Brevet FR2628766A1 — publié le 19890922

La présente invention concerne la fabrication d'articles câblés à l'aide de machines équipées d'un mécanisme d'admission et de traction tournant et a notam- ment pour objet un dispositif formateur d'une commetteuse. La présente invention peut être utilisée pour la fabrication de câbles multiconducteurs, de cordages à par- tir de matériaux métalliques et du cordon métallique à l'aide de commetteuses équipées d'un mécanisme d'admission et de traction tournant. I1 est très efficace d'utiliser la présente inven- tion pour fabriquer des câbles fins en acier utilisables dans des appareils et des systèmes de commande à distance et du cordon métallique pour des articles techniques en caoutchouc. Les dispositifs formateurs utilisés actuellement dans des commetteuses classiques à mécanisme d'admission et de traction fixe ne peuvent être utilisés efficacement sur les machines à mécanisme d'admission et de traction tournant. Il en résulte la nécessité de concevoir un nou- veau dispositif formateur pouvant équiper les commetteuses à mécanisme d'admission et de traction tournant. On connait un dispositif formateur d'une commet- teuse comprenant un corps dans lequel sont logées des mâchoires présentant des rainures longitudinales formant un canal cylindrique pour le passage d'un demi-produit, serrées vers l'axe du canal par l'intermédiaire d'un le- vier à poids ("Fabrication et utilisation des câbles d'acier" par M.A. Bushtein, 1973, Metallurgizdat, Moscou, pages 185, 186). Ce dispositif est bien simple et assure, pendant le déplacement continu d'un demi-produit, la formation d'une structure dense d'un câble grâce à la pression ra- diale exercée par les mâchoires sur le câble dans la zone de câblage. Si un demi-produit présente des renflements lo- caux, le dispositif permet d'augmenter les dimensions du canal cylindrique et d'éviter, de la sorte, le coincement du câble entre les mâchoires. Toutefois, l'emploi du dispositif donné n'est possible qu'à condition d'avoir le corps fixe utilisé dans les machines à broche ou à panier. Dans les commetteusesà mécanisme d'admission et de traction tournant, il est nécessaire de faire tourner le corps du dispositif formateur et d'introduire un sys- tème compliqué supplémentaire d'équilibrage afin d'assurer l'équilibre du système à leviers à poids, ce qui rend con- sidérablement plus compliquée l'organisation du dispositif formateur. On connaît également un dispositif formateur d'une commetteuse, dont le corps abrite des mâchoires pré- sentant des rainures longitudinales formant un canal cylindrique pour le passage d'un demi-produit. Les mâchoi- res susmentionnées sont serrées vers l'axe du canal par l'intermédiaire de ressorts disposés perpendiculairement à l'axe du canal ("Principes technologiques de fabrica- tion des câbles d'acier" par V.G. Molnar et Ju.I. Vladimirov, 1978, Metallurgia, Moscou, pages 89, 91, 92). La présence des ressorts dans le dispositif donné permet d'obtenir un système facile à équilibrer que l'on peut utiliser dans des commetteuses à mécanisme d'ad- mission et de traction tournant. Toutefois, pendant la rotation de ce dispositif formateur, les mâchoires subissent l'action de la force centrifuge qui s'oppose à la force de pression du ressort. Pour créer une force requise (F1) de la-pression radiale des mâchoires sur un demi-produit et compenser la force centrifuge (F2), il faut créer une force de pres- sion du ressort (F3) égale à: F F1 +F2. 3 1 2 Pour assurer un haut rendement de la commetteuse, il faut que la vitesse de rotation du dispositif formateur soit suffisamment grande. I1 en résulte une augmentation de la force centrifuge F2, ce qui impose d'augmenter la force F3 de la pression du ressort de deux à quatre fois en comparaison à la force F1 de la pression radiale des mâchoires. Ceci oblige à augmenter les dimensions du res- sort et, par conséquent, l'encombrement et la quantité de métal nécessiare à la fabrication du dispositif formateur, ou-bien de diminuer le rendement de la commetteuse par suite de la diminution de la vitesse de rotation du dispo- sitif formateur. On s'est donc proposé de mettre-au point'un dispo- sitif formateur dans lequel la suppression de l'influence de la force centrifuge sur la force de la pression de l'élé- ment élastique permettrait de réduire l'encombrement et la quantité de métal nécessaire à la fabrication du dispositif, tout en assurant un