Brevet FR2716183A1 — publié le 19950818

La présente invention concerne le domaine technique général de l'industrie textile et elle vise, plus particulièrement, un dispositif adapté pour assurer le réglage automatique de la tension d'un fil utilisé dans les machines de l'industrie textile. L'objet de l'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour équiper, notamment, les machines textiles à tricoter rectilignes industrielles ou les cantres pour ourdissage. Dans le domaine technique ci-dessus, I'un des problèmes à régler est celui visant à assurer une tension régulière du fil à l'aide d'un mécanisme de freinage, de manière à obtenir un article tricoté présentant des caractéristiques prédéterminées. Il apparaît donc le besoin de disposer de moyens adaptés pour assurer une tension sensiblement constante au fil, quels que soient les différents efforts de traction auxquels il est soumis, occasionnés par la vitesse linéaire variable du fil et/ou son coefficient de glissement à travers le mécanisme de freinage. De nombreuses solutions techniques ont été développées pour tenter de proposer des systèmes de régulation automatique de la tension d'un fil. Les brevets francais FR 915 401 et UFA-3 206 138 décrivent ainsi un dispositif de réglage automatique de la tension d'un fil destiné à agir sur un mécanisme de freinage du fil. Le mécanisme de freinage est constitué d'une paire de coupelles entre lesquelles passe le fil dont la tension est à régler. L'une des coupelles est sollicitée par un ressort dont l'action est pilotée par le dispositif de réglage automatique. Le dispositif de réglage comporte un organe sensible à la tension du fil et un corps oscillant dont le mouvement est fonction de celui de l'organe sensible. Le dispositif de régulation comporte, également, un ensemble de transformation du mouvement du corps oscillant en un mouvement de sollicitation du mécanisme de freinage, de telle manière qu'une augmentation ou une diminution de la tension du fil, appliquée à l'organe sensible, conduise respectivement à une diminution ou à un accroissement de la force de freinage exercée par le mécanisme de freinage. L'ensemble de transformation du mouvement du corps oscillant est constitué par un écrou à pas rapide. Le brevet US-A-3 372 888 a proposé une autre solution mécanique pour assurer une régulation automatique de la tension d'un fil. Ce brevet décrit ainsi un dispositif de freinage comportant deux coupelles entre lesquelles est interposé un organe de réglage de leur écartement, dont la position est fonction de celle occupée par un organe sensible à la tension du fil. I1 est connu, également, dans l'état de la technique, des dispositifs de régulations du type électrique. Ainsi, par exemple, le brevet CH-12 160174 décrit un système comportant, d'une part, un mécanisme de freinage à deux coupelles entre lesquelles passe le fil et, d'autre part, des moyens électromagnétiques adaptés pour permettre de faire varier la pression exercée par les coupelles sur le fil. L'action des moyens électromagnétiques est commandée par l'intermédiaire d'un interrupteur dont l'ouverture ou la fermeture est provoquée par le frottement d'un fil sur un élément guide faisant partie de l'interrupteur. Le brevet FR-1 544 469 fait état d'un dispositif du type pneumatique à membranes commandant le rapprochement ou l'écartement des deux coupelles du tendeur. Si les différents dispositifs ci-dessus répondent théoriquement au problème posé, il apparaît que leur mise en oeuvre pratique ne donne pas satisfaction en pratique en raison de leur manque de fiabilité ou de sensibilité, de leur coût prohibitif et de leur difficulté de montage sur les machines existantes. Il apparaît donc le besoin de pouvoir disposer d'un dispositif de régulation automatique de la tension d'un fil, assurant une tension du fil à une valeur sensiblement constante, quelles que soient les sollicitations exercées sur le fil et les irrégularités présentées par ce dernier, le dispositif étant conçu, par ailleurs, pour permettre son adaptation simple sur la plupart des machines intéressées sans en affecter le fonctionnement ou le rendement. L'objet de l'invention vise donc à proposer un dispositif de réglage automatique de la tension d'un fil adapté pour satisfaire le besoin exprimé ci-dessus. