aluminium, cuivre.ete... On s'est donc proposé de mettre un procédé de fabri- cation d'articles métalliques commis au point, dans lequel la possibilité de libre rotation des articles autour de leur axe pendant-leur déplacement suivant une trajectoire curviligne améliorerait leur qualité. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un 11 procédé de fabrication d'articles métalliques commis consis- tant à tirer un faiseeau d'éléments de grande longueur, à partir de bobines débitrices, vers une zone de eréation d'un article commis, à former cet article en communiquant de force, au faisceau d'éléments de grande longueur,- un déplacement hélicoïdal, à amener cet erti-cle au tambour d'enroulement suivant une trajeetoire curviligne, dont le' début et la fin se trouvent sur un même axe de sorte qu'à la fin du déplaeement suivant la trajectoire curviligne, l'article commis change de direction de déplacement et se déplace dans le sens inverse, à communiquer, de force, une rotation au tronçon de P'artielie commis sur la trajectoire curviligne, suivant l'axe reliant le début et la fin de cette trajectoire, à une vitesse inférieure, approximative- ment de deux fois, à la vitesse de rotation de l'article commis dans la zone de sa formation, à enrouler cet arti- cle sur le tambour d'enroulement en créant un effort de tension, caractérisé, selon l'invention, en ce qu'au cours du déplacement de l'article commis sur la trajectoire cur- uiligne, on annule, sur lui, l'effort de tension, créé par le tambour d'enroulement, en appliquant un effort de frei- nage à cet article directement avant son enroulement sur le tambour d'enroulement. En éliminant l'effort de tension de l'élément com- mis dans la zone du déplacement suivant latrajectoire cur- - viligne et en communiquant de force un déplacement hélicoi- dal à l'article dans la'zone de commettage, selon l'inven- tion, on assure3à l'artikle, la possibilité de tourner, de 1ui- même autour de son axe sous l'effet de sa propre rigidité à la torsion (régidité de torsion), ce qui supprime l'eventualité de la détorsion (déformation de torsion) de l'article et les défauts de strueture, autrement dit, on améliore notablement la qualité de l'article commis* Il est avantageux que l'effort de freinage de l'article commis soit compris approximativement entre 50% et 96% de la valeur de l'effort de tension eréé par-le tambour d'enroulement. On assure ainsi la tension requise de l'article oedmis pour son enroulement sur le tambour d'enroulement et on baisse simultanément la tension sur la trajectoire curviligne jusqu'à une valeur permettant à l'article de tourner de lui-même autour de son propre axe. Les expériences ont-fait apparaître qu'une valeur de l'effort de freinage, inférieure sensiblement à 50%. de la Valeur de l'effort de tension de l'article commis eréé par le tambour d'enroulement, provoque une instabi- lité du processus de rotation de cet article autour de son propre axe sur la trajectoire curviligne, c'est-à-dire, que le frottement, dans la zone du déplacement suivant la tra- jectoire curviligne, empeohe périodiquement l'article de tourner autour de son axe et il est soumis à une déforma- tion de torsion dans la direction opposée à la direction du commettage. Dans ce cas, la tension des fils extérieurs s'affaiblit, les fils se déplacent l'un par rapport à l'autre et perdent leur forme initiale hélicoldale. En conséquence, des défauts se forment périodiquement dans la structure de l'article fini,. c'est-à-dire que la qualité de l'article baisse. Aprbs que la déformation de torsion de l'article a atteint la valeur limite du couple moteur créé par les for- ces de frottement, l'article commis commence à tourner au- tour de son axe. La déformation de torsion et le couple moteur intérieur diminuent- et le processus décrit recom- mence. LU62604 Si la valeur de l'effort de freinage dépasse nota- blement 96% de la valeur de l'effort de tension de l'ar- tiele commis créé par le tambour d'enroulement, le proces- sus de rotation du tambour d'enroulement, entraîné à tra- vers l'accouplement à friction, devient instable. Dans ce cas, l'article commis enroulé sur le tambour-se place incorrectement (il n'est pas arrangé sur le tambour en position imposée). Au