rendement élevé de la commetteuse. le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un dispositif formateur d'une commetteuse, comprenant un corps dans lequel sont logées des mâchoires présentant des rai- nures longitudinales qui forment un canal cylindrique pour -le passage d'un demi-produit, caractérisé, selon l'inven- tion, en ce que chaque mâchoire présente une surface d'ap- pui inclinée qui coopère avec la surface intérieure du corps, réalisée sous un angle aigu d'inclinaison, par rap- port à l'axe du canal cylindrique, égal à celui de la sur- face inclinée d'appui de chaque mâchoire qui coopère avec celle-ci et en ce que les mâchoires sont montées de façon à pouvoir se déplacer le long de la surface intérieure inclinée du corps et sont serrées contre cette dernière surface par l'intermédiaire d'un élément élastique. Ce mode de réalisation du dispositif formateur permet de supprimer l'action des forces centrifuges sur la force de pression de l'élément élastique du fait que le vecteur de la force qu'exerce l'élément élastique sur la mâchoire est orienté dans le sens opposé au sens de déplacement du demi-produit. Cela permet de réduire l'encombrement et la quantité de métal nécessaire à la fabrication de l'élément élastique et de tout l'ensemble du dispositif formateur en assurant un rendement élevé de la commetteuse. De plus, le montage des mâchoires avec possibilité de se déplacer le long de la surface intérieure inclinée du corps et leur serrage contre cette surface, sous l'ac- tion de l'élément élastique, permettent d'augmenter la dimension transversale du canal cylindrique en cas de for- mation de renflements locaux sur le demi-produit et d'assu- rer leur retour automatique à la position initiale. Ainsi, le dispositif formateur conserve son aptitude au fonction- nement lors d!une variation du diamètre du demi-produit. Il est avantageux que l'angle d'inclinaison de la surface d'appui des mâchoires soit d'environ arctg f à environ 30 , o f est le coefficient de frottement de glis- sement des mâchoires sur le corps. Le choix de l'angle d'inclinaison dans les limites indiquées permet, d'une part d'éviter l'autocoincement des mâchoires dans le corps et, d'autre part, d'assurer la con- dition pour laquelle la force de pression de l'élément élastique sur les mâchoires ne dépasse pas la force requise de la pression radiale des mâchoires sur le demi-produit, c'est-à-dire, que l'on supprime l'effet des forces centri- fuges. Si l'angle d'inclinaison de la surface d'appui des mâchoires est plus petit que arctg f, la présence du frottement de glissement peut provoquer l'autocoincement des mâchoires dans le corps. Il en résulte L'accroissement sensible de l'effort de tirage du demi-produit entre les mâchoires et des perturbations.dans le régime technologi- que, y compris la rupture du demi-produit en cas de ren- flements locaux sur le diamètre du demi-produit. Cela signi- fie que le dispositif formateur perd son aptitude à fonctionner. 2628766- Si l'angle d'inclinaison de la surface d'appui est plus grand que 300, alors, comme le prouvent les cal- cuis, la pression requise de l'élément élastique, sans tenir compte des forces de frottement, doit satisfaire à l'inégalité: F3> (F1 + F2).tg 30 , o tg 30 o00,5 c'est-à-dire F3 >(F1 + F2).0,5. Quand F F2 (quand la force centrifuge est com- mensurable en valeur avec la force radiale de pression des mâchoires), on a: F3>2F1.0,5 d'o: F3> F1. Il en découle qu'il est nécessaire d'augmenter la fbrce de pression de l'élément élastique, ce qui aboutit à l'augmentation de son encombrement et, par conséquent, à l'augmentation de I'encombrement et de la quantité de métal nécessaire à la fabrication de tout l'ensemble du disposi- tif formateur. Il est souhaitable que la surface inclinée d'appui de chaque mâchoire et la surface intérieure inclinée du corps soient coniques. Cela assure une résistance suffisante des mâchoi- res et du corps pour un encombrement minimal et une quan- tité minimale de métal nécessaire à la fabrication du dis- positif formateur. La forme conique des surfacesindiquées contribue également à la simplification de la technologie de fabrication du dispositif formateur. Il est utile que l'élément élastique constitue un corps asymétrique présentant un orifice longitudinal débou- chant ayant le même axe que le canal cylindrique. La forme asymétrique de l'élément élastique permet de ne pas utiliser d'organes supplémentaires pour assurer sa fixation et l'équilibrage, et contribue, de la sorte, à réduire l'encombrement et la quantité de métal nécessaire à la fabrication du dispositif. L'orifice cylindrique débouchant coaxial au canal cylindrique assure au demi- produit la possibilité de se déplacer le long de l'axe du dispositif formateur. Ainsi, comme il découle de la description faite ci-dessus, le dispositif formateur conforme à l'invention permet de réduire l'encombrement et la quantité de métal nécessaire à la fabrication du dispositif, tout en assu- rant le haut rendement de la commetteuse équipée d'un méca- nisme d'admission et de traction tournant. 