Brevet FR2762022A1 — publié le 19981016

BROCHE POUR LE RETORDAGE OU LE CABLAGE DE FILS. La présente invention concerne un perfectionnement apporté aux broches utilisées dans l'industrie textile pour réaliser le retordage ou le câblage de fils. Dans la suite de la description, I'invention sera décrite pour une broche de retordage double torsion, c'est-à-dire une broche qui permet de communiquer la torsion à un seul fil élémentaire, mais il est évident qu'une telle broche pourrait également être adaptée pour réaliser des opérations de câblage, c'est-à-dire l'assemblage de plusieurs fils en une seule opération, ces deux possibilités ressortant notamment du FR-A-2 455 644 (correspondant à l'US-A-4 315 397) et EP-A-395 541 (correspondant à 1'US-A-5 111 847). D'une manière générale et ainsi que cela ressort de la figure 1 annexée, une broche à double torsion comporte essentiellement: ~ un arbre vertical (1), entraîné en rotation par tous moyens appropriés tel que moteur individuel ou système tangentiel à courroie, et qui est maintenu sur le bâti du métier par l'intermédiaire d'un palier support approprié, ledit arbre comportant un canal axial ouvert à son extrémité et qui est prolongé latéralement par un conduit; - un porte enroulement, monté libre en rotation à l'extrémité de l'arbre (1), et maintenu fixe par rapport à celui-ci, par exemple à l'aide de moyens d'immobilisation magnétiques, ledit porte enroulement étant destiné à recevoir la bobine (2) de fil (3) à tordre, et sur lequel est de préférence monté un pot de protection (4); un organe de renvoi rotatif(5), solidaire de l'arbre vertical (1) et constitué soit par un plateau soit par un bol de forme conique ou évasée, disposé en dessous du porte enroulement et comportant un canal latéral pour le passage du fil disposé dans le prolongement du conduit latéral prolongeant le canal axial de l'arbre rotatif. Dans une telle broche, le fil (3) de l'enroulement (2) est, pris à la défilée, forme un ballon (B,) de dévidage, puis est engagé de haut en bas sur toute la longueur de l'enroulement et de son support, pour être introduit dans le canal longitudinal de l'arbre et son conduit latéral et celui l'organe rotatif de renvoi (5), sur lequel il est décrit plusieurs spires jusqu'au point où il quitte la surface dudit organe pour former un second ballon (B2) avant d'être amené dans un barbin de guidage (6), disposé dans le prolongement de l'axe de la broche avant d'être renvidé de manière conventionnelle. L'introduction du fil (3) à l'intérieur de la broche après formation du ballon (Bl) peut être réalisée soit directement à l'intérieur d'un axe que comporte le porte enroulement, qui déborde par rapport à l'extrémité dudit enroulement, le fil venant en appui contre la surface extrême, soit, comme cela est représenté à la figure 1, par l'intermédiaire d'un disque bloqueur de torsion (7) en dessous duquel est montée une coronelle (8), cet ensemble étant monté libre en rotation à l'extrémité du porte enroulement. La coronelle (8) facilite le dévidage du fil (3) à partir de l'enroulement (2) et est entraîné en rotation par le fil (3). Grâce à un tel ensemble, pour chaque tour de broche, le fil reçoit une première torsion dans son trajet entre le bloqueur (7) (ou l'extrémité du porte enroulement) et le plateau ou bol rotatif (2), puis une seconde torsion, dans le ballon extérieur (B2) entre sa sortie de l'organe de renvoi (5) et le barbin de guidage (6). L'un des principaux problèmes qui se pose dans le cas de broche double torsion équipée d'une coronelle est celui du réglage de la tension que l'on communique au fil, tension qui doit être constante. La solution la plus utilisée pour assurer cette tension consiste à charger axialement la coronelle au moyen de rondelles plus ou moins lourdes. Une telle solution, mentionnée notamment dans le certificat d'addition no. 57274 au brevet français 955 185, est celle qui est encore couramment utilisée de nos jours. Cette solution ne donne cependant pas entière satisfaction, car la tension communiquée au fil à vitesse d'appel constante dépend également du diamètre de la bobine qui décroît progressivement au fur et à mesure de la production, ce qui entraîne donc une variation de la vitesse de défilement au niveau de l'enroulement de fil, vitesse qui croît progressivement au fur et à mesure que le diamètre dudit enroulement