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La présente invention concerne les tordoirs de câblage et plue, particulièrement des dispositions prévues dans les tordoirs de ce genre pour commander et égaliser la tension des fils.
On va donner d'abord quelques explications brèves sur la terminologie utilisée dans la présente de- mande.. Il faut remarquer d'abord qu'un conflit s'est éle- vé au point de vue.de la terminologie, quand on a appli- qué dans l'industrie textile la commande de tension par réaction. On appelle souvent "dispositifs de commande de tension", dans l'industrie textile, des dispositifs qui ne font en réalité qu'ajouter une certaine tension fixe à un fil, c'est-à-dire qui tirent tout simplement sur le fil, ou qui fournissent dans d'autres cas une multiplica- tion constante de la tension en amplifiant simplement la tension primitive et toutes ses variations.
Pour diffé- renci-er les dispositifs ou éléments qui exercent réelle- ment une commande et ceux qui n'en exercent pas, et pour respecter cependant la terminologie habituelle, on a ajou- té respectivement à la désignation commune de ces dispo- sitifs différents les qualificatifs "dynamique" et"stati- que Il.
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Dans le brevet U.S.A. na51252 .- - - - - ¯ ¯ on a décrit un tordoir de câblage destiné à câbler deux fils pour former un câble unique; ce tordoir utilise un dispositif comprenant deux cabestans inclinés et reliés de manière à tourner en synchronisme autour de leurs axes respectifs, sous l'action d'une roue dentée folle, qui est montée tournante sur un axe central., Un brin séparé de fil arrive à chacun des deux cabestans ; chacunde ces fils est fourni par une source d' alimentation séparée; l'un dteux est entraîne de manière à former un ballon
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autour de la source d'alimentation fournissant l'autre fil.
Le fil formant un ballon sert à communiquer un mou- vement de rotation au dispositif des cabestans; en amenant les deux fils à un point de câblage en Y, au delà des deux cabestans inclinés et le long de l'axe de rotation de la roue dentée folle, on réalise une action de câblage extrêmement avantageuse, en formant un câble à deux fils, qui est continuellement tiré à partir du point de câblage par un dispositif approprié. Ces cabestans servent à doser très efficacement le débit ou avance des deux fils, de manière à les faire avancer à la vitesse vers le point de câblage malgré des variations importantes de tension.
Il est cependant désirable que la tension soit approxima- tivement égalisée dans les deux fils, en particulier dans le cas d'une matière élastique telle que le "NYLON", de manière à éviter la formation d'un câble possédant une torsion non équilibrée, autrement dit une configuration "en tire-bouchon" ; dans un tel fil, la résistance à la traction est diminuée.
Dans les anciens dispositifs, on prévoit à la fois un réglage initial statique et une commande dynami- que de tension du fil formant le ballon ; cependant, seul le réglage statique de la tension du fil intérieur est prévu et aucune possibilité n'est offerte pour réaliser la commande dynamique de la tension de fonctionnement de ce fil, en vue d'éliminer pendant le fonctionnement ses variations de tension pouvant se produire pour différen- tes raisons.
Le dispositif conforme à la demande de bre- vet précitée fonctionne bien dans la plupart des appliqa- 'tiens, même quand il existe des différences de tension modérées entre les deux fils pendant que ceux-ci passent sur les deux cabestans de dosage, ces différences étant dues en particulier à la commande de débit exercée par
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les deux cabestans; cependant, on peut rencontrer parfois des différences de tension assez importantes pour faire glisser le fil sur l'un des cabestans ou sur les deux ca- bestans, un tel glissement provoquant une avance inégale des fils vers le point de câblage; il en résulte des va- riations et des configurations indésirables dans le câble obtenu.
Ces différences de tension peuvent se produire pendant le fonctionnement normal du dispositif de câbla- ge, mais plus particulièrement pendant le démarrage et l'arrêt du dispositif, du fait que le fil formant le bal- lon comporte une commande dynamique de tension par réac- tion, en même temps qu'une commande statique, et que le fil intérieur ne comporte qui une commande statique de tension.
L'invention a par conséquent pour but de réali- ser un dispositif perfectionné de câblage à cabestans, qui comporte une commande dynamique par réaction, appli- quée à la tension du fil intérieur.
L'invention a aussi pour but de réaliser un système de cabestans de dosage de débit comportant une commande par réaction assurant une tension constante du fil intérieur.
Dans le dispositif conforme à l'invention, le dispositif de commande dynamique par réaction du fil in- térieur répond à la vitesse ; unecommande de tension par réaction est prévue pour le fil extérieur formant le bal- lon aussi bien que pour le fil intérieur. Les deux com- ' mandes de tension par réaction répondent à la vitesse de rotation du ballon autour de l'axe de câblage, de maniè- re que la tension différentielle des fils soit maintenue à un minimum pendant le fonctionnement normal, ainsi que pendant le démarrage et l'arrêt du dispositif.
Dans le dispositif conforme à l'invention, une
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"fausse" torsion est introduite dans le fil intérieur, pendant une opération préalable, et elle est éliminée du .fil pendant le câblage de celui-ci ; lesdispositions sont telles que le fil intérieur peut ainsi être maintenu sous une faible tension,au point d'introduction de la "fausse" torsion, tandis qu'il est maintenu sous une tension plus élevée, commandé par un couple, quand il progresse ensui- te vers le point de câblage.
L'invention se propose de réaliser un disposi- tif perfectionné dé tension dé fil, qui est particuliè- rement étudié pour les tordoirs et qui utilise pour main- tenir la tension sur un fil, un organe rotatif commandé par un couple de freinte et engageant le fil, ainsi qu'un guide-fil tournant séparément ; cet organe et ce guide-fil tournent tous les deux autour d'un axe commun.
De dispositif comporte deux organes rotatifs, dont l'un tourne sous l'action directe de l'un des deux fils à câbler, tandis que l'autre organe est entraîné en rotation en reliant mutuellement les deux organes par l'intermédiaire du second fil ; couple de freinage com- mandé est appliqué au second organe de manière à comman- der la tension du second fil.
D'autres buts et de nombreux avantages de l'in- vention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré et de quelques autres modes de réalisation de l'invention. Cette des- cription se réfère au dessin annexé sur lequel : - la figure 1 représente schématiquemen la disposition générale d'un tordoir conforme à l'invention; - la figure 2 est une coupe partielle d'un sya- tème de cabestans de dosage de débit et de commande de tension, qui est conforme à l'invention, et qui est repré- senté dans son ensemble sur la figure 1;
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- la figure 3 est une vue partielle en plan du dispositif de la figure 1 et représente en outre le système des cabestans; la figure 4 est une vue en plan de l'aimant en forme de plateau de la figure 3;
- la figure 5 est une coupe partielle et diamé- trale d'une variante du système'de cabestans conforme à l'invention; les figures 6 et 7 sont des coupes faites respectivement suivànt les lignes 6-6 et 7-7 de la figu- re 5; la figure 8 est une vue en perspective de ' l'une des roues dentées du mode de réalisation de la figu- re 5; la figure 9 est une coupe partielle d'une variante du frein des cabestans; la figure 10 est une coupe partielle d'une autre variante conforme à l'invention; - les figures 11 et 12 sont respectivement des vues en perspective et en coupe diamétrale du chapeau d'extrémité du mode de réalisation préféré du cabestan de tension et d'enroulement;
- la figure 13 est une vue en perspective de la partie extérieure extrême d'un cabestan modifié de tension et d'enroulement; - la figure 14 est une coupe suivant la ligne 14-14 de la figure 13 ; - les figures 15 et 16 sont respectivement une vue en plan et une vue partielle en élévation latérale d'une variante de l'invention, @ Le mode de réalisation préféré de l'invention se présente essentiellement sous la forme de deux cabes- tans disposés symétriquement, dont les axes de rotation
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respectifs sont inclinés l'un par rapport à l'autre et par rapport à un axe principal de rotation commun aux deux cabestans ; ceux-ci peuvent engrener avec une roue dentée commune et èlle, qui peut tourner librement au- tour de l'axe principal.
Les fils à câbler progressent vers un point de câblage, sensiblement en synchronisme, du fait qu'ils sont tirés respectivement par les deux cabestans de dosage d'avance faisant partie d'un système de dosage ou d'égalisation. Le fil extérieur formant le ballon passe d'abord à travers un dispositif additif de tension préalable, puis à travers une broche.creuse et dans un dispositif de commande dynamique de tension du fil et de forme du ballon, du type à gradins d'enroule- ment et à enroulement variable ; il forme ensuite un bal- lon autour du bobinage d'alimentation du fil intérieur et traverse un guide d'accouplement ou entraînement pré- vu sur le système à cabestans de dosage ou d'égalisation de débit; il est tiré par l'un des deux cabestans de do- sage et se dirige ensuite vers le point de câblage en Y.
Le fil intérieur progresse vers le haut, à partir de son bobinage d'alimentation, en traversant un dispositif de tension préalable, de préférence du type à patin ou pin- cement; il passe ensuite à travers un alésage axial d'un cabestan rotatif de commande dynamique de tension par enroulement, qui fonctionne sur le principe de la comman- de par couple; cet alésage est concentrique à l'axe de câblage; le fil intérieur s'engage alors, avec un enrou- lement variable, autour de la surface périphérique de ce cabestan, puis s'engage par traction sur l'autre des deux cabestans de dosage d'avance; il s'avance ensuite vers le point de câblage en Y.
Le cabestan rotatif de commande dynamique de tension par enroulement est freiné par un dispositif approprié, qui fonctionne, dans le mode
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de réalisation préféré, sur le principe du freinage magné- tique par courants de Foucault; la tension du fil inté- rieur, quand celui-ci passe sur le cabestan de dosage d'avance, est commandée par le degré d'enroulement autour de la surface périphérique du cabestan de commande dynami- que de tension; ce degré d'enroulement est lui-même fonc- tion du couple de freinage exercé sur ce cabestan par le frein magnétique; la différence entre la tension d'entrée du fil intérieur, au moment où celui-ci passe sur ce ca- bestan, et la tension de sortie que doit avoir ce fil, produit sur le cabestan un couple dont la valeur est éga- le et opposée à celle du couple de freinage.
