Brevet FR2931486A1 — publié le 20091127

L'invention se rattache au secteur technique des machines de transformation de fils textiles. L'invention concerne la transformation des matières allongées continues, notamment des fils textiles, pour la production de � câblés �, c'est à dire des éléments textiles obtenus par assemblage par torsion d'au moins deux composants en matière allongés continus ou fils élémentaires. Elle concerne plus particulièrement un perfectionnement apporté au procédé dit de � câblage direct � et au dispositif mis en oeuvre pour réaliser ce procédé, qui consiste à réaliser l'assemblage de deux fils élémentaires au moyen d'une broche de torsion. On désignera dans ce qui suit par � fil élémentaire �, l'un des deux composants, qui entre dans la composition du câblé. Un fil élémentaire peut être une matière allongée, un fil textile ou un assemblage de fils, le dit assemblage pouvant avoir été réalisé en amont ou bien par dévidage en parallèle de plusieurs bobines alimentaires. D'une manière générale, le procédé de � câblage direct � est bien connu par l'homme de métier. Un premier fil élémentaire (F1) est prélevé d'une source, par exemple une bobine (1), passe par un dispositif de freinage (2), arrive à l'extrémité inférieure d'une broche de torsion (3) passe dans le canal axial puis radial (4) de ladite broche de torsion et débouche sur la périphérie d'un plateau (5) solidaire de la broche (3) et tournant avec celle ci. Compte tenu de la rotation de la broche, ce fil élémentaire (F 1) subit une fausse torsion et forme un ballon (6) qui entoure un pot (7) disposé sur la partie haute de la broche (3). Ce pot n'est pas solidaire en rotation de la broche et est bloqué en rotation par un moyen non représenté. A l'intérieur de ce pot, est disposée une bobine (8) d'un deuxième fil élémentaire (F2). Ce fil (F2) passe dans un dispositif de freinage (9) qui selon l'art antérieur est porté par le pot ou son couvercle. Le fil (F2) rejoint alors le fil (F1), au dessus du pot en un point dit �point de câblage� (10), les deux fils étant du fait de la rotation du fil (F1) par rapport au fil (F2) assemblés par torsion pour former un fil câblé (FC) qui est ensuite tracté par un dispositif d'appel (13) et réceptionné sur une bobine (14). Comme cela ressort des enseignements du brevet français FR2565261, pour certaines applications, telles par exemple pour l'industrie des bandages pneumatiques, on exige des fils câblés présentant une résistance très élevée, et pour lesquels les tensions et les torsions mises en jeu au cours du câblage doivent être strictement contrôlées et régulières sur toute la longueur du câblé. Pour cela, on a proposé des dispositifs, que l'on désigne usuellement par � tête de câblage � (11) qui, en association avec un parcours du fil optimisé, ont permis d'obtenir une constitution du fil câblé très régulière dans lequel les tensions entre les fils élémentaires sont réparties régulièrement. La tête de câblage (11) est un système rotatif disposé, au-dessus de la broche (3) et donc du pot (7), dans le prolongement de l'axe de la broche (3) et pouvant tourner autour de cet axe, soit librement soit, éventuellement, avec un moyen d'entraînement annexe. La tête de câblage est équipée d'au moins un ensemble tournant (12), présentant deux pistes dont la rotation est synchronisée, et autour duquel les deux fils élémentaires (F1) et (F2) peuvent s'enrouler séparément avant d'atteindre le point de câblage (10). Les brevets français FR2632981, FR2632982, FR2751667, FR2667879 et FR2673956 présentent différentes formes de réalisation d'un tel dispositif. Quelle que soit la forme de réalisation, l'enroulement des fils sur les pistes se fait sans glissement significatif. Les deux pistes étant liées en rotation, tendent à synchroniser l'avancement des deux fils, et par transfert du couple d'entraînement, à égaliser les tensions dans les deux fils avant qu'ils n'atteignent le point de câblage. Selon les différents modes de réalisation des têtes de câblage, le fil élémentaire (F1) formant ballon, pénètre dans la tête de câblage par un oeillet disposé à sa périphérie, de sorte que ladite tête de câblage (11) est entraînée en rotation par le fil lui-même, le fil élémentaire (F2) en provenance du pot (7) via le dispositif de freinage (9), pénètre axialement dans la tête de câblage pour atteindre sa piste sur l'ensemble tournant (12). Le fil câblé (FC) ressort de la tête de câblage par un oeillet disposé généralement au niveau ou légèrement au-dessus du point de câblage (10). Selon l'art antérieur, le dispositif de freinage (9) est porté par le pot (7) qui est immobilisé en rotation, ou par le couvercle du-dit pot. Il en résulte que le pot (7) et son éventuel couvercle, doivent être des organes solides et