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 réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec références aux dessins non limitatifs an- nexés, dans lesquels: - la figure 1 représente, en coupe longitudinale, un dispositif formateur conforme à l'invention; et - la figure 2 est une vue sur la figure 1, suivant la flèche A. Le dispositif formateur est monté, avec la possi- bilité d'effectuer une rotation, sur un appui creux indi- viduel 1 (figure 1). (Il peut être monté sur le rotor du mécanisme d'étirage). Il comprend un corps 2 dans lequel sont logées deux mâchoires 3 présentant des rainures lon- gitudinales 4 (figure 2) qui forment un canal cylindrique 5 pour le passage d'un demi-produit. Chaque mâchoire 3 (figure 1) présente une surface d'appui inclinée 6 qui coo- père avec la surface intérieure inclinée 7 du corps 2. Dans le mode de résalisation revendiqué, la sur- face d'appui inclinée 6 des mâchoires 3 et la surface inté- rieure inclinée 7 du corps 2 ont une forme conique (figure 2) L'angle d'inclinaison aiguCl (figure 1) des surfaces indi- quées 6, 7 a une même valeur et est choisi dans les limites comprises entre approximativementarctg f et approximative- ment 300, o f est le coefficient de frottement de glisse- ment des mâchoires 3 sur la surface intérieure inclinée 7 du corps 2. Le coefficient de frottement de glissement (f) des mâchoires 3 sur la surface intérieure inclinée 7 du corps 2 est fonction du matériau utilisé pour fabriquer le corps 2 et les mâchoires 3. Les mâchoires 3 sont montées de façon à pouvoir se déplacer le long de la surface intérieure inclinée (7) du corps 2 et sont serrées contre ladite surface au moyen d'un élément élastique 8. L'élément élastique 8 a la forme d'un corps asymé- trique (pa.r exemple, en forme d'un ressort cylindrique ou d'un cylindre caoutchouc) pourvu d'un orifice longitudinal débouchant 9, ayant le même axe que le canal cylindirque. Sur le corps 2 est monté un écrou 10, coaxiale- ment au canal cylindrique 5. I1 présente un orifice cylin- drique débouchant 11. Dans le mode de réalisation revendiqué, la coaxia- lité de l'élément élastique 8 et du canal cylindrique 5 est assurée grâce aux gorges circulaires cylindriques 12, 13, pratiquées dans les mâchoires 3 et l'écrou 10. Grâce à ces gorges 12, 13, on contribue également à la réduction de l'encombrement et de la quantité de métal nécessaire à la fabrication du dispositif en question. Dans le mode de réalisation revendiqué, le corps 2 est lié cinématiquement au moteur électrique 15 par l'intermédiaire d'engrenages 14. L'appui creux 1 et le moteur électrique 15 sont montés sur une embase fixe 16. Le dispositif formateur fonctionne de la façon suivante. Un demi-produit est avancé le lon de l'axe du dis- positif formateur à travers le canal cylindrique 5, l'ori- fice 9 de l'élément élastique 8 et l'orifice ll de'l'écrou 10. L'élément élastique 8 est comprimé dans le sens axial au moyen de l'écrou 10. Cet élément élastique 8 serre les mâchoires 3 contre la surface intérieure inclinée 7 du corps 2. La réaction résultant de la surface 7 du corps 2 fait naître une pression radiale des mâchoires 3 sur le demi-produit. Après la mise en mar- che de la commetteuse, le corps 2 est mis en rotation par l'intermédiaire du moteur élec- trique 15 et des engrenages 14, et le demi-produit se déplace en continu le long de l'axe du dispositif forma- teur. La pression radiale des mâchoires 3 sur le demi- produit assure la formation d'une structure dense du câble. Dans le cas o le diamètre du demi-produit pré- sente des renflements locaux irréparables, les mâchoires, actionnées par la force axiale due au demi-produit et par les forces centrifuges, se déplacent le long de la surface intérieure inclinée 7 du corps 2 en direction de l'écrou 