Dans ce mode de réalisation préféré, qui utilise un frein magn tique à courants de Foucault, l'action de freinage (et par conséquent la tension de sortie du fil) dépend de la vitesse de rotation du système des cabestans, de sorte que la tension du fil intérieur est commandée dynamique- ment, comme celle du fil extérieur formant le ballon; 'ainsi, l'action de la commande dynamique de tension du fil intérieur s'égalise avec celle du dispositif de com- mande à gradins de la forme du ballon, puisque le fil extérieur est commandé par une caractéristique de réponse vitesse-tension analogue.
On réalise ainsn dispositif perfectionné de câblage, qui comprend un dispositif dyna- mique de tension sensiblement équilibré, à la fois pour le fil intérieur et le fil extérieur ; avec ce dispositif, les tensions différentielles dans les deux fils sont ré- 'duites à un minimum avant le câblage. Un autre avantage réside dans le fait que l'on peut maintenir la tension du fil intérieur à une faible valeur au point d'introduc- tion de la "fausse" torsion (d'ou il résulte la réduction à un minimum des ruptures du fil intérieur), tout en commandant et réglant la tension, entre ce point d'intro-
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duction de torsion et le point de câblage, à une valeur aussi élevée qu'on le désire pour la rendre égale à la tension du fil extérieur.
En plus du mode de réalisation préféré que l'on vient de décrire brièvement, on décrira également plu- sieurs variantes de l'invention.
Si l'on se réfère à la figure 1, on y voit un fil A débité par un bobinage d'alimentation 11. Ce fil traverse un dispositif 13 de réglage de tension, puis passe suivant l'axe à travers une broche creuse rotative
15; il passe ensuite à travers un orifice radial de l'arbre 15 et s'enroule autour d'un dispositif 17 d'en- roulement à gradins servant à commander la tension du fil et la forme du ballon; ce dispositif 17 est d'une construction connue et peut être par exemple du type décrit dans le brevet cité plus haut en référence; ce fil A forme ensuite une demi-boucle ou ballon autour de la surface extérieure du carter cylindrique 19, tra- .verse un guide-fil d'accouplement 20 en queue de cochon et s'enroule avec traction autour d'un cabestan 70a fai- sant partie d'un système 40 à cabestan symétriques;
le fil A converge ensuite avec un autre fil B en un point de câblage. Le fil B est débité par un bobinage, disposé à l'intérieur du ballon; ce bobinage 21 est monté dans le carter cylindrique 19 et ces deux éléments sont sous- traits à toute rotation par un contrepoids excentré 22, comme sur la figure , par une action magnétique ou par un moyen quelconque; le fil B traverse un dispositif 23 de réglage préalable de tension., qui est constitué par exem- ple par plusieurs dispositifs de tension 23a du type à disque, écartés les uns des autres et montés sur une plaque 23b suspendue de manière à amortir les chocs ; fil B passe ensuite autour d'un galet de guidage 24 et
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traverse un alésage axial d'un cabestan 26. de réglage dynamique de tension;
ce cabestan 26 est monte suivant l'axe de la broche dans le système 40 à @abestans; le fil B s'enroule avec frottement autour de l'extrémité du cabestan 26, puis s'enroule par traction autour de l'autre cabestan rotatif 70b du système 40; il progresse ensuite vers le point de câblage des deux fils.
Le câble AB venant du point de câblage progres- se sous l'action d'un dispositif d'alimentation 25 à rouleau, qui est entraîné à vitesse constante; il arrive enfin sur une bobine de recueil 27, qui est entraînée d'une manière appropriée quelconque, par exemple par contact superficiel avec un rouleau 29. La broche 15, le dispositif d'alimentation 25 à rouleau et le rouleau 29 d'entraînement peuvent être tous entraînés en synchro- nisme, soit par une source d'énergie commune, soit par des sources d'énergie indépendantes, comme on l'a expli- qué et représenté dans les brevets U.S.A.512.552 & 516.391 mentionné ci-dessus ; 'on n'a donc pas représenté ici ces sources d'énergie.
Le système 40 à cabestans est monté sur un support 32 dont la base 34 est fixée correctement au moyen de vis 35 sur l'extrémité supérieure du carter cy- lindrique 19, et qui comporte, à son extrémité supérieu- re, un manchon de serrage 36 fendu, taraudé et réglable.
Le système 40 à cabestans comprend un carter 42, dont l'extrémité inférieure 44 est filetée de manière à pou- voir se visser dans le manchon taraudé 36. Le carter 42 est maintenu vissé dans le manchon de serrage 36 au moyen d'un boulon 38, traversant deux oreilles 39 for- mées sur le manchon 36 comme on le voit clairement sur les figures 2 et 3.
Deux paliers à billes 46 et 48 sont ajustés à
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la presse dans'des cavités à épaulement du carter 42; ces paliers peuvent être dtun autre type approprié quel- conque; un arbre rotatif ou rotor 56 peut tourner libre- ment à l'intérieur du chemin intérieur de roulement des paliers à billes ; axe de rotation est aligné avec celui de la broche 15, comme on le voit sur le dessin.
La cavité inférieure extrême du carter 42 est taraudée en dessous de l'extrémité inférieure du palier 48, comme ltindique le nombre de référence 50, de manière à rece- voir une bague ferromagnétique 52 de réglage de champ) portant un filetage complémentaire du taraudage de cette cavité. La bague 52 de réglage de champ est percée de plusieurs orifices radiaux 54 prévus pour le refroidisse- ment par air. On décrira plus en détail le rôle de cette bague 52 au fur et à mesure de l'avance de la des- cription. L'extrémité inférieure de l'arbre 56 est fi- letée et porte un écrou 58 qui empêche le décalage axial de l'arbre vers le haut. On peut utiliser, si on le dé- sire une vis 59 pour retenir l'écrou 58 sur l'arbre 56.
L'extrémité supérieure de l'arbre 56 s'élargit de manière à former une tête 60 comportant deux faces opposées 6la et 61b qui sont inclinées vers le haut et vers l'intérieur; près de chacune de ces faces est sup- porté ltun des deux cabestans 70a et 70b de dosage d'avan-' ce des fils. Chacun de ces cabestans peut tourner autour d'un axe perpendiculaire au plan de la face adjacente et correspondante 61a ou 61b; à cet effet, des arbres courts 62 sont vissés respectivement dans des orifices taraudés percés dans les faces 61a, 61b.
Entre les extrémités de chaque arbre court 62 se trouve une colle- rette d'écartement 63, contre une extrémité de laquelle est fixé le chemih intérieur de.roulement d'un palier à billes 64; ce chemin de roulement est maintenu sur l'ex-
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de l'arbre court par un écrou 66 vissé sur l'extrémité trémité @libre de cet arbre. Le chemin extérieur de rou- lement de chacuh des paliers 64 esttajusté à la presse
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dans l'alésage de- 1 tunides,cabestans,, 70a, 70T, axnsi., , chaque cabestan peut tourner librement autour.-de-son arbre court.62.
Dans le mode de réalisation représenté, les cabestans 70a, 70b comportent-une seule gorge à angle ai'gu 72, de manière à réaliser une action tractive maxima entre les fils AB et:.. leurs cabestans respectifs 70a, 70b ; cependant, on peut modifier comme on le désire @e dispositif de traction, de manière $ satisfaire aux exi- gences d'une application particulière, quelconque. Les cabestans 70a, 70b sont accouplés de manière à tourner en synchronisme autour de leurs axes inclinés respectifs; cet accouplement est réalisé au moyen d'une roue dentée folle 80, en prise avec des roues dentées coniques 76, qui font partie intégrante, comme on le voit sur le des- sin, des cabestans 70a, 70b, ou qui sont assemblées respectivement sur l'extrémité adjacente du cabestan 'correspondant.
A cet effet, la roue dentée folle 80 com- porte une cavité centrale à épaulement, qui est ajustée à la presse sur le chemin extérieur de roulement d'un palier à billes 82; le maintien en place de celui-.ci est rendu plus sûr au moyen d'une bague à déclic 84, qui est introduite d'une manière amovible dans une gorge de fai- ble profondeur prévue dans la paroi périphérique interne de cette cavité.
L'arbre 56 est traversé par un alésage axial; une cavité 92, à épaulement et contre-alésage, est for- mée dans l'extrémité supérieure de cet alééage axial ; le chemin extérieur de roulement d'un palier à billes 94 est ajusté à la presse dans cette cavité. L'écrou 58, vissé sur l'extrémité inférieure du rotor 56, comporte une jupe 96, dont l'extrémité inférieure est creusée de
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manière à former une cavité à épaulement; le chemin exté- rieur de roulement d'un autre palier à billes 98 est ajusté à la presse dans cette cavité. Un arbre intérieur et rotatif 100, comportant un alésage central 102, est ajusté à la presse dans le chemin intérieur de roulement de chacun des paliers 94, 98 de manière à tourner dans ces paliers.
Un chapeau ou cabestan proprement dit 104 de guidage de fil et de trahsmission de couple est formé sur l'extrémité supérieure de l'arbre 100, ou bien est fixé d'une manière appropriée sur cette extrémité, par exemple par ajustement à la presse comme sur le dessin; ce chapeau 104 comporte une gorge d'extrémité en spirale 106, qui sert à guider le fil B, comme on le verra plus clairement un peu plus loin. Dans l'exemple préféré représenté sur les figures 2 et 3, de même que sur les figures 11 et 12, la gorge 106 se présente sous la forme d'une gorge unique en spirale qui débouche dans l'alésage 102 de l'arbre 100 par l'intermédiaire d'un orifice élargi et excentré 105.
Cet orifice 105 est décalé, par rapport à l'axe du cabestan axial 26, comprenant l'arbre 100 et le cabestan proprement dit 104, de manière à for- mer une surface d'engagement du fil telle que le fil B traversant cet orifice est sensiblement coaxial par rap- port à l'arbre 100. On comprend que cette dispositif de l'orifice 105 n'a pas seulement pour but de maintenir le fil B dans une position équilibrée dynamiquement, pendant que ce fil progresse à travers l'arbre 100 et l'orifice 105 du chapeau 104, mais aussi d'obtenir un résultat excessivement avantageux consistant à réduire sensiblement, sinon à éliminer complètement, le contact du fil avec la surface interne de l'arbre 100 pendant que le fil tra- verse celui-ci.