moment d'un bref ralentissement de la rotation ou d'un bref arrêt du tambour d'enroulement dans la zone de la trajectoire eurviligne, un mou inadmissible du eable se forme et contribue à la formation d'un boucle tournant à la sortie de la zone de commettage. Après que le tronçon en boucle de l'article a atteint certaines dimensions, il s'accroche aux éléments, disposés au voisinage de la ma- chine, ce qui aboutit à la rupture de l'article et à 1r- rêt de la machine. Ainsi, comme il ressort de la description ci-dessus, le procédé de fabrication d'articles métalliques commis réa- lisé selon l'invention permet d'améliorer la qualité de cet article. L'invention sera mieux comprise et d'autres;buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux 'à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de sa réalisation avec référence au dessin non limi- tatif annexé, dans lequel: - la figure unique représente un schéma de réalisa- tion du procédé reverdiqué. On retire un faisceau d'éléments 1 de grande lon- gueur des bobines débitrices (non représentées sur de des- sin), montées sur un dispositif immobile d'alimentation 2 dans la zone de création d'un article commis. On forme' l'article commis 3 en communiquant un déplacement hlicol- dal, de force, au faiseeau d'éléments 1 de grande longueur. On amène l-'article 3 au tambour d'enroulement 4 sui- vant une traJeetoire curviligne dont le début et la fin se trouvent sur un même axe de manibre qu'à la fin du dépla- cement suivant cette trajeetoire, l'artiele commis 3 change de direction et se déplaee en sens inverse. On fait tourner, de force, le tronçon de l'article 3 se trouvant sur la tra- jectoire curviligne autour de l'axe reliant le début et la fin de cette trajectoire à une vitesse inférieure, de deux fois, à la vitesse de rotation de l'article 3 dans la zone de sa formation. On enroule l'article fini 3 sur le tambour. d'enroulement 4 en créant un effort de tension. Immédiate- ment avant l'enroulement sur le tambour 4, on applique, û l'article commis 3, un effort de freinage. On effectue, de force, le déplaeement hélicoI- dal d'un faisceau d'éléments 1 de grande longueur dans la zone de formation d'un article commis 3 à l'aide d'un mêca- nisme de traction 5 du type à bande ou à chaîne qui tourne à la vitesse n. On crée la trajectoire curviligne du dépla- cement de l'article 3 au-moyen d'un élément de guidage tubu- laire 6 courbé progressivement et monté, de façon qu'il p. uisse tourner à la vitesse n/2, sur deux paliers 7. Le tam, bour d'enroulement 4 est monté sur le chariot 8, suspendu librement entre les paliers 7 sur des roulements 9 et reste immobile. Un dispositif 10 à l'aide duquel on applique, à l'article 3, l'effort de freinage, est monté en amont du tambour 4.sur le chariot 8. Ce dispositif 10 peut être réalisé selon n'importe quelle conception connue destinée,à des objectifs an'alo- gues. Le freinage de l'article commis 3 directement avant son enroulement sur le tambour 4 diminue sa tension pendant son déplacement à l'intérieur de l'él.ment de gui- dage tubulaire 6 jusqu'à une valeur qui permet de lui as- surer la possibilité de tourner de lui-même autour de son axe à l'intérieur de l'élément de guidage tubulaire 6, à la vitesse n/2. De ce fait, l'article commis 3 n'est plus sou- mis à la déformation de tprsion sur le tronçon entre la zone de formation et le tambour d'enroulement 4, ce qui supprime l'éventualité de la formation des défauts de structure et élave la qualité de l'article commis 3. La valeur de l'effort de freinage de l'article com- mis 3 est choisie compte tenu de ses propriétés mécaniques et des performances de la ceommetteuse, dans les limites, approximativement, de 50% à 96% de la valeur de l'effort de tension créé par le tambour.d'enroulement. La valeur supé- rieure de l'effort de freinage est préférable. Toutefois, il est à noter qu'au voisinage de cette valeur, la qualité i0 de l'enroulement sur le tambour baisse par suite de l'arrêt périodique du tambour habituellement entrains en mouvement à travers un accouplement à friction. A une valeur infé- rieure de l'effort de freinage, le processus de rotation de l'article sur la trajectoire eurviligne devient instable et la formation des défauts