diminue. Pour résoudre ce problème, il a été proposé comme cela ressort notamment du brevet européen 88032 (correspondant à 1'US-A-4 487 009) de faire varier le couple résistant de la coronelle en fonction de la variation (diminution) du diamètre de l'enroulement de fil. Si la solution décrite dans ce document est séduisante par sa simplicité, elle n'est cependant pas adaptée pour une production industrielle et surtout ne permet pas de réaliser avec précision un réglage du couple résistant de la coronelle, couple qui doit être identique pour toutes les positions de travail que comporte une machine, et surtout doit être adapté en fonction de la nature des fils qui sont retordus. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, une solution simple, qui permet de régler avec précision le couple résistant de la coronelle, et qui surtout, assure un couple constant quelle que soit la vitesse d'appel du fil lors de son défilement. Par ailleurs, la solution conforme à l'invention permet de régler de manière identique toutes les positions de travail que peut comporter une machine, le réglage restant constant dans le temps et pouvant être reproduit à volonté en fonction des articles à réaliser. D'une manière générale, I'invention concerne donc un perfectionnement aux broches, double torsion notamment, utilisées pour réaliser le retordage ou le câblage de fils, broches comportant essentiellement: ~ un arbre vertical, entraîné en rotation, et qui est maintenu sur le bâti du métier par l'intermédiaire d'un palier support approprié; - un porte enroulement de fil, monté concentriquement et libre en rotation à l'extrémité de l'arbre, et maintenu fixe par rapport à celui-ci et destiné à recevoir la bobine de fil à tordre; - l'appel du fil à partir de la bobine d'enroulement étant obtenu par défilement au travers d'un ensemble comportant une coronelle montée libre en rotation à l'extrémité du porte-enroulement, le fil formant un ballon entre la surface de la bobine et l'oeillet de guidage que comporte ladite coronelle, des moyens de freinage de la rotation de la coronelle étant prévus pour assurer le réglage de la tension communiquée au fil. La broche selon l'invention se caractérise en ce que les moyens de freinage de la coronelle sont intégrés au palier supportant ladite coronelle, ledit palier étant constitué de deux ensembles déplaçables l'un par rapport à l'autre, I'un supportant une alternance d'aimants de pôle nord et sud, I'autre supportant, libre en rotation, le support de la coronelle sur lequel est monté un élément à hystérésis soumis à l'action du champ magnétique produit par les aimants ou inversement. Selon une forme de réalisation conforme à l'invention, la couronne d'aimants et l'élément à hystérésis se présentent sous la forme de deux éléments plans disposés en regard l'un de l'autre, et dont l'espacement peut être réglé par déplacement relatif des deux ensembles constituant le palier de la coronelle. Selon une autre forme de réalisation préférentielle, la couronne d'aimants et l'élément à hystérésis se présentent sous la forme de deux cylindres coaxiaux déplaçables longitudinalement l'un par rapport à l'autre. Par suite, en faisant varier soit l'écartement entre la couronne d'aimants et l'élément d'hystérésis (première de réalisation), soit en faisant varier la profondeur de pénétration de l'un des cylindres à l'intérieur de l'autre (deuxième forme de réalisation), il est donc possible de régler le freinage. Par ailleurs, le seconde mode de réalisation préférentiel présente également un avantage additionnel par le fait qu'il permet de diminuer fortement la contrainte axiale sur le roulement supportant le système, entraînant ainsi une plus grande fiabilité de l'ensemble. L'invention et les avantages qu'elle apporte sera cependant mieux compris grâce aux exemples de réalisation qui suivent donnés à titre indicatif mais non limitatif, et qui portent sur une broche de retordage double torsion. La figure 1 illustre, vue en élévation, la structure générale d'une broche double torsion équipée d'une coronelle permettant l'appel du fil à partir de son support d'enroulement. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale montrant en détail la structure d'une première forme de réalisation d'une broche double torsion réalisée conformément à l'invention. La figure 3 est une vue en élévation montrant la structure d'une coronelle réalisée conformément à l'invention, et qui équipe une telle broche double torsion, les figures 4 et 5 étant des vues en coupe longitudinale de la figure 3 montrant la manière dont peut être réglé le freinage de ladite coronelle. Les figures 6,7,8 et 9 sont des vues similaires aux figures 2 à 5 d'un second mode de réalisation d'une broche conforme à l'invention. Dans la suite de la description, pour les deux modes de réalisation, les mêmes références seront utilisées pour désigner les mêmes éléments ou des éléments remplissant la même fonction. La figure 2 illustre d'une manière générale une première forme de réalisation conforme à l'invention appliquée à une broche double torsion permettant le retordage d'un fil. En reprenant les mêmes références que celles utilisées préalablement pour décrire la structure et le fonctionnement général d'une broche double torsion telle qu'illustrée à la figure 1, cette broche comporte donc essentiellement un arbre vertical (1), qui est entraîné en rotation et dans le cas présent par un moteur individuel désigné par la référence générale (10). Cet arbre (1) est monté sur le bâti (11) du métier par l'intermédiaire d'un palier (12). L'arbre (1) comporte à sa partie supérieure un canal axial (13) prolongé par un conduit latéral (14), un oeillet de guidage étant prévu au niveau de la zone de raccordement entre le canal (13) et le conduit (14). A l'extrémité de l'arbre (1), est monté un porte enroulement (15). Ce porte enroulement (15) est libre en rotation par rapport à l'arbre (1), et est maintenu fixe par rapport à celui-ci, par exemple à l'aide de moyens d'immobilisation magnétiques. Ce porte enroulement comporte un ensemble de centrage (16) sur lequel est montée la bobine (2) du fil à tordre (3). Sur le porte enroulement (15), est également monté un pot de protection (4). En dessous et autour du porte enroulement (15), est disposé un organe de renvoi rotatif (5), se présentant sous la forme d'un bol bol creux réalisé de manière similaire aux enseignements du FR-A- 2 455 644. Cet organe de renvoi rotatif (5) est monté solidaire de l'arbre (1) et comporte un canal latéral (17) disposé dans le prolongement du conduit (14) de l'arbre (1). L'appel du fil (3) à partir de l'enroulement (2) est obtenu, conformément à l'invention, par l'intermédiaire d'un ensemble tel qu'illustré aux figures 3 à 5, et qui comporte essentiellement une coronelle (8) associée à une roulette (7) permettant d'assurer le décollement du fil (3) de la périphérie de la bobine et son amenée selon l'axe général de la broche, cet ensemble étant monté libre en rotation par rapport au porte enroulement (15). Ainsi que cela ressort des figures 3 à 5 annexées, L'ensemble coronelle (8)roulette de guidage (7) est monté libre en rotation par rapport au porte enroulement fixe de la broche et comporte des moyens permettant de régler avec précision le couple résistant de la coronelle (8) en assurant un couple constant quelle que soit la vitesse de rotation de celle-ci, de tels moyens étant intégrés dans le palier désigné par la référence générale (18) supportant ladite coronelle. Pour ce faire, le palier (18) est constitué de deux parties élémentaires (19,20) susceptibles d'être déplacées axialement l'une par rapport à l'autre. La partie élémentaire (19) dite embase se compose essentiellement d'une tige creuse (21) destinée à former un conduit continu sur toute la hauteur de l'enroulement, et qui est adaptable à l'intérieur de l'élément de centrage (16) du porte enroulement (15). A la partie supérieure de cette tige (21), est montée l'embase proprement dite (19) qui comporte une zone (22) cylindrique permettant le centrage à l'intérieur de la bobine et un corps extrême (23), cylindrique, fileté sur sa partie extérieure. Sur la face externe du corps (23), est disposée une couronne d'aimants (24) dont les faces nord et sud sont disposées alternativement. Dans cette forme de réalisation, ces aimants se présentent sous la forme d'une pluralité de pastilles cylindriques. Ces pastilles sont avantageusement au nombre de deux, mais cela n'est pas limitatif. Sur cette embase (19), est monté le boîtier (20) supportant, libre en rotation, par l'intermédiaire de roulements, la coronelle (8). Ce boîtier comporte à son extrémité une partie filetée adaptable sur le corps (23) permettant