On peut réaliser facilement l'équilibra- ge dynamique du chapeau d'extrémité 104, d'une manière
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appropriée ou désirée quelconque, par exemple en formant un orifice excentré 105 dont les dimensions sont suffi- santes pour décaler la gorge 106, ou encore en ajoutant un contrepoids d'équilibrage ou un élément analogue.
Un disque métallique 108 est fixé sur l'extrée mite inférieure de l'arbre 100, au moyen par exemple d'une vis 110; ce disque 108 est constitué de préférence par une matière à faible reluctance magnétique, par exemple par de l'aluminium, etc... Un aimant 112 est supporté concentriquement en dessous du disque métalli- que 108; il comporte alternativement plusieurs pôles alternés nord et sud 114, qui sont répartis circonféren tiellement, L'aimant 112 peut être supporté d'une ma- nière appropriée quelconque ; on peut par exemple le fi- xar au. moyen de vis 118 sur un rebord 116 faisant partie du support 32.
Ce rebord 116 peut aussi servir avanta- geusement à supporter le galet de guidage 24 qui, guide le fil B suivant l'axe jusqu'à l'arbre 100.
Pendant le fonctionnement, le fil A passe à travers la broche 15, puis sur le dispositif d'enroule- ment 17 à gradins, avec une surface de contact variable; ensuite il forme le ballon, traverse le guide 20 et s'enroule avec traction sur le cabestan 70a, d'où il progresse jusqu'au point de câblage. La tension de ce fil A est réglée au préalable au moyen du dispositif de réglage statique 13, de manière à donner au ballon formé autour du carter 19 des dimensions comprises dans une marge désirée. La tension du fil A, sur la portion de son trajet constitué par le ballon, est maintenue auto- matiquement par l'enroulement variable de ce fil sur le dispositif 17.
Comme il est bien connu, la variation de l'enroulement sur le dispositif 17 est fonction de la tension d'entrée du fil et de la tension du ballon, de
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la résistance de l'air sur le mouvement du ballon et de la vitesse de rotation de celui-ci, ainsi que d'autres facteurs ; la variation du degré d'enroulement a tendance à maintenir la tension constante dans le fil A. Ce sys- tème de commande de tension du fil A est extrêmement avantageux,,comme il est bien connu; il sert à maintenir dans le fil A une tension sensiblement constante pendant le fonctionnement normal à une vitesse déterminée de ro- tation du ballon.
Cependant, comme il est également bien connu, puisque'la commande exercée par le disposi- tif d'enroulement à gradins 17 est fonction de la vitesse de rotation du ballon, les variations de cette vitesse, qui peuvent se produire par exemple pendant le démarrage et l'arrêt du dispositif, provoquent des variations cor- respondantes dans la tension du ballon. Il est donc extrêmement désirable qu'un dispositif quelconque de commande dynamique soit prévu pour exercer sur le fil intérieur B une commande de tension, qui soit fonction de la vitesse de rotation du ballon, à peu près comme la commande de tension répondant à la vitesse et exercée par le dispositif 17 d'enroulement à gradins.
Dans ce but, on complète le dispositif 17 de commande dynamique de tension du fil A par le cabestan axial 26 de commande dynamique de tension du fil B ; cabestan comprend l'arbre 100, le chapeau 104 et le disque 108, comme on l'a déjà expliqué ; sert, en conjonc- tion avec l'aimant 112, à maintenir dans le fil B une tension de sortie normalement constante, dans la partie de ce fil comprise entre le chapeau 104 et le cabestan 70b de dosage d'avance.
Comme on l'a indiqué précédemment, le fil B, venant du galet de guidage 24, progresse dans une direc- tion axiale à travers l'alésage 102 de l'arbre 100,
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passe dans la gorge 106.et le chapeau 104, et s'enroule ensuite sur la surface périphérique de ce chapeau; il passe ensuite avec traction et frottement de roulement sur le cabestan 70b de dosage,après quoi il progresse vers le point de câblage.
Quand le système 40 tout en- tier est entraîné sous l'action du ballon, grâce à l'en- gagement de celui-ci avec le guide d'accouplement 20 et/ou le cabestan de dosage 70a, il tourne ainsi que le disque 108, autour de leur axe commun ou axe principal; un couple résistant est exercé sur le cabestan 26 du fait de la rotation du disque 108 dans le champ magné- tique créé entre l'aimant 112 et la bague 52 de réglage de champ.
La rotation du disque 108 produit dans celui- ci des courants de Foucault, qui sont proportionnels à la vitesse suivant laquelle ce disque coupe les lignes de force magnétiques; ces courants engendrent à leur tour un champ magnétique proportionnel, qui réagit contre le champ magnétique des pôles 114 en s'opposant à la rotation du. disque 108, et par conséquent à la rotation du cabestan 26 tout entier. L'intensité des courants de Foucault engendrés dans le disque 108, et par conséquent l'intensité de l'action de freinage exercée sur le cabes- tan 26 par l'aimant 112, sont donc fonction de la vitesse de rotation du disque 108.
Puisque le cabestan 26 (y compris le disque 108) tourne avec le rotor 56 et les cabestans 70a, 70b, grâce à l'accouplement réalisé par le fil entre le cha- peau 104 et le cabestan 70b, la vitesse de rotation du disque 108 est sensiblement la même que celle du ballon du fil A; ainsi le couple résistant de frei@age exercé sur le cabestan 26 est fonction de la vitesse de rotation du ballon. En d'autres termes, plus la vitesse de rota- tion du ballon est grande, plus l'aimant 112 exerce une
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action de freinage importante sur le cabestan 26, et vice-versa.
On comprend par conséquent que, par suite de ce couple de freinage, le cabestan 26 a tendance à tourner vers l'arrière, c'est-à-dire à prendre du retard, par rapport à l'arbre 56 et aux cabestans 70a, 70b, jus- qu'au moment où un certain point d'équilibre est atteint; à ce moment, la tension du fil B.exerce sur le chapeau
104 un couple de rotation, qui est égal et opposé au cou- ple de freinage appliqué au chapeau 104 par l'aimant
112 et le disque 108.
Si on règle initialement le dispo- sitif 23 de tension préalable (figure 1), de manière que la tension du fil B dans l'alésage axial 102 soit inhfé- rieure à la tension désirée de fonctionnement que doit @ avoir ce fil au moment où il s'engage sur le cabestan
70b de dosage, la tension additionnelle nécessaire pour amener le fil B jusqu'à la tension désirée est ajoutée par l'action de multiplication de tension exercée sur le fil par le chapeau 104. Comme il est bien connu; le ' passage d'un fil en contact de frottement avec une surface' cylindrique ou une autre surface analogue, telle que celle du chapeau 104, produit.une multiplication de la tension du fil conformément à une fonction exponentielle de la valeur de l'angle d'enroulement du fil.
Ainsi, dans le cas du chapeau 104, le fil B s'enroule sur la périphérie extérieure de ce chapeau jusqu'au moment où le facteur de multiplication de tension, résultant de cet enroulement, est suffisant pour créer dans la partie du fil B, comprise entre le chapeau 104 et le cabestan
70b, une tension de sortie donnant un couple égal et opposé à celui exercé par l'aimant 112 sur le disque 108.
Comme on l'a indiqué plus haut, l'action de freinage de l'aimant 112 sur le disque 108 est une fonction de la vitesse de rotation du disque 108, et par conséquent,
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dans toutes les applications pratiques, de la vitesse de rotation du ballon du fil A. Pour une vitesse de rota- tion quelconque du disque 108, l'action de freinage exer- cée sur celui-ci par l'aimant 112 est sensiblement con- stante; dans toutes les applications pratiques, on peut considérer cette action de freinage comme réallement constante.
Ainsi, pour une vitesse de rotation quelcon- que, l'aimant 112 exerce un couple de freinage prédéter- miné et constant sur le disque 108 et sur le reste du cabestan 26, y compris le chapeau 104, de telle sorte que la tension du fil, entre le chapeau 104 et le cabes- tan 70b, est maintenue à une valeur prédéterminée et sen- siblement constantea On comprend que les variations plus ou moins grandes de la tension d'entrée, qui peuvent se produire dans le fil B, pendant qu'il passe à travers l'alésage axial 102, provoquent des rotations correspon- dantes plus ou moins grandes du cabestan 26 par rapport à l'arbre 56 et au cabestan de dosage 70b;
ces rotations sont suffisantes pour augmenter ou diminuer l'angle d'en- roulement du fil sur la périphérie du chapeau 104 et pour augmenter ou diminuer, d'une manière correspondante, le facteur de multiplication de tension, de manière à main- tenir l'équilibre des couples et la tension constante correspondante dans le fil B, à l'endroit où il quitte le chapeau 104 (pendant le fonctionnement normal).
Le couple de freinage exercé sur le disque 108 du cabestan 106 peut être facilement modifié pour une vitesse de rotation particulière et quelconque du disque 108 par rapport à l'aimant 112; pour cela, on augmente ou on diminue la densité du flux magnétique passant'à tra- versle disque 108. Dans le mode de réalisation décrit ici, cette variation de la densité du flux est obtenue facilement au moyen de la bague de réglage de champ 52, qui est réglable suivant la direction axiale; cette bague
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52 est vissée dans la cavité inférieure taraudée du car- ter 42. En faisant tourner à la main le carter 42, y compris la bague de réglage 52 fixée sur ce carter. on
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modifie leu;t" position axiale et par conséquent 1.' écar:t:
ment entre la bague 52 et les faces polaires 114 de l'ai- mant 112; la densité du champ magnétique dans:1:'entrefer compris entre les faces polaires 114 et la bague 52, va- rie en raison inverse de cet écartement. On comprend facilement 'que la bague 52 constitue une partie à faible reluctance du trajet magnétique compris entre deux pôles adjacents 114 respectivement nord et sud; ainsi, la variation de l'entrefer, entre la bague 52 et les pales 114, provoque une variation correspondante mais inverse de la densité du flux magnétique dans cet entrefer, où se trouve le disque 108.
Pour éviter une surchauffe des éléments, voi- sins du dispositif de freinage magnétique, on prévoit dans la bague 52 de réglage de champ plusieurs orifices radiaux 54; l'air circule à travers ces orifices et empor- te une partie de la chaleur engendrée par les courants de Foucault dans.le disque 108.