rigides, afin de maintenir en position ledit frein (9) de façon à ce que le point de sortie du fil soit situé à proximité de l'axe de rotation de la broche (3). L'ensemble doit résister aux efforts de traction du fil. Afin de pouvoir introduire la bobine (8) dans le pot (7), deux solutions ont été proposées : - Selon une première solution, le pot (7) présente une ouverture latérale. La forme du pot est alors relativement complexe et la trajectoire du fil (F1) en rotation en formant un ballon (6) autour du pot, doit être tenue éloignée, par exemple par un ou des anneaux, afin d'éviter les chocs et les casses, particulièrement lors des phases de démarrage et d'arrêt. - Selon une deuxième solution, le pot (7) est réalisé en deux parties, la partie supérieure étant amovible ou articulée tel un couvercle. Le verrouillage et la manipulation de ce couvercle constituent alors des opérations supplémentaires pénalisantes lors du chargement et du déchargement des bobines. Selon l'art antérieur, deux solutions ont été proposées pour fixer la tête de câblage (11) qui tourne autour d'un axe sensiblement aligné avec l'axe de la broche (3). - Selon une première solution (figure 2), la tête de câblage (11) est fixée sur le bâti de la machine (non représenté), par l'intermédiaire d'un palier à roulements à billes (15). - Selon une deuxième solution, la tête de câblage (11) est fixée sur le dessus du pot (7) ou de son couvercle (Figure 3), ou sur le dessus du dispositif de freinage (9) lui même solidaire du pot (7) ou de son couvercle, par l'intermédiaire d'un palier à roulements à bille (16). Dans un cas comme dans l'autre, la fixation de la tête de câblage (11) doit être solide et rigide, de façon à être maintenue dans l'alignement de la broche (3) et résister aux forces de traction du fil et aux forces centrifuges et aux vibrations résultantes de sa rotation. Or il a été trouvé, et c'est l'objet de la présente invention, un moyen sûr, rationnel et particulièrement avantageux d'assurer la fixation et le positionnement relatif du dispositif de freinage et de la tête de câblage par25 rapport à la broche, en ayant pour objectif de résister aux forces de traction du fil et aux forces centrifuges et aux vibrations résultantes de sa rotation. Pour résoudre ce problème posé, selon l'invention, - La tête de câblage est fixée sur le bâti de la machine par l'intermédiaire d'un palier lui permettant de tourner selon un axe de rotation sensiblement coaxial à l'axe de la broche. - L'organe de freinage est fixé sur la tête de câblage par l'intermédiaire d'un palier lui permettant de tourner autour d'un axe de rotation coaxial avec celui de la tête de câble, - L'organe de freinage est soumis à une force de rappel tendant à le ramener dans une position angulaire fixe, laquelle force est soit une force gravitationnelle soit une force d'attraction magnétique. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe de freinage est soumis à une force de rappel tendant à le maintenir dans une position angulaire fixe, la dite force étant créée au moyen d'au moins un couple d'aimants disposés en vis-à-vis et séparés d'un entrefer dans lequel le fil formant le ballon passe lors de sa rotation autour du pot, l'un des aimants du couple étant solidaire de l'organe de freinage et l'autre solidaire du bâti ou du support de fixation au bâti, les dits aimants ayant leurs pôles orientés de sorte qu'ils s'attirent mutuellement, créant une force de rappel tendant à les maintenir alignés. Pour résoudre le problème de ne pas créer d'efforts radiaux sur les paliers, la force de rappel destinée à empêcher la rotation de l'organe de freinage est de préférence créée au moyen d'un nombre pair de couples d'aimants, chaque paire de couple d'aimants étant disposée symétriquement par rapport à l'axe de rotation de la tête de câblage, de sorte que les forces radiales d'attraction s'équilibrent. Selon l'invention, une unité de câblage direct est constituée, d'une part d'une broche de câblage direct, et d'autre part de l'organe de freinage et la tête de câblage qui constituent un sous-ensemble compact rendus solidaires grâce au palier qui les relie. Avantageusement, cet ensemble compact est associé par l'intermédiaire du deuxième palier à une pièce de liaison qui supporte les aimants pour constituer un ensemble complet qu'il est facile de monter et démonter de la machine, et de positionner, par exemple par l'intermédiaire d'un support au-dessus de la broche. Selon un perfectionnement de l'invention, l'ensemble complet ainsi constitué est lui-même monté sur un support de fixation ayant une capacité de réglage de la distance entre la tête de câblage et le plateau de la broche d'où le fil formant le ballon sort radialement afin de pouvoir régler la hauteur dudit ballon. Afin de