donc de modifier son positionnement par rapport à ce dernier. Sur ce boîtier, est montée la coronelle (7) qui est fixée sur un support (25) lui-même monté sur un moyeu (26). Sur ce moyeu (26), est monté, par tous moyens appropriés, par exemple par une entretoise (27), un disque (28) par exemple à base de ferrite. I1 est donc possible, en modifiant le positionnement du boîtier (20) par rapport à l'embase (19), de faire varier l'écartement (e) entre la couronne d'aimants (23) et le disque (28), et par suite de régler le freinage obtenu par le champ magnétique produit par les aimants. Un tel réglage du freinage peut être réalisé de manière très précise. La figure 5 illustrant la position selon laquelle on obtient un freinage maximum, l'espacement entre les aimants et le disque d'hystérésis étant dans ce cas de l'ordre de 0,1 mm, alors que le freinage minimum est obtenu dans le cas illustré à la figure 4 où l'écartement est réglé à 5 mm. I1 est évident qu'il est possible de modifier la valeur du freinage en fonction de la nature des aimants. Les figures 6 à 9 illustrent une deuxième forme de réalisation qui présente une structure similaire à celle décrite précédemment, mais dans laquelle les moyens de freinage de la coronelle intégrée au palier supportant ladite coronelle sont constitués de deux couronnes coaxiales (24,28), l'une (24) comportant des aimants et étant montés sur l'embase fixe (19), l'autre (28) étant à base d'un matériau à hystérésis monté sur le moyeu (26) de la coronelle. I1 est évident qu'aussi bien dans ce mode de réalisation que dans le premier mode, le montage des aimants et de l'élément à hystérésis pourrait être inversé. Dans ce mode de réalisation, le freinage est donc réglé en fonction de la profondeur d'interpénétration de l'élément (28) par rapport à la couronne (24), les positions extrêmes étant représentées respectivement aux figures 8 et 9. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits précédemment, mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. Par ailleurs, si l'invention a été décrite dans le cadre d'une coronelle adaptée sur une broche de retordage par double torsion, il est évident qu'un dispositif similaire pourrait être adapté sur une broche simple torsion. Par ailleurs, un tel ensemble peut être utilisé aussi bien pour traiter des fils simples que pour réaliser des fils câblés. REVENDICATIONS 1/ Broche pour le retordage ou le câblage de fils, à double torsion notamment, comportant essentiellement: - un arbre vertical (1), entraîné en rotation, et qui est maintenu sur le bâti du métier par l'intermédiaire d'un palier support; un porte enroulement (15) de fils, monté concentriquement et libre en rotation à l'extrémité de l'arbre (1), et maintenu fixe par rapport à celui-ci, ledit porte enroulement étant destiné à recevoir la bobine de fil à tordre; - L'appel du fil (3) à partir de la bobine d'enroulement (2) étant obtenu par défilement au travers d'un ensemble comportant une coronelle (8) montée libre en rotation à l'extrémité du porte enroulement (15), le fil formant un ballon entre la surface de la bobine et l'oeillet de guidage que comporte ladite coronelle (8), des moyens de freinage de la rotation de la coronelle étant prévus pour assurer le réglage de la tension communiquée au fil (3), caractérisé en ce que lesdits moyens de freinage de la coronelle (8) sont intégrés au palier (18) supportant ladite coronelle, ledit palier étant constitué de deux ensembles (19,20) déplaçables l'un par rapport à l'autre, l'un (19) supportant une alternance d'aimants (24) de pôle nord et sud, l'autre (20) supportant, libre en rotation, le support (25) de la coronelle sur lequel est monté un élément à hystérésis (28) soumis à l'action du champ magnétique produit par les aimants (24) ou inversement. 2/ Broche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couronne d'aimants (24) et l'élément à hystérésis (28) se présentent sous la forme de deux éléments plans disposés en regard l'un de l'autre, et dont l'espacement peut être réglé par déplacement relatif des deux ensembles (19,20) constituant le palier de la coronelle (8). 3/ Broche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couronne d'aimants (24) et l'élément à hystérésis (28) se présentent sous la forme de deux cylindres coaxiaux déplaçables longitudinalement l'une par rapport à l'autre.