On a@reésnté le cabestan axial 26 sous la forme d'un assemblage de plusieurs éléments séparés, comprenant le disque 108, l'arbre 100 et le chameau 104; cet assemblage parait le meilleur au point de vue de la facilité de construction et de montage, mais on comprend que tout cet assemblage, ou une partie seulement de ce- lui-ci, pourrait être réalisé, si on le désirait, en une seule pièce.
On a représenté sur les figures 5 à 8 un autre mode de réalisation, qui comprend aussi un cabestan de réglage dynamique de tension 226, soumis à un freinage qui est fonction de la vitesse de rotation du ballon du fil A. Dans ce mode de réalisation, on utilise un dippo-
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sitif mécanique d'embrayage et de freinage à glissement, pour maintenir un. couple de freinage désiré entre le cabestan 226 et l'arbre 256. Ce mode de réalisation est analogue par ailleurs auprécédent et on ne le décrira par consacrent que dans ses parti-es qui diffèrent du pre- mier mode de réalisation.
Si on considère la figure 5, on voit que l'ar- bre 256 est monté dans des paliers à billes 246, 248, comme l'arbre 56 du premier mode de réalisation,; un écrou de retenue 258 est vissé sur cet arbre ; lepalier infé- rieur à billes de l'arbre 200 est ajusté à la presse dans une cavité prévue dans l'extrémité inférieure de cet écrou 258. Une roue dentée 262 fait partie intégran- te de l'écrou 258 ou bien est ajustée à la presse sur cet écrou, comme on le voit sur le dessin ; roue dentée 262 est en prise avec une deuxième roue dentée
264, disposée latéralement et pouvant tourner autour d'un axe parallèle à l'axe de l'arbre 200.
La roue dentée 264 comporte un prolongement axial et annulaire 265, qui est ajusté à la presse à l'intérieur du chemin de roulement intérieur de chacun des deux paliers à billes
268, 270; ces paliers, écartés l'un de l'autre, sont ajustés à la presse respectivement dans des cavités à épaulement, prévues respectivement en haut et en bas d'un prolongement latéral 244 du carter du cabestan 242. Un arbre 266, réglable dans la direction axiale, est monté coulissant dans un alésage axial, qui traverse la roue dentée 264 et son prolongement 265;
cet arbre 266 sup- porte une troisième roue dentée 274, concentrique à la roue dentée 264, par l'intermédiaire d'un palier à billes
276, dont le chemin de roulement intérieur est ajusté à la presse sur l'extrémité inférieure de l'arbre 266
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et-dont le chemin de roulement extérieur est ajusté à la presse dans une cavité de l'extrémité inférieure de la @ . roue dentée 274, Un écrou de retenue 278 assure le main- tien du palier 276 sur l'arbre 266.
La distante axiale de la roue dentée 274 à la roue dentée 264 est déterminée par la position axiale de l'arbre 266 ; on peut facilement modifier comme on le désire cette position au moyen d'un écrou de réglage 267, qui est vissé sur l'extrémité supérieure filetée de l'arbre 266 et qui s'appuie sur l'extrémité supérieure du prolongement tubulaire 265.
La roue dentée 274 engrène avec une roue dentée 272 ajus- tée à la presse sur l'extrémité inférieure de l'arbre 200. Les rapports de transmission entre les roues 262, 264 d'une part et les roues 272, 274 d'autre part sont choisis de préférence de manière à ne présenter entre eux qu'une faible différence, correspondant par exemple à celle fournie par une dent ou deux dents.
Les roues dentées 264, 274 sont accouplées ensemble au moyen de plusieurs blocs de friction 284 en "NYLON" ou en une autre matière appropriée. Comme on le voit sur le dessin, ces blocs 284 ont une section rectan- gulaire et sont ajustés avec jeu dans plusieurs ouvertu- res correspondantes 280, formées symétriquement dans. la roue dentée 264 et écartées les unes des autres; ces ou- vertures s'étendent parallèlement à l'axe de la roue den- tée 264.
Chaoune de ces ouvertures 280 possède son extrémité inférieure une lèvre 282 dtarticulation, ',Une gorge annulaire 288 est formée'dans la face supérieure de la roue dentée 274; cette gorge est alignée radialement avec les ouvertures 280; les extrémités inférieures des blocs de friction 284 se déplacent dans cette gorge 288 et sont guidées par les segments de séparation 269 com- pris entre les fentes 280 (figures 6 à 8).
Chaque bloc
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de friction 284 comporte de préférence à son. extrémité inférieure un bossage 286, qui coopère avec une lèvre annulaire de retenue 290, formée sur le bord de la gorge 288, pour empêcher le bloc 284 de se déplacer longitudina- lement vers le haut et en dehors de la gorge 288. En réglant dans le sens axial la roue dentée 274, au moyen de l'arbre 266 et de l'écrou de réglage 267, on peut mo- difier comme on le désire la masse des blocs de friction 2$4 se trouvant en dessous de la lèvre d'articulation
282, de manière à créer un déséquilibre désiré de ces blocs autour des points d'articulation formés par leurs lèvres respectives 282.
Pendant le fonctionnement, l'arbre 256 tourne autour.de son axe comme l'arbre 56 du mode de réalisa- tion précédent, sous l'action du ballon du fil A. La rotation de l'arbre 256 provoque une rotation correspon- dante des roues dentées 262, 264. En tournant, la roue dentée 264 tend à faire tourner les roues dentées 272, 274, en même temps que le cabestan 226, grâce à l'action centrifuge résultante des blocs de friction 284, qui s'appliquent avec friction contre la surface périphériqud extérieure de la gorge annulaire 288 de la roue dentée 274. L'action de transmission de couple, entre l'arbre
256 et le cabestan 226, est donc une fonction de la force centrifuge différentielle exercée par les différents blocs
284 sur la gorge 288 de la roue 274,
et aussi du coeffi- cient de frottement entre les blocs 284 et la surface d'engagement de la gorge 288. La force centrifuge diffé- rentîelle exercée par les blocs 284 sur la surface péri- phérique de la gorge 288 est elle-même fonction de la position verticale de ces blocs, par rapport à leurs points respectifs d'articulation, et aussi de la vitesse de rotation de l'arbre 256. Ainsi, le couple transmis par l'arbre 256 au cabestan 226 est une fonction de la!
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vitesse de rotation de ltarbre 256 et du ballon du fil A.
On comprend cependant qu'il n'existe qu'une petite différence de vitesse entre la roue dentée 264 et la roue dentée 274, pour des vitesses égales de rotation de l'arbre 256 et du cabestan 226, puisque la différence est faible entre les rapports de transmission, des roues den- tées 262, 264 d'une part et des roues dentées 272, 274 d'autre part. Il suffit par conséquent de dissiper une énergie très faible dans l'embrayage à friction, compris entre les deux roues dentées 264, 274, pour transmettre le couple désiré de l'arbre 256 au cabestan 226; il en résulte une faible perte d'énergie sous forme de chaleur et une faible consommation dténergie.
Pour une vitesse de rotation donnée et quelcon- que du ballon du fil A, et.par conséquent de ltarbre 256, les blocs de friction 284 exercent sur la roue den- tée 274 une action centrifuge prédéterminée et sensible- ment constante de freinage ou embrauage, de manière à appliquer au cabestan 226 un couple correspondant, pré- déterminé et sensiblement constant (pour une vitesse de rotation constante du système des cabestans).
Le fil B, progressant à partir de sa position d'enroulement sur la périphérie du chapeau-204, exerce un couple de réac- tion sur le chapeau ; couple est transmis par l'arbre 200 aux roues dentées 272, 274 et au dispositif d'em- brayage et de freinage monté entre la roue 274 et la roue 264. Le fil B s'enroule sur un angle suffisant à la pé- riphérie du chapeau 204 pour avoir à la sortie de celui- ci, en avançant vers le cabestan de dosage 270b, une tension capable de contrebalancer le couple transmis au chapeau 204 par le système de freinage et d'embrayage 262, 264, 284, 272, 274.
En changeant la position de l'arbre 266 le long de son axe, et par conséquent la
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distance entre les roues dentées 274, 264, on peut faire varier sélectivement l'action centrifuge effective de freinage et d'embrayage, de manière à produire dans le fil
B une tension de sortie choisie pour une vitesse de rota- tion particulière et quelconque du ballon du fil A. Comme on l'a indiqué précédemment on voit que l'action centri- fuge de freinage ou embrayage sur le cabestan 226, pour une position particulière quelconque de l'arbre 266, est une fonction de la vitesse de rotation du ballon du fil
A; cette action de freinage ou embrayage est plus grande aux vitesses élevées qu'aux faibles vitesses, à cause de ltaugmentation de la force centrifuge différentielle exercée par les blocs 284.
On voit donc que le fonctionnement de ce dispo- sitif est analogue dans son ensemble à celui du premier mode de réalisation décrit précédemment. En effet, un couple résultant sensiblement constant est maintenu sur le cabestan 226 pour une vitesse de rotation particulière .et quelconque du ballon du fil A, le couple de freinage appliqué au cabestan 226 variant en fonction de la vitesse de rotation de ce ballon.
Il.faut remarquer que le couple exercé sur le cabestan 226, par l'intermédiaire du système de freinage et d'embrayage, est, comme précédemment, un couple de traînée ou freinage, en ce sens qu'il s'oppose au couple exercé par le fil B sur le cabestan 226 ; dernier couple a tendance à faire tourner le cabestan 226 par rapport à l'arbre 256, que les rapports des engrenages soient calculés pour donner de l'avance ou du retard au cabestan 226 par rapport à l'arbre 256. Ce système est donc également extrêmement avantageux quand on l'utilise en Eoopération avec un dispositif de commande de tension du fil et de forme du ballon du type à gradins dtenroulement, comme celui représenté en 17 sur la figure 1.
Cependant,
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ce système présente un inconvénient évident du fait qu'il utilise un engrenage mécanique et un dispositif d'embraya- ge à friction pour obtenir un couple désiré de freinage sur le cabestan, alors que le premier mode de réalisation n'exige dans ce but qu'un simple frein magnétique. Ce sacond mode de réalisation est au contraire plus avanta- geux par certains cotés que le mode de réalisation précé- dent, du fait qu'il consomme moins d'énergie et qu'une plus faible quantité de chaleur est dégagée dans les élé- ments du dispositif de freinage.