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le dispositif de réglage automatique conforme à l'invention agit sur le mécanisme de freinage du fil et comporte - un organe sensible à la tension du fil, - un corps oscillant relié à l'organe sensible et dont le mouvement est fonction de celui de l'organe sensible, - et un ensemble de transformation du mouvement du corps oscillant en un mouvement de sollicitation du mécanisme de freinage, de telle manière qu'une augmentation ou une diminution de la tension du fil appliqué à l'organe sensible conduise respectivement à une diminution ou à un accroissement de la force de freinage exercée par le mécanisme de freinage. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le corps oscillant est associé à un contrepoids disposé de manière à créer avec le corps sensible un couple variant en fonction de la position du corps sensible. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif selon l'invention comporte un ensemble de transformation du mouvement du corps oscillant comportant au moins un système comprenant au moins une came coopérant avec un galet, l'un des éléments du système à came et galet étant monté sur le corps oscillant, tandis que l'autre élément est porté par une bague d'appui. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation et de mise en oeuvre de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue en perspective montrant un exemple de réalisation d'un dispositif de réglage automatique conforme à l'invention. Les fig. 2 et 3 sont des vues en coupe longitudinale du dispositif illustré à la fig. 1 et placé dans deux positions caractéristiques. Les fig. 4 et 5 sont des vues en coupe transversale prises respectivement selon les lignes IV-IV et V-V de la fig. 2 et montrant des détails caractéristiques de l'invention. La fig. 6 est une vue en coupe transversale prise sensiblement selon les lignes VI-VI de la fig. 3 et montrant une caractéristique de l'invention. Tel que cela ressort plus précisément aux fig. 1 à 3, le dispositif 1 selon l'invention est destiné à assurer le réglage automatique de la tension d'un fil 2 destiné à être absorbé par une machine textile 3, représentée uniquement par une partie de son bâti 31. Le dispositif de régulation 1 est destiné à agir sur un mécanisme 4 de freinage du fil 2. De préférence, le mécanisme de freinage 4 est constitué d'une paire de coupelles 51, 52 entre lesquelles passe le fil 2 dont la tension est à régler. Les coupelles 5" 52 sont montées sur un arbre support 6 fixé au bâti 3, de la machine 3. Les coupelles 5,, 52 sont sollicitées par un ressort 9 sur lequel agit le dispositif de régulation 1 selon l'invention. Tel que cela ressort plus précisément aux fig. 1 et 2, le dispositif de réglage 1 comporte un corps oscillant 11 formé pour délimiter un support central 12 pourvu, de part et d'autre de ses faces transversales 12l, 122, d'une jupe annulaire 13. Le corps oscillant 11 est calé angulairement avec un organe 15 sensible à la tension du fil 2. Dans l'exemple illustré, l'organe sensible 15 est constitué d'un levier dynamométrique constitué de deux bras 161 et 162, dont une de leur extrémité commune supporte un axe 17 sur lequel est montée une poulie 18 en contact permanent avec le fil 2. La poulie 18 est placée en aval du mécanisme de freinage 4, dans le sens de défilement du fil, considéré dans le sens de la flèche fi sur la fig. 1. L'un des bras, par exemple 162, du levier est équipé une masselotte 19 montée pour être déplacée en coulissement le long du bras, en vue de régler la tension initiale du fil 2. Les extrémités des bras 161, 162 opposées de celles portant l'axe 17 sont conformées chacune pour présenter une fourche 20 destinée à être engagée par déformation élastique dans une rainure annulaire 21 ménagée sur le corps oscillant 11. Les fourches 20 sont ancrées fixement au corps oscillant 11 à l'aide, par exemple, des fourches qui viennent en appui chacune, par leurs extrémités, sur le contrepoids 22. Selon une caractéristique de