résoudre le problème de l'accessibilité dans le pot pour le chargement des bobines, selon un premier perfectionnement de l'invention, le support de fixation de l'ensemble complet a une capacité de déplacement entre une position stable dans laquelle l'axe de rotation de la tête de câblage est sensiblement aligné avec celui de la broche lors de la production, et une autre position dans laquelle il peut être mis temporairement pour être écarté ou éloigné de la broche afin de faciliter l'accès dans le pot lors du chargement d'une bobine. Selon un mode de réalisation de l'invention particulièrement avantageux, le support de fixation de l'ensemble complet a une capacité de déplacement entre une position stable dans laquelle l'axe de rotation de la tête de câblage est sensiblement aligné avec celui de la broche lors de la production, et une autre position dans laquelle il peut être mis temporairement pour être écarté ou éloigné de la broche afin de faciliter l'accès dans le pot lors du chargement d'une bobine, la dite position stable de production ayant une capacité de réglage de la distance entre la tête de câblage et le plateau de la broche d'où le fil formant le ballon sort radialement afin de pouvoir régler la hauteur du dit ballon. Afin de résoudre le problème de l'accessibilité dans le pot pour le chargement des bobines, selon un deuxième perfectionnement de l'invention, l'ensemble complet de la tête de câblage est monté sur un support de fixation qui le maintient dans une position de travail coaxiale à la broche, et ladite broche a une capacité de déplacement entre une position stable dans laquelle l'axe de rotation de broche est sensiblement aligné avec celui de la tête de câblage lors de la production, et une autre position dans laquelle il peut être mis temporairement pour être écarté ou éloigné de la tête de câblage afin de faciliter l'accès dans le pot lors du chargement d'une bobine. Selon un mode de réalisation préféré de ce deuxième perfectionnement, la capacité de déplacement de la broche est une capacité de rotation ayant pour effet d'incliner la broche, de préférence en direction de l'opérateur, afin de faciliter l'introduction de la bobine dans le pot. On comprendra mieux l'invention au moyen des dessins annexés, donnés à titre d'exemple. Figure 1 : donne un schéma général expliquant le procédé de câblage direct, selon l'art antérieur Figure 2 : donne un schéma représentant un mode de fixation de la tête de câblage sur le bâti de la machine selon l'art antérieur Figure 3 : donne un schéma représentant un mode de fixation de la tête de câblage sur le pot ou l'organe de freinage lui-même solidaire du pot, selon l'art antérieur Figure 4 : donne un schéma représentant d'un dispositif selon l'invention Figures 5, 6, 7 : donnent, en vue de dessus, des exemples non limitatifs d'arrangement des aimants d'arrêt en rotation du dispositif de freinage. Figure 8 : donne un schéma représentant un dispositif selon l'invention ainsi que son mode de fixation sur la machine. Figure 9 : donne un schéma représentant une unité de câblage direct selon l'invention selon un premier perfectionnement destiné à en faciliter le chargement. Figure 10 : donne un schéma représentant une unité de câblage direct selon l'invention selon un deuxième perfectionnement destiné à en faciliter le chargement. Comme indiqué, l'invention concerne un perfectionnement du procédé de câblage direct de deux composants ou fil au moyen d'une broche de torsion (3), le premier fil élémentaire (F1) pénétrant par le canal (4) de la broche creuse, ressortant radialement de celle-ci au niveau de son plateau (5) tournant et formant un ballon (6) autour du pot (7). Le deuxième fil élémentaire (F2) est dévidé depuis une ou des bobines (8) disposées dans un pot (7) placé au-dessus de la broche, en passant par un dispositif de freinage (9). Le mode de réalisation d'un tel dispositif et son utilisation sont connus par l'homme de métier et ne sont pas détaillés ici. Les deux fils (F1, F2) sont réunis au moyen d'une tête de câblage (11) dans laquelle l'avancement des deux fils élémentaires et leurs tensions respectives sont égalisées par le passage sur au moins un ensemble tournant (12) chacun comportant des pistes sur lesquelles ils s'enroulent. La figure 4 montre le moyen de fixer et positionner le dispositif de freinage (9) du fil (F2) en provenance de la bobine (8) disposée dans le pot (7) et la tête de câblage (11). Selon l'invention, - La tête de câblage (11) et fixée sur le bâti (non représenté) de la machine par l'intermédiaire d'un palier (15) lui permettant de tourner selon un axe de rotation sensiblement coaxial à l'axe de la broche (3). - L'organe de freinage (9) est fixé sur la tête de câblage (11) par l'intermédiaire d'un palier (16) lui permettant de tourner autour d'un axe de rotation coaxial avec celui de la tête de câblage (11), - L'organe de freinage (9) est soumis à une force de rappel tendant à la ramener dans une position angulaire donnée, laquelle force est soit une force gravitationnelle soit une force d'attraction magnétique. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe de freinage (9) est soumis à une force magnétique de rappel tendant à le maintenir dans une position angulaire fixe. La force de rappel est créée au moyen d'au moins un couples d'aimants (21, 22) disposés en vis à vis et séparés d'un entrefer (23) dans lequel le fil (F1) formant le ballon (6) passe lors de sa rotation autour du pot (7). L'un des aimants (21) du couple est solidaire de l'organe de freinage (9) et l'autre aimant (22) est solidaire du bâti (non représenté) de la machine, ou du support (17,19) de fixation au dit bâti. Les aimants (21, 22) ont leurs pôles orientés de sorte qu'ils s'attirent mutuellement, créant une force de rappel tendant à les maintenir alignés. Les figures 5, 6, 7 donnent des exemples nullement limitatifs d'arrangement des couples d'aimants (21,22) destinés à créer une force de rappel pour maintenir l'organe de freinage (9) en position fixe. 10 Pour résoudre le problème de ne pas créer d'efforts radiaux sur les paliers (15) et (16), la force de rappel destinée à empêcher la rotation de l'organe de freinage (9) est de préférence crée au moyen d'un nombre pair de couples d'aimants (21, 22). Chaque paire de couple d'aimants est disposée symétriquement par rapport à l'axe de rotation de la tête de câblage (11), de 15 sorte que les forces radiales d'attraction s'équilibrent. Selon le mode de réalisation de l'invention illustré, à titre d'exemple non limitatif, par la figure 8, une unité de câblage direct est constituée, d'une part, d'une broche de câblage direct (3), équipée de son plateau tournant (5) 20 surmonté de son pot (7) et, d'autre part, de l'organe de freinage (9) et de la tête de câblage (11) qui constituent un sous-ensemble compact et solidaire grâce au palier (16) qui les relie Avantageusement, cet ensemble compact est associé au palier (15), et 25 une pièce de liaison (17) supportant les aimants (22) pour constituer un ensemble complet (18) qu'il est facile de monter et démonter de la machine, et de positionner, par exemple par l'intermédiaire d'un support (19), au-dessus de la broche.5 Selon un premier perfectionnement de l'invention, l'ensemble complet (18) est fixé sur le bâti de la machine (non représenté) par l'intermédiaire du support (19) ayant une capacité de réglage (26) de la distance (h) entre la tête de câblage (11) et le plateau (5) de la broche (3) d'où le fil formant le ballon (6) sort radialement, afin de pouvoir régler la hauteur dudit ballon. Afin de résoudre le problème de l'accessibilité dans le pot (7) pour le chargement des bobines (8), selon une première amélioration de l'invention, illustrée figure 9, le support de fixation (19) de l'ensemble complet (18) a une capacité de déplacement (25) entre une position stable dans laquelle l'axe de rotation de la tête de câblage (11) est sensiblement aligné avec celui de la broche (3) lors de la production, et une autre position dans laquelle ledit ensemble (18) peut être mis temporairement pour être écarté ou éloigné de la broche (3) afin de faciliter l'accès dans le pot (7) lors du chargement d'une bobine (8) . La position stable de production a une capacité de réglage (26) de la distance (h) entre la tête de câblage (11) et le plateau (5) de la broche (3) d'où le fil formant le ballon (6) sort radialement, afin de pouvoir régler la hauteur du dit ballon. Afin de résoudre le problème de l'accessibilité dans le pot (7) pour le chargement des bobines (8), selon une deuxième amélioration de l'invention illustrée figure 10, la broche (3) a une capacité de déplacement (27) entre une position stable dans laquelle l'axe de rotation de ladite broche (3) est sensiblement aligné avec celui de la tête de câblage (11) lors de la production, et une autre position dans laquelle ladite broche peut être mise temporairement pour être écartée ou éloignée de l'ensemble (12) afin de faciliter l'accès dans le pot (7) lors du chargement d'une bobine (8) . Selon ce mode de réalisation la capacité de déplacement (27) de la broche (3), est une capacité de rotation ayant pour effet d'incliner la broche (3), de préférence en direction de l'opérateur, afin de faciliter l'introduction de la bobine (8) dans le pot (7). REVENDICATIONS1. Dispositif de câblage pour réaliser un procédé de câblage direct de deux composants ou fils (F1, F2) sur une machine de transformation de fils textiles au moyen d'une broche de torsion (3), le premier fil élémentaire (F1) pénétrant par l'extrémité (4) de la