Dans une autre variante représentée sur la figure 9, on utilise aussi un dispositif de freinage ou embrayage à friction, qui réduit effectivement l'énergie nécessaire pour maintenir le couple désiré de freinage sur l'arbre 300 du cabestan de réglage dynamique de la tension du fil intérieur. Dans ce mode de réalisation, le couple appliqué à l'arbre 300 par le dispositif de freinage eu embrayage à friction est sensiblement constant pour toutes les vitesses du ballon du fil A et de l'arbre 300.
Dans ce mode de réalisation, l'écrou 358 prévu à l'extrémité de l'arbre 356 porte des dents d'engrenage à la périphérie de son extrémité inférieure; ces dents engrènent avec une roue dentée folle 362 faisant partie d'un système différentiel 360, monté tournant sur un ar- bre 371 excentré par rapport à l'axe de l'arbre 300. Le système différentiel 360 comporte une deuxième roue den- tée 364 fixée sur la roue dentée 362 ou faisant partie intégrante de celle-ci; le rapport des diamètres des roues dantées 362. 364, autrement dit le rapport de transmis- sion du système 360, est faible, c'est-à-dire de l'ordre de celui obtenu par une différence de une dent ou de deux dents, ou d'un plus grand nombre de dents si on le
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désire.
La roue dentée 364 engrène avec une roue dentée 366, montée avec jeu sur l'arbre 300 de manière à tour- ner librement sur celui-ci. Un disque de friction 368 est fixé d'une manière appropriée quelconque sur l'arbre 300, en dessous de l'extrémité inférieure. de l'écrou 358 et en face de la roue dentée 366. La roue 366 est poussée d'une manière réglable contre le disque de fric- tion 368 par l'intermédiaire d'un ressort 372, d'une bu- tée à billes 373 et d'un éerou de poussée 374 vissé sur l'extrémité inférieure de l'arbre 300. En régl.ant la position axiale de l'écrou de poussée 374, on peut faire varier, comme on le désire, la poussée exercée par la roue dentée 366 sur le disque de friction 368, de manière à transmettre un couple désiré entre la roue 366 et le disque 368.
On détermine ainsi effectivement le couple de freinage exercé sur l'arbre 300 pour une vitesse de rotation quelconque de l'arbre 356, et on produit une tension de sortie sensiblement constante dans le fil B traversant l'alésage de l'arbre 300, au moment où ce fil quitte le chapeau d'enroulement (non représenté) relié à cet arbre.
Grâce à la finesse extrêmement grande de l'ac- tion de commande de tension, que l'on peut obtenir sur les fils A et B avec le système conforme à l'invention, système comportant des commandes dynamiques et analogues de tension à la fois pour le fil intérieur et le fil ex- térieur, on peut dans certains cas si on le désire simpli- fier le dispositif de câblage en éliminant les cabestans de dosage d'avance des fils ; dans la plupart des applications pratiques, on trouvera qu'il est extr- mernent avantageux d'utiliser un dispositif comportant ces cabestans de dosage. On a représenté schématiquement sur la figure 10 un dispositif simplifié, dans lequel deux
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simples guides en queue de cochon remplacent les cabes- tans de dosage.
Dans ce dispositif, le rotor 456 à alé- sage axial est monté tournant sur un support approprié 432 au moyen d'un ou de plusieurs poliers à billes 448.
Le cabestan 426 de réglas# dynamique de tension est mon- té tournant dans des paliers à billes 494, 498, qui sent ajustés à la presse dans des cavités d'extrémité à épau- lement, prévues dans l'alésage axial du totor 456. Un disque à courants de Foucault est fixé sur l'extrémité inférieure du cabestan 426; une partis de ce disque est disposée dans l'entrefer d'un ou de plusieurs aiments L12. Le cabestan 426 comporte un alésage axial 402 qui se raccorde d'une manière appropriée avec une gorge en spirale 406 formée à l'extrémité supérieure du cabestan.
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Deux guides 4i 0a e : .7t',b;;
acsirtés l'un de l'au- tre, sont fixés dans des positions symétriques sur l'ex- trémità supérieurs du rotor 456; ces guides peuvent être du type en queue de cochon, pour faciliter la miqe en place des fils ; ils servent à guider respectivement les fils A et B vers le point de câblage.
Le fonctionnement de ce mode de réalisation est analogue à celui du mode de réalisation de la figure 1. Il en diffère cependant par l'élimination de la fonc- tion de dosage des cabestans, qui n'existent pas dans le présent mode de réalisation. On ne décrira pas donc de nouveau tout le fonctionnement du dispositif de la figure 10, puisque ce fonctionnement est déjà expliqué dans la description précédente se référant à la figure 1. Cepen- daiit, on remarquera comme on l'a déjà indiqué, que dans ce mode de réalisation la formation d'un câble satisfaisant dépend sensiblement du maintien d'une tension différen- tielle très faible, sinon à peu près nulle, entre les deux fils A et B progressant vers le point de câblage.
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On satisfait à cette condition en adaptant mutuellement les caractéristiques de la commande dynamique de tension du fil A et celles du cabestan chargé de maintenir la tension du fil B.
On a représenté sur les figures 13 et 14 une variante du chapeau du cabestan de réglage dynamique de la tension du fil B. Dans cette variante, le chapeau 104a comporte dans son extrémité supérieure une gorge symétrique en spirale 106a ayant sensiblement la forme d'un S. Cette gorge 106a pourrait évidemment avoir la forme d'un S inversé, de même qu'on peut inverser la gorges 106 si on le désire, dans le cas où le sens de rotation des éléments produit l'enroulement du fil B .dans le sens opposé à celui pour lequel les cabestans représentés ont été conçus.
On voit également que la orge peut être radiale dans certains cas, on peut se présenter sous la forme d'un orifice transversal foré. dans le côté du chapeau et reliant l'alésage axial 102 de l'arbre 100 avec la périphérie d'enroulement du cha- peau.
Le centre de la gorge 106a communique avec l'a- lésage axial 105a, qui est percé dans le chapeau et se trouve aligné avec l'alésage 102 de l'arbre 100. Ce cha- peau 104a présente l'avantage de faciliter l'équilibrage dynamique grâce à sa gorge symétrique 106a; cependant, du fait que l'alésage 105a est axial au lieu d'être ex- centré comme dans le mode de réalisation des figures 1, 11 et 12, on comprend que ce dispositif ne guide pas par lui-même le fil B avec précision suivant l'axe de l'alé- sage 105a, puisque la surface de celui-ci est nécessaire- ment décalée, par rapport à l'axe du chapeau 104a, d'une distance égale au rayon de l'alésage.
Il est cependant désirable, dans de nombreux cas, de donner à l'alésage
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105a un diamètre légèrement plus petit que celui de l'alé- sage de l'arbre 100, de manière à rapprocher le fil de l'axe, et en particulier de le guider suivant un trajet non en contact avec l'intérieur de l'alésage 102,
On voit que le fil B peut être guidé pendant le fonctionnement à travers l'un ou l'autre trajet de la double gorge en spirale 106a pour passer de l'alésage 105a à la périphérie circonférentielle du chapeau.
Sur les figures 15 et 16, on voit une variante qui augmente la traction effective sur le fil B (ou sur les deux fils si on le désirer au momen où celui-ci passe sur son cabestan de dosage d'avance; ce dispositif peut être utilisé convenablement avec l'un quelconque ds modes de réalisation, à l'exception de celui repré- senté sur la figure 10. Danscet, variante des figures 15 et 16, deux gorges 572b sont formées sur le cabestan 570 b de dosage d'avance du fil, à la place de la gorge unique décrite dans les modes de réalisation précédente, de manière à augmenter l'angle d'engagement de traction entre le fil 13 et le cabestan 570b et à éviter ainsi le glissement du fil sur ce cabestan.
Pour guider le fil à partir de la surface périphérique du chapeau 504 jusqu'à la première gorge 572b et pour transférer le fil B d'une gorge à l'autre gorge, on fixe une plaque 575 de guidage de fil sur l'extrémité supérieure de l'arbre 556, par exemple au moyen d'une vis 576.
La plaque 575 comporte une surface intermédiai- re, large et lisse 577 de guidage du fil; cette surface sert à guider le fil dapuis la périphérie du chapeau 504 jusqu'à la première gorge ou gorge intérieure 572b.
La surface 577 se rétrécit de manière à former un doigt 578 d'engagement du ìl; ce doigt se trouve au-dessus des deux gorges 572b et entre celles-ci; il sert à gui-
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der le fil dans son passage dtune gorge à l'autre, quand celui-ci est passé presque complètement autou.r de la gorge intérieure 572h et passe sur la seconde gorge ou gorge extérieure du cabestan 470b, Après son passage autour de la seconde gorge, le fil B progresse de la manière habi- tuelle jusqu'au point de câblage.
On n'a représenté que des freins mécaniques et magnétiques et les freins de ce genre sont préférés pour différentes raisons qui ont été exposées; dependant, on peut utiliser d'autres freins appropriés, par exemple du type à fluide visqueux, si on le désire. Sur la figure 1 on pourrait par exemple remplacer le dispositif à disque et aimant par une roue à palettes freinée par de l'air ou un autre fluide; dans le dispositif représenté sur la figure 5, on pourrait substituer un frein analogue ou un autre frein à fluide visqueux au frein mécanique à friction et à force centrifuge.
De même en ce qui con- cerne les freins magnétiques, on peut utiliser des freins 'du type électromagnétique ou du type hybride électroma- gnétique et à aimant permanent, si on le désire, à la pla- ce des freins représentés à aimant permanent ; ces freins du type électromagnétique ou du type mixte sont particu- lièrement intéressants en ce sens qu'ils permettent de régler la tension du fil intérieur, pendant le fonction- nement du tordoir, en agissant sur le couple électromagné- tique de freinage.
Le dispositif préféré et le plus avantageux, comportant le cabestan de réglage dynamique de tension, est celui représenté, dans lequel deux fils sont câblés ensemble, dont l'un est tendu par ce cabestan et dont l'autre formant un ballon, constitue une source d'énergie pour actionner le dispositif ; principe caractéristique de l'invention se prête facilement à d'autres modes de
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réalisation, et à d'autres applications, soit avec des éléments séparés, soit avec d'autres combinaisons des éléments.