l'invention, le corps oscillant 11 est associé à un contrepoids 22 disposé de manière à créer, avec le levier 15, un couple variant en fonction de la position du levier. Le contrepoids 22 est monté fixement sur le corps oscillant 11, afin de compenser le poids du levier dynamométrique 15. La répartition des masses du corps oscillant 11, équipé du levier 15 et du contrepoids 22, est ainsi faite que le couple qui s'exerce sur le levier, donc la force sur la poulie 18, donc la tension du fil, augmentent dans l'exemple illustré, au fur et à mesure que le levier 15 descend. Le dispositif de régulation 1 selon l'invention comporte, également, un ensemble 24 de transformation du mouvement du corps oscillant 11, en un mouvement de sollicitation du mécanisme de freinage 4, de telle manière qu'une augmentation ou une diminution de la tension du fil 2, appliquée à l'organe sensible, conduise respectivement à une diminution ou un accroissement de la force de freinage exercée par le mécanisme 4. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'ensemble de transformation 24 comporte au moins un et, dans l'exemple illustré, un premier 25 et un deuxième 26 systèmes à came et à galet. Dans l'exemple illustré, chaque système 25, 26 comporte une bague d'appui 27, 28 montée de part et d'autre du support central 12. Chaque bague d'appui 27, 28 présente une face transversale 27l, 28l placée en vis-à-vis respectivement de la face transversale 12,, 122 du support et équipée d'au moins un et, de préférence, de trois galets 29 montés chacun sur un axe radial 30. Tel que cela apparaît plus précisément à la fig. 4, les galets 29 sont décalés entre-eux de 120 selon une circonférence des bagues. De préférence, les galets 29 sont montés à l'intérieur d'une rainure annulaire 31 ménagée à partir des faces 27l, 28, des bagues et laissant subsister, de part et d'autre, une couronne annulaire 32 de montage pour les axes 30. Tel que cela ressort plus précisément de la fig. 5, chaque galet 29 est destiné à coopérer avec une came 33 aménagée sur les faces transversales 12, et 122 du support central 12. Chaque face 12,, 122 du support 12 présente trois cames décalées de 120 selon une circonférence en présentant chacune une surface de roulement s'étendant sensiblement dans un plan radial. Bien entendu, il peut être envisagé d'intervertir la position des galets 29 et des cames 33 en les plaçant respectivement sur les bagues d'appui 27, 28 et le corps oscillant 11. A partir de la position illustrée aux fig. 2, 4, 5, où les galets 29 sont placés sur la partie la plus élevée des cames 33, une rotation du corps 11 dans le sens de la flèche 4 conduit à amener les galets 29 sur la partie la moins élevée des cames (fig. 3). Lors de ce mouvement, les bagues d'appui 27, 28 se sont rapprochées selon une direction axiale, relativement par rapport au corps oscillant. Bien entendu, un mouvement de rotation du corps 11, selon un sens contraire au sens 4, conduit à un écartement relatif axial des bagues d'appui 27, 28 par rapport au corps 11. La mise en oeuvre préférée de trois galets 29 coopérant chacun avec une came 33 permet d'obtenir un déplacement axial de la bague et du corps oscillant, évitant un frottement préjudiciable au bon fonctionnement du dispositif. Tel que cela ressort plus précisément des fig. 2, 3, la bague d'appui 27 est montée de manière à être en contact avec le ressort 9 par sa face transversale 272 opposée à sa face 27,. Les bagues d'appui 27, 28 sont calées angulairement sur un axe support 34 par l'intermédiaire, dans l'exemple illustré, d'une bille 35 engagée dans une rainure axiale 36 ménagée sur un axe support 34. La bague d'appui 28 est maintenue en position axiale par l'intermédiaire d'un organe de blocage 38 qui, dans l'exemple illustré, est constitué par un écrou pourvu d'un volant de manoeuvre 39 et vissé sur l'axe support 34. Dans la variante de réalisation illustrée, L'organe de blocage 38 permet de déplacer axialement l'ensemble constitué par les bagues 27, 28 et le corps oscillant 11, autorisant ainsi un réglage de l'effort exercé par le ressort 9 sur le mécanisme de freinage 4. A cet effet, les bagues d'appui 27, 