broche, ressortant radialement de celle-ci au niveau du plateau (5) de celle-ci, tournant et formant un ballon (6), le deuxième fil élémentaire (F2) étant dévidé depuis une ou des bobines (8) disposées dans un pot (7) placé au-dessus de la broche en passant par un organe de freinage (9), les deux fils (F1, F2) étant réunis au moyen d'une tête de câblage (11) fixée sur le bâti de la machine et entraînée en rotation par le fil élémentaire (F1) qui forme le ballon, destinée à égaliser l'avancement des deux fils élémentaires et leurs tensions respectives par le passage sur au moins un ensemble tournant (12) comportant des pistes sur lesquelles lesdits fils s'enroulent séparément, Caractérisé en ce que - la tête de câblage (11) est montée libre en rotation selon un axe sensiblement coaxial à l'axe de la broche (3). - l'organe de freinage (9) est monté libre en rotation sur la tête de câblage (11) selon un axe coaxial avec celui de la tête de câblage (11), - l'organe de freinage (9) est soumis à une force de rappel tendant à le maintenir dans une position angulaire donnée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête de câblage est fixée sur le bâti de la machine au moyen d'un palier (15), tandis que l'organe de freinage (9) est fixé sur la tête de câblage (11) au moyen d'un palier (16). 3. Dispositif selon les revendication 1 et 2, caractérisé en ce que l'organe de freinage (9) est soumis à une force magnétique de rappel tendant à le maintenir dans une position angulaire fixe créée au moyen d'au moins un couples d'aimants (21, 22) disposés en vis à vis séparés d'un entrefer (23) dans lequel le fil (F1) formant le ballon (6) passe lors de sa rotation autour du pot (7), l'un des aimant (21) du couple étant solidaire de l'organe de freinage (9) et l'autre aimant (22) étant solidaires du bâti de la machine ou du support (17) de fixation au dit bâti, les aimants (21, 22) ayant leurs pôles orientés de sorte qu'ils s'attirent mutuellement, créant une force de rappel tendant à les maintenir alignés. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la force de rappel destinée à empêcher la rotation de l'organe de freinage (9) est crée au moyen d'un nombre pair de couples d'aimants (21, 22), chaque paire de couple d'aimants étant disposés symétriquement par rapport à l'axe de rotation de la tête de câblage (11), de sorte que les forces radiales d'attraction s'équilibrent. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de freinage (9) et la tête de câblage (11) constituent un sous- ensemble compact en étant rendus solidaires au moyen du palier (16). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe de freinage (9), la tête de câblage (11) et la pièce de liaison (17) supportant les aimants (22), sont rendus solidaires par les paliers (15, 16), et constituent un ensemble complet (18) qui peut être facilement monté et démonté. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la fixation de l'ensemble (18) constitué de l'organe de freinage (9) etde la tête de câblage (11) sur le bâti de la machine est réalisée par l'intermédiaire d'un support (19) ayant une capacité de réglage (26) de la distance (h) entre la tête de câblage (11) et le plateau (5) de la broche (3) d'où le fil formant le ballon (6) sort radialement, afin de pouvoir régler la hauteur dudit ballon. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la fixation de l'ensemble (18) constitué de l'organe de freinage (9) et de la tête de câblage (11), est réalisée par l'intermédiaire d'un support (19) ayant une capacité de déplacement (25), entre une position stable dans laquelle l'axe de rotation de la tête de câblage (11) est sensiblement aligné avec celui de la broche (3) lors de la production, et une autre position dans laquelle ledit ensemble (18) peut être mis temporairement pour être écarté ou éloigné de la broche (3) afin de faciliter l'accès dans le pot (7) lors du chargement d'une bobine (8). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la dite position stable de production a une capacité de réglage (26) de la distance (h) entre la tête de câblage (11) et le plateau (5) de la broche (3) d'où le fil formant le ballon (6) sort radialement, afin de pouvoir régler la hauteur du dit ballon. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la broche de câblage direct (3) a une capacité de déplacement (27) entre une position stable dans laquelle l'axe de rotation de ladite broche (3) est sensiblement aligné avec celui de la tête de câblage (11) lors de la production, et une autre position dans laquelle elle peut être mise temporairement pour être écartée ou éloignée de la l'ensemble (18) constituéde l'organe de freinage (9) et de la tête de câblage (11), afin de faciliter l'accès dans le pot (7) lors du chargement d'une bobine (8).