Il est bien entendu que la terminologie utili- sée et comprenant les mots telsque "au-dessus" et !au-
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dessous ", "inférieur" "supérieur", "inverse", etc 4.. ne sert qu'à décrire les relations de positions de certains éléments, par rapport à d'autres éléments, quand le tor- doir se trouve dans sa position verticale normale; tous ces termes ne doivent pas être considérés comme limitant d'une manière précise les positions des différents élé- ments.
On a représenté plusieurs modes de réalisation :'9 l'invention, mais on comprend facilement que des mo- difcations variées peuvent leur être apportées sans sortir pour cela du domaine de l'invention.
REVENDICATIONS l. Appareil de câblage pour câbler ensemble deux ou plusieurs fils, ce dispositif comprenant un disposi- tif rotatif de guidage poar guider chacun des fils vers un point de c@blage, un premier dispositif de commande dynamique de tension par réaction pour un premier fil, et un second dispositif de commande dynamique de tension par réaction pour un second fil.
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The present invention relates to wire twists and more, particularly to arrangements made in such twists for controlling and equalizing the tension of the wires.
We will first give some brief explanations of the terminology used in this application. It should first be noted that a conflict has arisen from the point of view of terminology, when we have applied - that in the textile industry the tension control by reaction. Often called "tension control devices" in the textile industry, devices which actually only add a certain fixed tension to a yarn, that is to say which simply pull on the yarn, or which in other cases provide a constant multiplication of the voltage by simply amplifying the original voltage and all its variations.
To differentiate the devices or elements which actually exert a command and those which do not, and to respect the usual terminology, however, we have respectively added to the common designation of these different devices the qualifiers "dynamic" and "static II.
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In U.S. patent na51252 .- - - - - ¯ ¯ a cable twist is described for wiring two wires to form a single cable; this twist uses a device comprising two inclined capstans and connected so as to rotate in synchronism around their respective axes, under the action of an idle toothed wheel, which is rotatably mounted on a central axis., A separate strand of wire arrives to each of the two capstans; each of these wires is supplied by a separate power source; one of them is trained to form a ball
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around the power source supplying the other wire.
The balloon-forming wire serves to impart a rotational movement to the capstan device; by bringing the two wires to a Y wiring point, beyond the two inclined capstans and along the axis of rotation of the idler toothed wheel, an extremely advantageous wiring action is achieved, forming a two-wire cable , which is continuously pulled from the wiring point by a suitable device. These capstans are used to very efficiently dose the flow or advance of the two wires, so as to make them advance at speed towards the wiring point despite significant variations in voltage.
It is, however, desirable that the tension be approximately equalized in the two threads, particularly in the case of an elastic material such as "NYLON", so as to avoid the formation of a cord having unbalanced twist. in other words a "corkscrew" configuration; in such a wire, the tensile strength is reduced.
In the old devices, both an initial static adjustment and a dynamic control of the tension of the yarn forming the ball are provided; however, only the static adjustment of the tension of the inner thread is provided and no possibility is offered to achieve the dynamic control of the working tension of this thread, with a view to eliminating during operation its variations in tension which may occur. for different reasons.
The device according to the aforementioned patent application works well in most applications, even when there are moderate differences in tension between the two threads as they pass over the two dosing capstans. being due in particular to the flow control exerted by
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the two capstans; however, one can sometimes meet voltage differences large enough to slide the wire on one of the capstans or on both capstans, such slippage causing unequal advance of the wires towards the wiring point; this results in undesirable variations and configurations in the resulting cable.
These voltage differences can occur during normal operation of the wiring device, but more particularly during start-up and shutdown of the device, because the wire forming the balloon has dynamic voltage control by feedback. tion, at the same time as a static control, and that the inner wire has only a static tension control.
The object of the invention, therefore, is to provide an improved capstan cabling device which has dynamic feedback control applied to the tension of the inner thread.
Another object of the invention is to provide a system of flow metering capstans comprising a reaction control ensuring a constant tension of the inner thread.
In the device according to the invention, the dynamic control device by reaction of the inner wire responds to the speed; a tension control by reaction is provided for the outer thread forming the ball as well as for the inner thread. The two feedback voltage controls respond to the speed of rotation of the ball around the wiring axis, so that the differential voltage of the wires is kept to a minimum during normal operation, as well as during operation. starting and stopping the device.
In the device according to the invention, a
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"false" twist is introduced into the inner thread, during a preliminary operation, and it is eliminated from the thread during the wiring thereof; The arrangements are such that the inner thread can thus be held under low tension, at the point of introduction of the "false" twist, while it is held under higher tension, controlled by torque, as it progresses thereafter. te to the wiring point.
The invention proposes to provide an improved device for tensioning the yarn, which is particularly studied for twists and which uses, to maintain the tension on a yarn, a rotary member controlled by a braking torque and engaging the thread, as well as a separately rotating thread guide; this member and this wire guide both rotate around a common axis.
The device comprises two rotary members, one of which rotates under the direct action of one of the two wires to be wired, while the other member is driven in rotation by mutually connecting the two members via the second wire ; The controlled braking torque is applied to the second member so as to control the tension of the second wire.
Other objects and numerous advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of a preferred embodiment and some other embodiments of the invention. This description refers to the appended drawing in which: FIG. 1 schematically represents the general arrangement of a twist according to the invention; FIG. 2 is a partial section through a system of flow metering and tension control capstans, which is in accordance with the invention, and which is shown as a whole in FIG. 1;
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- Figure 3 is a partial plan view of the device of Figure 1 and further shows the system of capstans; Figure 4 is a plan view of the plate-shaped magnet of Figure 3;
FIG. 5 is a partial and diametric section of a variant of the capstan system according to the invention; Figures 6 and 7 are sections taken respectively along lines 6-6 and 7-7 of Figure 5; Figure 8 is a perspective view of one of the gear wheels of the embodiment of Figure 5; FIG. 9 is a partial section of a variant of the brake of the capstans; FIG. 10 is a partial section of another variant according to the invention; - Figures 11 and 12 are respectively perspective and diametrical sectional views of the end cap of the preferred embodiment of the tensioning and winding capstan;
- Figure 13 is a perspective view of the outer end part of a modified tension and winding capstan; - Figure 14 is a section taken on line 14-14 of Figure 13; - Figures 15 and 16 are respectively a plan view and a partial side elevational view of a variant of the invention, @ The preferred embodiment of the invention is essentially in the form of two cabestans arranged symmetrically, including the axes of rotation
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respective ones are inclined with respect to each other and with respect to a main axis of rotation common to the two capstans; these can mesh with a common toothed wheel and it can rotate freely around the main axis.
The wires to be wired progress towards a wiring point, substantially in synchronism, due to the fact that they are drawn respectively by the two advance metering capstans forming part of a metering or equalization system. The outer yarn forming the balloon passes first through an additive pre-tensioning device, then through a hollow spindle and into a dynamic control device of yarn tension and balloon shape, of the winding stepped type. - ment and variable winding; it then forms a ball around the internal wire feed winding and passes through a coupling guide or drive provided on the metering or flow equalization capstan system; it is pulled by one of the two metering capstans and then goes to the Y-wiring point.
The inner wire progresses upwards from its supply winding, passing through a pre-tensioning device, preferably of the shoe or pinch type; it then passes through an axial bore of a rotary capstan for dynamic winding tension control, which operates on the principle of torque control; this bore is concentric with the wiring axis; the inner wire then engages, with variable winding, around the peripheral surface of this capstan, then engages by traction on the other of the two advance metering capstans; it then moves towards the Y-wiring point.
The dynamic winding tension control rotary capstan is braked by a suitable device, which operates in the mode.
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preferred embodiment, on the principle of magnetic braking by eddy currents; the tension of the inner thread, as it passes over the feed metering capstan, is controlled by the degree of winding around the peripheral surface of the dynamic tension control capstan; this degree of winding is itself a function of the braking torque exerted on this capstan by the magnetic brake; the difference between the input tension of the inner wire, at the moment when the latter passes over this ca- bestan, and the output tension that this wire must have, produces on the capstan a torque whose value is equal and opposite to that of the braking torque.
In this preferred embodiment, which uses a magnetic eddy current brake, the braking action (and hence the output voltage of the wire) is dependent on the rotational speed of the capstan system, so that the voltage of the inner yarn is controlled dynamically, like that of the outer yarn forming the balloon; Thus, the action of the dynamic inner yarn tension control equals that of the balloon-shaped stepped controller, since the outer yarn is controlled by a similar speed-tension response characteristic.
An improved wiring device is thus provided which comprises a substantially balanced dynamic tension device for both the inner wire and the outer wire; with this device, the differential voltages in the two wires are reduced to a minimum before wiring. Another advantage is that the tension of the inner thread can be kept low at the point of introduction of the "false" twist (hence the reduction of thread breaks to a minimum. interior), while controlling and regulating the tension, between this point of intro-
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of twist and the wiring point, to as high a value as desired to make it equal to the tension of the outer thread.
In addition to the preferred embodiment which has just been briefly described, several variants of the invention will also be described.
Referring to Figure 1, we see a wire A fed by a supply winding 11. This wire passes through a tension adjustment device 13, then passes along the axis through a rotary hollow spindle
15; it then passes through a radial orifice of the shaft 15 and wraps around a stepped winding device 17 serving to control the tension of the thread and the shape of the balloon; this device 17 is of a known construction and may for example be of the type described in the patent cited above by reference; this wire A then forms a half-loop or balloon around the outer surface of the cylindrical casing 19, passes through a coupling wire guide 20 in a pigtail and is wound with traction around a capstan 70a fai - being part of a system 40 with symmetrical capstan;
wire A then converges with another wire B at a wiring point. The wire B is debited by a winding, arranged inside the balloon; this coil 21 is mounted in the cylindrical casing 19 and these two elements are shielded from any rotation by an eccentric counterweight 22, as in the figure, by a magnetic action or by any means; the wire B passes through a device 23 for prior tension adjustment, which is constituted, for example, by several tension devices 23a of the disc type, spaced apart from each other and mounted on a plate 23b suspended so as to absorb shocks ; wire B then passes around a guide roller 24 and
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passes through an axial bore of a capstan 26. for dynamic tension adjustment;
this capstan 26 is mounted along the axis of the spindle in the system 40 at @abestans; the wire B is wound with friction around the end of the capstan 26, then is wound by traction around the other rotary capstan 70b of the system 40; it then progresses to the wiring point of the two wires.