28 et le corps oscillant 11 sont montés libres en déplacement axial sur l'axe support 34. Tel que cela ressort plus précisément des fig. 3 et 6, le dispositif selon l'invention comporte, de préférence, un organe 40 de limitation de l'oscillation du corps 11 dans une plage angulaire a prédéterminée. Dans la variante illustrée, L'organe 40 est constitué par tin téton 41 ancré sur la bague d'appui 28 et engagé dans une rainure 42 réalisée sur le corps oscillant 11, sur un tronçon circulaire adapté pour autoriser une oscillation du corps oscillant 11 selon une plage angulaire, par exemple de l'ordre de 60". I1 est à noter que dans une position extrême du corps 11, illustrée à la fig. 6, le levier 15 définit avec l'axe vertical un angle ss de l'ordre de 75 , tandis que le contrepoids 22 fait un angle a de 60 avec l'axe vertical. Dans cette position, il est à noter que les galets 29 sont placés dans la partie de roulement la moins élevée des cames 33 (fig. 3). Dans l'autre position extrême du corps oscillant 11, il s'ensuit que le levier 15 fait un angle ss de 15 , tandis que le contrepoids s'établit alors à la verticale. Les galets 29 sont alors situés sur la partie la plus élevée des cames 33. Lors du mouvement décrit ci-dessus, pour lequel le levier descend, il doit être considéré que, simultanément, la force antagoniste créée par le contrepoids 22 diminue, de sorte que le couple s'exerçant sur le levier 15 augmente. Bien entendu, pour un mouvement de sens contraire du levier, il se produit un phénomène inverse. Le fonctionnement du dispositif de régulation 1 selon l'invention découle directement de la description qui précède. Le levier dynamométrique 15, qui prend appui sur le fil 2, exerce par son propre poids une tension donnée ayant tendance à le faire descendre vers le bas en entraînant le fil 2. La tension donnée au fil par le serrage exercé par les coupelles de freinage 5i, 5z est renforcée par la friction provoquée par la vitesse linéaire variable du fil 2. Cette tension peut être accentuée par le coefficient de glissement plus ou moins élevé du fil. Si la tension du fil 2 diminue, le levier dynamométrique 15 descend, entraînant une rotation concomitante du corps 11, de sorte que les galets 29 viennent rouler sur les portions des cames 33 présentant une pente plus accentuée, entraînant un déplacement axial de la bague d'appui 27 et, par suite, une augmentation de l'effort de compression exercée sur les coupelles par le ressort 9. La force de serrage des coupelles est accentuée, de sorte que la tension du fil 2 va, également, s'accroître tant que le levier dynamométrique 15 descend. A un moment donné, les forces s'équilibrent et le levier 15 se stabilise. Lorsque la tension du fil 2 augmente, le processus décrit ci-dessus s'inverse. Le poids du levier 15 devient plus faible que la tension du fil, de sorte que le levier 15 remonte. Le corps 11 oscille dans un mouvement inverse ayant tendance à rapprocher les bagues d'appui 27, 28 du corps 11 et, par suite, à augmenter l'écartement entre la bague d'appui 27 et la coupelle 5,. Le ressort 9 exerce ainsi une pression moins importante sur les coupelles, de sorte que le freinage du fil provoqué par les coupelles diminue. La tension du fil 2 est ainsi diminuée, de sorte que le levier dynamométrique 15 remonte jusqu'au moment où les forces s'équilibrent. Il est à noter qu'à l'arrêt de la machine, le fil 2 ne se trouve plus absorbé par la machine, de sorte que disparaît la force additionnelle de tension provoquée par la friction du fil entre les coupelles selon la vitesse linéaire. La tension du fil diminue d'autant, ne permettant plus de compenser le poids du levier 15. I1 s'ensuit ainsi que le levier 15 descend et provoque la compression maximale possible du ressort. La pression des coupelles de freinage du fil devient suffisante pour stabiliser le fil en attente de réutilisation ou de remise en marche de la machine. De la description qui précède, il apparaît clairement que le dispositif selon l'invention permet d'obtenir une régulation automatique de la tension d'un fil 2. Le dispositif selon l'invention présente l'avantage de présenter une grande