de la structure de l'article com- mis a lieu. Exemple 1 A l'aide du procédé revendiqué, on fabrique 'un câble d'acier, par commettage unique, à partir de douze fils de 23 30,03 mm. Ce procédé est réalisé sur une commetteuse ayant un mécanisme de traction, un rotor avec un élément de gui- dage tubulaire à l'intérieur duquel sont montés, sur un chariot, un tambour d'enroulement et un dispositif de frei- nage. La vitesse de rotation du meécanisme de traction n est égale à 4000 t/mn, alors que la vitesse de rotation de l'élément de guidage tubulaire est égale à n/2 2000 t/mn. On fabrique le câble selon le procédé revendiqué. Dans ce cas, on choisit un effort de freinage égal à 50% de la valeur de l'effort de tension crée par le tambour d'enrou- lement. On n'a décelé aucun défaut de la structure du câble sur toute sa longueur; de plus, le câble ne tourne pas à l'état libre autour de son axe et oenserve la forme recti- ligne. lu Exemjple 2 On fabrique, à l'aide du procédé revendiqué, un câble d'acier par double commettage, à partir de sept to- raons préalablement commis, chacun, à partir de sept fils de 0,07 mm de diamètre. - On effectue le procédé sur une commetteuse analogue à celle d4crite dans l'exemple 1. On choisit alors la valeur de l'effort de tension crée par le tambour d'enroulement. Dans un câble fini, on n'a localisé aucun défaut de structure, sur toute sa longueur, et le câble à l'état libre ne tourne pas autour de son axe et garde la forme rectiligne. Exemple 3 On fabrique, 7 il'aide du procédé revendiqué, une corde métallique par double commettage à partir de torons comportant, chacun, trois fils de 0,15 mm de diamètre. - On réalise le procédé à l'aide de la commetteuse analogue à celle utilisée dans l'exemple 1. -20 Dans ee cas, on choisit une valeur de l'effort de freinage égale à 80% de la valeur de l'effort de tension créé par le tambour d'enroulement. On n'a constaté aucun défaut de la strueture du câble fini,. sur toute sa longueur, et, de plus, à l'état libre, il ne tourne pas autour de son axe et garde sa forme rectiligne. Le procédé revendiqué pour la fabrication d'arti- cles métalliques commis permet de façonner des fils de dif-- férents diamâtres, de fabriquer des câbles de différents types et en utilisant différents modes du commettage. Le proc-édé revendiqué de fabrication d'articles métalliques commis est destiné à la fabrication de câbles fins d'acier et de cordes métalliques.. Ce procédé offre des. possibilités d'utilisation = efficace de trains-de tréfilage de plusieurs fils et.d'une technologie avancée de commettage. En outre, l'emploi du procédé revendique permet de réduire le prix de revient du produit de 6 à 12,%. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de fabrication d'articles métalliques commis, consistant à tirer un faisceau d'éléments de grande longueur de bobines débitrices dans une zone création d'un article commis', à former cet article en communiquant, de force, au faisceau d'éléments d.e grande longueur, un déplacement hélicoïdal, à amener cet article à un tambour d'enroulement en suivant une trajectoire curviligne, dont le début et la fin se trouvent sur un même axe de façon qu'à la fin du déplacement suivant cette trajectoire, l'artiele commis change de direction et se dplace en sens inverse, à communiquer, de force, une rotation au tronçon de l'arti- ele commis, sur la trajectoire curviligne, autour de l'axe reliant le début et. la fin de la trajectoire,à une vitesse inférieure, approximativement, de deux fois à la vitesse de rotation de l'article emmis dans la zone de sa formation et à enrouler cet article sur le tambour d'enroulement en créant un effort de tension, caractérisé en ce qu'au cours du déplacement de l'article commis (3) sur le trajectoire curviligne, on annule, sur lui, l'effort de tension créé par le tambour d'enroulement (4) en appliquant un effort de freinage à cet article (3) directement à son enroulement sur le tambour d'enroulement (4). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ee qu'on choisit la valeur de l'effort de freinage de l'ar- ticle commis (3) dans les limites approximativement de 50% à 96% par rapport à la valeur de l'effort de tension créé' par le tambour d'enroulement (4).