The cable AB coming from the cabling point is advanced under the action of a roller feeder, which is driven at constant speed; it finally arrives on a take-up spool 27, which is driven in any suitable way, for example by surface contact with a roller 29. The spindle 15, the roller feeder 25 and the drive roller 29 can be all driven in synchronism, either by a common energy source or by independent energy sources, as explained and shown in US Patents 512,552 & 516,391 mentioned above; 'these energy sources have therefore not been represented here.
The capstan system 40 is mounted on a support 32, the base 34 of which is correctly fixed by means of screws 35 on the upper end of the cylinder housing 19, and which has, at its upper end, a tightening sleeve. 36 slotted, tapped and adjustable.
The capstan system 40 comprises a housing 42, the lower end 44 of which is threaded so that it can be screwed into the threaded sleeve 36. The housing 42 is held screwed into the tightening sleeve 36 by means of a bolt. 38, passing through two ears 39 formed on the sleeve 36 as seen clearly in Figures 2 and 3.
Two ball bearings 46 and 48 are adjusted to
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the press in shouldered cavities of the housing 42; these bearings may be of any other suitable type; a rotary shaft or rotor 56 can rotate freely within the inner raceway of the ball bearings; axis of rotation is aligned with that of spindle 15, as seen in the drawing.
The extreme lower cavity of the housing 42 is threaded below the lower end of the bearing 48, as the reference number 50 indicates, so as to receive a ferromagnetic ring 52 for field adjustment) carrying a thread complementary to the internal thread. this cavity. The field adjustment ring 52 is pierced with several radial orifices 54 intended for air cooling. The role of this ring 52 will be described in more detail as the description progresses. The lower end of the shaft 56 is threaded and carries a nut 58 which prevents axial upward shift of the shaft. If desired, a screw 59 can be used to retain the nut 58 on the shaft 56.
The upper end of the shaft 56 widens so as to form a head 60 having two opposite faces 6a and 61b which are inclined upwards and inwards; near each of these faces is supported one of the two thread feed metering capstans 70a and 70b. Each of these capstans can rotate about an axis perpendicular to the plane of the adjacent and corresponding face 61a or 61b; for this purpose, short shafts 62 are screwed respectively into threaded holes drilled in the faces 61a, 61b.
Between the ends of each short shaft 62 is a spacer collar 63, against one end of which is fixed the inner rolling sleeve of a ball bearing 64; this raceway is maintained on the former
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of the short shaft by a nut 66 screwed onto the free end of this shaft. The outer bearing path of each of the bearings 64 is press-adjusted.
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in the bore of- 1 tunids, capstans ,, 70a, 70T, axnsi.,, each capstan can turn freely around.-of-its short shaft. 62.
In the embodiment shown, the capstans 70a, 70b comprise a single angular groove ai'gu 72, so as to achieve a maximum tractive action between the son AB and: their respective capstans 70a, 70b; however, the pulling device can be modified as desired to meet the requirements of any particular application. The capstans 70a, 70b are coupled so as to rotate in synchronism around their respective inclined axes; this coupling is achieved by means of an idler toothed wheel 80, engaged with conical toothed wheels 76, which form an integral part, as can be seen in the drawing, of the capstans 70a, 70b, or which are assembled respectively on the adjacent end of the corresponding capstan.
For this purpose, the idler toothed wheel 80 comprises a central shoulder cavity, which is press-fitted on the outer raceway of a ball bearing 82; keeping it in place is made more secure by means of a snap ring 84 which is removably inserted into a shallow groove provided in the inner peripheral wall of this cavity.
The shaft 56 is crossed by an axial bore; a cavity 92, with a shoulder and a counter-bore, is formed in the upper end of this axial randomization; the outer race of a ball bearing 94 is press-fitted in this cavity. The nut 58, screwed onto the lower end of the rotor 56, comprises a skirt 96, the lower end of which is hollowed out
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so as to form a shouldered cavity; the outer race of another ball bearing 98 is press-fitted in this cavity. An inner, rotating shaft 100, having a central bore 102, is press-fitted into the inner raceway of each of the bearings 94, 98 so as to rotate in those bearings.
A proper wire guiding and torque transmitting cap or capstan 104 is formed on the upper end of shaft 100, or is suitably attached to that end, for example by press fit as on the drawing; this cap 104 has a spiral end groove 106, which serves to guide the wire B, as will be seen more clearly a little later. In the preferred example shown in Figures 2 and 3, as well as in Figures 11 and 12, the groove 106 is in the form of a single spiral groove which opens into the bore 102 of the shaft 100 via an enlarged and eccentric orifice 105.
This orifice 105 is offset, with respect to the axis of the axial capstan 26, comprising the shaft 100 and the capstan proper 104, so as to form a wire engagement surface such that the wire B passing through this orifice. is substantially coaxial with the shaft 100. It will be understood that this device of the orifice 105 is not only intended to maintain the wire B in a dynamically balanced position, as this wire progresses through the hole. shaft 100 and port 105 of cap 104, but also to obtain an excessively advantageous result of substantially reducing, if not completely eliminating, the contact of the wire with the inner surface of the shaft 100 as the wire passes through this one.
The dynamic balancing of the end cap 104 can be easily achieved in a manner
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appropriate or desired, for example by forming an eccentric orifice 105 of sufficient dimensions to offset the groove 106, or by adding a balancing counterweight or the like.
A metal disc 108 is fixed to the lower end of the shaft 100, for example by means of a screw 110; this disc 108 is preferably made of a material with low magnetic reluctance, for example aluminum, etc. A magnet 112 is supported concentrically below the metal disc 108; it alternately comprises several alternating north and south poles 114, which are distributed circumferentially. The magnet 112 can be supported in any suitable manner; one can for example fix it to. screw means 118 on a flange 116 forming part of the support 32.
This rim 116 can also be used advantageously to support the guide roller 24 which guides the wire B along the axis up to the shaft 100.
During operation, the wire A passes through the pin 15, then over the winding device 17 with steps, with a variable contact area; then it forms the balloon, passes through the guide 20 and winds with traction on the capstan 70a, from where it progresses to the point of wiring. The tension of this thread A is adjusted beforehand by means of the static adjustment device 13, so as to give the balloon formed around the casing 19 dimensions within a desired margin. The tension of the thread A, on the portion of its path formed by the balloon, is maintained automatically by the variable winding of this thread on the device 17.
As is well known, the variation of the winding on the device 17 is a function of the input tension of the yarn and of the tension of the balloon, of
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the resistance of air to the movement of the ball and the speed of its rotation, as well as other factors; varying the degree of winding tends to keep the tension constant in yarn A. This yarn A tension control system is extremely advantageous, as is well known; it serves to maintain a substantially constant tension in the thread A during normal operation at a determined speed of rotation of the balloon.
However, as is also well known, since the control exerted by the stepped winding device 17 is a function of the rotational speed of the balloon, variations in this speed, which may occur, for example, during start-up. and stopping the device, cause corresponding variations in the tension of the balloon. It is therefore highly desirable that some dynamic control device be provided to exert a tension control on the inner yarn B, which is a function of the speed of rotation of the ball, much like the tension control responsive to the speed. and exerted by the stepped winding device 17.
For this purpose, the device 17 for dynamic control of the tension of the thread A is completed by the axial capstan 26 for dynamic control of the tension of the thread B; capstan includes the shaft 100, the cap 104 and the disc 108, as already explained; serves, in conjunction with the magnet 112, to maintain in wire B a normally constant output tension in the part of this wire between the cap 104 and the capstan 70b of feed metering.
As indicated above, the wire B, coming from the guide roller 24, advances in an axial direction through the bore 102 of the shaft 100,
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passes into the groove 106. and the cap 104, and then winds on the peripheral surface of this cap; it then passes with traction and rolling friction over the metering capstan 70b, after which it progresses to the wiring point.
When the whole system 40 is driven under the action of the ball, thanks to the engagement of the latter with the coupling guide 20 and / or the metering capstan 70a, it rotates as well as the disc. 108, around their common axis or main axis; a resistive torque is exerted on the capstan 26 due to the rotation of the disc 108 in the magnetic field created between the magnet 112 and the field adjustment ring 52.
The rotation of the disk 108 produces eddy currents therein, which are proportional to the speed at which this disk intersects the magnetic lines of force; these currents in turn generate a proportional magnetic field, which reacts against the magnetic field of the poles 114 by opposing the rotation of the. disc 108, and consequently to the rotation of the entire capstan 26. The intensity of the eddy currents generated in the disc 108, and consequently the intensity of the braking action exerted on the capstan 26 by the magnet 112, are therefore a function of the speed of rotation of the disc 108.
Since the capstan 26 (including the disc 108) rotates with the rotor 56 and the capstans 70a, 70b, thanks to the coupling made by the wire between the cap 104 and the capstan 70b, the speed of rotation of the disc 108 is substantially the same as that of the ball of yarn A; thus the resistive braking torque exerted on the capstan 26 is a function of the speed of rotation of the balloon. In other words, the greater the speed of rotation of the ball, the more the magnet 112 exerts a
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significant braking action on capstan 26, and vice versa.
It is therefore understood that, as a result of this braking torque, the capstan 26 tends to turn backwards, that is to say to lag behind, relative to the shaft 56 and the capstans 70a, 70b, until a certain point of equilibrium is reached; at this time, the tension of the thread B. exerts on the hat
104 a torque, which is equal and opposite to the braking torque applied to the cap 104 by the magnet
112 and disc 108.
If the pre-tensioning device 23 (Fig. 1) is initially adjusted so that the tension of the thread B in the axial bore 102 is less than the desired operating tension which this thread should have at the time when he engages on the capstan
70b metering, the additional tension necessary to bring the yarn B to the desired tension is added by the tension multiplying action exerted on the yarn by the cap 104. As is well known; the 'passing of a yarn in frictional contact with a cylindrical surface' or other like surface, such as that of the cap 104, produces a multiplication of the yarn tension according to an exponential function of the value of the angle wire winding.