10. En conséquence, la section transversale du canal cylin- drique 5 croît et le tronçon présentant le renflement passe entre les mâchoires 3. La force axiale exercée par le demi-produit sur les mâchoires 3 diminue et ces derniè- res reviennent à la position initiale sous l'action de l'élément élastique 8. Exemple 1 la vitesse de rotation du dispositif formateur est de 6000 t/mn. La force centrifuge maximale F2 agissant sur les mâchoires est supérieure de trois fois à la pres- sion radiale F1 des mâchoires sur le demi-produit. Le coef- ficient de frottement de glissement des mâchoires sur la surface intérieure du corps (f) est égal à 0,1. L'angle d'inclinaison O est admis comme étant égal à 12 . L'élé- ment élastique est constitué par un ressort cylindrique de pression en acier. Lors du fonctionnement du dispositif, les machoi- res ne se coincent plus dans le corps (arctg 0,1 = 5,7 412 ). L'effort requis de la pression de l'élément élastique sur les mâchoires est égal à: F3= (F1 + F2) tg 12 = F1. tg 12 = 0,85 F1, c'est-à-dire qu'il ne dépasse pas la pression radiale qu'exercent les mâchoires sur le câble. Ainsi, les forces centrifuges ayant une grande valeur n'influent plus sur les dimensions de l'élément élastique et, par conséquent, sur l'encombrement et la quantité de métal nécessaire à la fabrication du dispositif formateur. Exemple 2 La vitesse de rotation du dispositif formateur est de 4000 t/mn. La force centrifuge maximale F2 agis- sant sur les mâchoires est égale à la pression radiale F1 des mâchoires sur le demi-produit. Le coefficient de frot- tement de glissement des mâchoires sur la surface inté- rieure du corps (f) est égal à 0,2. L'angle d'inclinaison est pris comme égal à i80. L'élément élastique est constitué par un cylindre de caoutchouc. Lors du fonctionnement du dispositif, les mâchoi- res ne se coincent plus dans le corps (arctg 0,2 = 11,3o 20 ). L'effort requis de la pression de l'élément élastique sur les mâchoires est égal à: F3 = (F1 + F2). tg 18 = 2F1. tg 18 = 0,73 F1, c'est-à-dire qu'il est plus petit que la pression radiale des mâchoires sur le câble. Ainsi, en présence de forces centrifuges d'une valeur notable, ce mode de réalisation du dispositif offre la possibilité d'utiliser un élément élastique d'un petit encombrement, ce qui permet de diminuer l'encombrement et la quantité de métal nécessaire à la fabrication de tout l'ensemble du dispositif formateur. Il est trts rationnel d'utiliser le dispositif formateur revendiqué dans les commetteuses à mécanisme d'admission et de traction tournant, les vitesses de rotation du rotor de ces machines étant supérieures à 4000 t/mn. L'emploi du dispositif revendiqué permet d'an- nuler les limitations relatives aux vitesses maximales tolérables des commetteuses et, de ce fait, permet de con- server leur rendement. 1l R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Dispositif formateur d'une commetteuse,du type comprenant un corps dans lequel sont logées des mâchoires présentant des rainures longitudinales qui forment un canal cylindrique pour le passage d'un demi- produit, caractérisé en ce que chaque mâchoire (3) présente une surface d'appui inclinée (6) qui agit sur une surface inté- rieure inclinée (7) du corps (2), réalisée.sous un angle aigu (CC) d'inclinaison, par rapport à l'axe du canal cylin- drique (5), égal à celui de la surface d'appui inclinée (6) de chaque mâchoire (3) qui coopère avec celle-ci et en ce que les mâchoires (3) sont montées de façon à pouvoir se déplacer le long de la surface intérieure inclinée (7) du corps (2) et sont serrées contre cette dernière surface par l'intermédiaire d'un élément élastique (8). 2. Dispositif formateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison de la surface d'appui inclinée (6) de chaque mâchoire (3) par rapport à l'axe du canal cylindrique (5) est compris entre approxi- mativement arctg f et approximativement 30 , o f est le coefficient de frottement de glissement des mâchoires (3) sur la surface intérieure inclinée (7) du corps (2). 3. Dispositif formateur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la sur- face d'appui inclinée (6) de chaque mâchoire (3) et la surface intérieure inclinée (7) du corps (2) sont coniques. 4. Dispositif formateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élé- ment élastique (8) est un corps asymétrique ayant un ori- fice longitudinal débouchant, coaxial au canal cylindri- que (5).