sensibilité et fiabilité tout en présentant un prix de revient relativement faible. Le dispositif selon l'invention offre l'avantage de présenter un haut rendement par la mise en oeuvre d'au moins un jeu de trois galets et cames permettant d'obtenir une poussée axiale entre la ou les bagues d'appui et le corps oscillant. I1 s'avère, également, que la mise en oeuvre d'un contrepoids 22, dont la répartition de la masse est adaptée avec celle du levier pour obtenir un couple variable, permet de disposer d'un couple de valeur élevée, destiné à être utilisé pour la tension du fil 2. Il est à noter que la valeur du couple du levier est maximale en position basse de ce dernier, c'est-à-dire lorsque l'angle formé entre les brins du fil, de part et d'autre de la poulie 18, présente la valeur la plus faible. Pour accroître encore l'augmentation du couple du levier pendant sa rotation, il peut être prévu que le contrepoids 22 soit pourvu de moyens conçus de manière que la distance de son centre de masse du centre de rotation change au cours de son déplacement. De tels moyens peuvent être constitués, par exemple, par un évidement réalisé dans le contrepoids. Ainsi, de tels moyens permettent d'augmenter le couple du levier, lorsque celui-ci effectue un mouvement de descente dans l'exemple illustré. I1 est à noter que le dispositif selon l'invention, en mettant en oeuvre deux ensembles 25, 26 de transformation du mouvement du corps oscillant 11, permet de doubler la plage de réglage du ressort 9. Bien entendu, il pourrait être envisagé de mettre en oeuvre un unique ensemble de transformation, par exemple 25. Dans cet exemple de réalisation, le corps 11 est monté fixe axialement ou libre en déplacement axial pour autoriser un réglage de sa position axiale. Bien entendu, il pourrait être envisagé d'utiliser uniquement l'ensemble de transformation 26, de sorte que le corps oscillant 11 serait monté pour agir directement sur le ressort 9, tandis que la bague d'appui 25 serait montée fixe axialement ou, comme illustré, libre en déplacement axial pour assurer un réglage initial de la tension du ressort 9. De préférence mais non exclusivement, il peut être prévu de monter, par tous moyens appropriés sur le corps oscillant 11, un flasque de protection 43 traversé en son milieu par le ressort 9 et permettant d'éviter l'introduction de corps étrangers à l'intérieur, notamment, de l'ensemble de transformation du mouvement du corps oscillant. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, I'axe support 34 comporte des moyens 44 de montage amovible sur l'arbre 6 supportant les coupelles. Dans l'exemple illustré, l'axe support 34 est pourvu d'un taraudage 44 assurant son vissage sur l'arbre fileté 6. Une telle disposition autorise le montage du dispositif de régulation selon l'invention sur les principales machines textiles équipées généralement d'un mécanisme de freinage à coupelles. Par ailleurs, il est à noter que le dispositif selon l'invention peut être monté d'une manière réversible sur les mécanismes de freinage 4. La seule modification concerne la position de la rainure 42 limitant l'oscillation du corps 11, qui doit être ménagée dans une position symétrique par rapport à la verticale. Il est à noter, également, que la répartition des charges du levier et du contrepoids sur le corps 11 est déterminée pour permettre une action de la pesanteur. Bien entendu, le principe de l'invention resterait le même si, par exemple, le levier dynamométrique était soumis à l'action d'un ressort. De préférence, le dispositif selon l'invention est mis en oeuvre en utilisant un dispositif 46 d'embarrage du fil 2, placé entre les coupelles 51,52 et la poulie 18. Le dispositif d'embarrage 46 est constitué par une poulie permettant de changer l'angle d'attaque du levier 15 par rapport au fil 2, favorisant ainsi la remontée du levier 15. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: 1 - Dispositif de réglage automatique de la tension d'un fil (2), le dispositif agissant sur un mécanisme (4) de freinage du fil et comportant - un organe (15) sensible à la tension du fil (2), - un corps oscillant (11) relié à l'organe sensible (15) et dont le mouvement est fonction de celui de l'organe sensible (15), - et un ensemble (24) de transformation du mouvement du corps oscillant (11) en un mouvement de sollicitation du mécanisme de freinage (4), de telle manière qu'une augmentation ou une diminution de la tension du fil appliqué à l'organe sensible conduise respectivement à une diminution ou à un accroissement de la force de freinage exercée par le mécanisme de freinage, caractérisé en ce que le corps oscillant (11) est associé à un contrepoids (22) disposé de manière à créer, avec le corps sensible (15), un couple variant en fonction de la position du corps sensible. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contrepoids (22) est muni de moyens adaptés à créer, en combinaison avec l'organe sensible, une valeur de couple variable. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps oscillant (11) est sollicité par un ensemble (24) de transformation du mouvement du corps oscillant comportant au moins un système (25 ou 26) comprenant au moins un galet (29) coopérant avec une came (33), I'un des éléments du système à came et galet étant monté sur le corps oscillant (11), tandis que l'autre élément est porté par une bague d'appui (27, 28). 4 - Dispositif de réglage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble de transformation (24) du mouvement du corps oscillant comporte un deuxième (25 et 26) système à came et à galet, I'un des éléments du deuxième système à came et à galet étant monté sur le corps oscillant (11), tandis que l'autre élément est porté par une bague d'appui complémentaire (27, 28). 5 - Dispositif de freinage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque système (25, 26) à came et à galet comporte trois jeux de cames et de galets, les faces transversales des bagues d'appui et du corps oscillant étant adaptées pour recevoir les cames ou les galets répartis régulièrement selon l'une de leur circonférence, assurant la transformation du mouvement du corps oscillant en un mouvement axial de sollicitation du mécanisme de freinage (4). 6 - Dispositif de freinage selon les revendications 3 et 5, caractérisé en ce que la bague d'appui (27) est montée libre ou fixe en déplacement axial, tandis que le corps oscillant (11) est monté respectivement fixe ou libre en déplacement axial. 7 - Dispositif de freinage selon les revendications 3 et 5, caractérisé en ce que l'une des bagues d'appui (27, 28) est montée fixe en déplacement axial, tandis que l'autre des bagues d'appui et le corps oscillant (11) sont montés libres en déplacement axial. 8 - Dispositif de freinage selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la bague d'appui (27, 28) ou le corps oscillant (11) est monté fixement en déplacement axial par l'intermédiaire d'un organe (38) de blocage en position axiale. 9 - Dispositif de réglage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque bague d'appui (27, 28) du système à came et à galet est adaptée pour recevoir sur sa face transversale une came (33) ou un galet (29), destiné à coopérer respectivement avec un galet (29) ou une came (33) adapté sur les faces transversales du corps oscillant (11). 10 - Dispositif de réglage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le corps oscillant (11) et la ou les bagues d'appui (27, 28) sont montés sur un axe support (34) équipé de moyens de fixation (44) permettant un montage amovible du dispositif sur le mécanisme (4) de freinage du fil. 11 - Dispositif de réglage selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (41, 42) de limitation du mouvement du corps oscillant (11). 12 - Mécanisme de freinage pour un fil, du type comportant une paire de coupelles (5,, 52) montées sur un axe (6) et entre lesquelles passe le fil dont la tension est à régler, l'une des coupelles étant sollicitée par un ressort (9) monté sur l'axe support (6), caractérisé en ce que l'arbre support est équipé d'un dispositif de réglage (1) selon la revendication 1. 13 - Mécanisme selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'embarrage (46) du fil interposé entre l'organe sensible (15) à la tension du fil et la paire de coupelles (5,, 52).