Thus, in the case of the cap 104, the wire B is wound on the outer periphery of this cap until the moment when the voltage multiplication factor, resulting from this winding, is sufficient to create in the part of the wire B, between cap 104 and capstan
70b, an output voltage giving a torque equal and opposite to that exerted by the magnet 112 on the disc 108.
As indicated above, the braking action of magnet 112 on disk 108 is a function of the rotational speed of disk 108, and therefore,
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in all practical applications, the speed of rotation of the balloon of the wire A. For any speed of rotation of the disc 108, the braking action exerted thereon by the magnet 112 is substantially con- siderable. stante; in all practical applications, this braking action can be regarded as really constant.
Thus, for any rotational speed, the magnet 112 exerts a predetermined and constant braking torque on the disc 108 and on the rest of the capstan 26, including the cap 104, so that the tension of the wire, between the cap 104 and the capstan 70b, is maintained at a predetermined value and substantially constanta It is understood that the greater or lesser variations of the input tension, which can occur in the wire B, during that it passes through the axial bore 102, cause corresponding rotations more or less large of the capstan 26 relative to the shaft 56 and to the metering capstan 70b;
these rotations are sufficient to increase or decrease the angle of winding of the yarn around the periphery of the cap 104 and to increase or decrease, in a corresponding manner, the tension multiplication factor, so as to maintain the tension. balance of the torques and the corresponding constant tension in the wire B, where it leaves the cap 104 (during normal operation).
The braking torque exerted on the disc 108 of the capstan 106 can be easily modified for any particular speed of rotation of the disc 108 relative to the magnet 112; for this, the density of the magnetic flux passing through the disc 108 is increased or decreased. In the embodiment described here, this variation in the density of the flux is easily obtained by means of the field adjustment ring 52. , which is adjustable in the axial direction; this ring
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52 is screwed into the lower threaded cavity of the housing 42. By turning the housing 42 by hand, including the adjusting ring 52 fixed to this housing. we
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modifies their axial position and consequently 1. ' difference:
ment between the ring 52 and the pole faces 114 of the magnet 112; the density of the magnetic field in: 1: the air gap between the pole faces 114 and the ring 52 varies inversely with this distance. It is easily understood that the ring 52 constitutes a low reluctance part of the magnetic path between two adjacent poles 114 respectively north and south; thus, the variation of the air gap, between the ring 52 and the blades 114, causes a corresponding but inverse variation in the density of the magnetic flux in this air gap, where the disc 108 is located.
In order to prevent overheating of the elements neighboring the magnetic braking device, several radial orifices 54 are provided in the field adjustment ring 52; air circulates through these orifices and carries some of the heat generated by the eddy currents into disk 108.
The axial capstan 26 has been shown as an assembly of several separate elements, comprising the disc 108, the shaft 100 and the camel 104; this assembly seems the best from the point of view of ease of construction and assembly, but it is understood that all this assembly, or only a part of it, could be carried out, if desired, in a single piece .
Another embodiment has been shown in FIGS. 5 to 8, which also comprises a dynamic tension adjustment capstan 226, subjected to a braking which is a function of the speed of rotation of the balloon of the yarn A. In this embodiment. , we use a dippo-
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mechanical clutch and slip brake device, to maintain a. desired braking torque between capstan 226 and shaft 256. This embodiment is moreover similar to the previous one and will only be described in its parts which differ from the first embodiment.
Looking at Figure 5, it can be seen that the shaft 256 is mounted in ball bearings 246, 248, like the shaft 56 of the first embodiment; a retaining nut 258 is screwed onto this shaft; the lower ball bearing of the shaft 200 is press-fitted in a cavity provided in the lower end of this nut 258. A toothed wheel 262 is an integral part of the nut 258 or is fitted with the nut 258. press on this nut, as seen in the drawing; toothed wheel 262 engages a second toothed wheel
264, disposed laterally and able to rotate about an axis parallel to the axis of the shaft 200.
The toothed wheel 264 has an axial and annular extension 265, which is press-fitted inside the inner race of each of the two ball bearings.
268, 270; these bearings, spaced from one another, are fitted to the press respectively in shoulder cavities, provided respectively at the top and at the bottom of a lateral extension 244 of the capstan housing 242. A shaft 266, adjustable in the axial direction, is slidably mounted in an axial bore, which passes through the toothed wheel 264 and its extension 265;
this shaft 266 supports a third toothed wheel 274, concentric with the toothed wheel 264, by means of a ball bearing
276, the inner race of which is press-fitted on the lower end of the shaft 266
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and the outer race of which is press-fitted in a cavity in the lower end of the @. toothed wheel 274, A retaining nut 278 secures the bearing 276 on the shaft 266.
The axial distance from toothed wheel 274 to toothed wheel 264 is determined by the axial position of shaft 266; this position can easily be changed as desired by means of an adjusting nut 267, which is screwed onto the threaded upper end of the shaft 266 and which rests on the upper end of the tubular extension 265.
The toothed wheel 274 meshes with a toothed wheel 272 fitted to the press on the lower end of the shaft 200. The transmission ratios between the wheels 262, 264 on the one hand and the wheels 272, 274 on the other part are preferably chosen so as to present only a small difference between them, corresponding for example to that provided by one tooth or two teeth.
The toothed wheels 264, 274 are coupled together by means of several friction blocks 284 of "NYLON" or other suitable material. As can be seen in the drawing, these blocks 284 have a rectangular section and are fitted with play in several corresponding openings 280, symmetrically formed therein. the toothed wheel 264 and spaced apart from each other; these openings extend parallel to the axis of the toothed wheel 264.
Each of these openings 280 has at its lower end an articulation lip 282, 'An annular groove 288 is formed in the upper face of the toothed wheel 274; this groove is aligned radially with the openings 280; the lower ends of the friction blocks 284 move in this groove 288 and are guided by the separation segments 269 comprised between the slots 280 (Figures 6 to 8).
Each block
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friction 284 preferably has its own. lower end a boss 286, which cooperates with an annular retaining lip 290, formed on the edge of groove 288, to prevent block 284 from moving longitudinally up and out of groove 288. By adjusting in axially the toothed wheel 274, by means of the shaft 266 and the adjusting nut 267, the mass of the friction blocks 2 $ 4 located below the lip of the shaft can be changed as desired. joint
282, so as to create a desired imbalance of these blocks around the points of articulation formed by their respective lips 282.
During operation, the shaft 256 rotates around its axis like the shaft 56 of the previous embodiment, under the action of the balloon of the wire A. The rotation of the shaft 256 causes a corresponding rotation. cogwheels 262, 264. As it turns, cogwheel 264 tends to rotate cogwheels 272, 274, together with capstan 226, by the resultant centrifugal action of friction blocks 284, which apply with friction against the outer peripheral surface of the annular groove 288 of the toothed wheel 274. The torque transmission action, between the shaft
256 and the capstan 226, is therefore a function of the differential centrifugal force exerted by the different blocks
284 on the groove 288 of the wheel 274,
and also the coefficient of friction between the blocks 284 and the engagement surface of the groove 288. The differential centrifugal force exerted by the blocks 284 on the peripheral surface of the groove 288 is itself a function of the vertical position of these blocks, relative to their respective points of articulation, and also of the speed of rotation of the shaft 256. Thus, the torque transmitted by the shaft 256 to the capstan 226 is a function of the!
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speed of rotation of the shaft 256 and the ball of wire A.
It is understood, however, that there is only a small difference in speed between the toothed wheel 264 and the toothed wheel 274, for equal speeds of rotation of the shaft 256 and of the capstan 226, since the difference is small between the transmission ratios, cogwheels 262, 264 on the one hand and cogwheels 272, 274 on the other hand. It is therefore sufficient to dissipate very little energy in the friction clutch, included between the two toothed wheels 264, 274, to transmit the desired torque from the shaft 256 to the capstan 226; this results in low energy loss in the form of heat and low energy consumption.
For any given and any given speed of rotation of the ball of the wire A, and therefore of the shaft 256, the friction blocks 284 exert on the sprocket 274 a predetermined and substantially constant centrifugal action of braking or clutching. , so as to apply to the capstan 226 a corresponding, predetermined and substantially constant torque (for a constant speed of rotation of the capstan system).
The wire B, advancing from its winding position on the periphery of the cap 204, exerts a reaction torque on the cap; torque is transmitted by the shaft 200 to the toothed wheels 272, 274 and to the clutch and braking device mounted between the wheel 274 and the wheel 264. The wire B is wound at an angle sufficient to the periphery of the cap 204 to have at the exit thereof, by advancing towards the metering capstan 270b, a tension capable of counterbalancing the torque transmitted to the cap 204 by the braking and clutch system 262, 264, 284, 272, 274.
By changing the position of shaft 266 along its axis, and therefore the
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distance between toothed wheels 274, 264, the effective centrifugal braking and clutch action can be selectively varied, so as to produce in the wire
B an output voltage chosen for a particular and arbitrary speed of rotation of the balloon of the wire A. As indicated previously, it can be seen that the centrifugal action of braking or clutch on the capstan 226, for a position of the shaft 266, is a function of the speed of rotation of the ball of the yarn
AT; this braking or clutch action is greater at high speeds than at low speeds, because of the increase in the differential centrifugal force exerted by the blocks 284.
It can therefore be seen that the operation of this device is generally similar to that of the first embodiment described above. In fact, a resulting torque that is substantially constant is maintained on the capstan 226 for a particular speed of rotation. And any one of the balloon of the wire A, the braking torque applied to the capstan 226 varying as a function of the speed of rotation of this balloon.
It should be noted that the torque exerted on the capstan 226, through the brake and clutch system, is, as before, a drag or braking torque, in that it opposes the torque exerted. by wire B on the capstan 226; last torque tends to rotate the capstan 226 relative to the shaft 256, whether the gear ratios are calculated to give the capstan 226 ahead or behind the shaft 256. This system is therefore also extremely advantageous when used in cooperation with a stepped-winding type yarn tension and balloon shape controller, such as that shown at 17 in Fig. 1.
However,
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this system has an obvious drawback in that it uses a mechanical gear and a friction clutch device to obtain a desired braking torque on the capstan, whereas the first embodiment requires for this purpose only 'a simple magnetic brake. On the contrary, this embodiment is more advantageous in certain respects than the previous embodiment, owing to the fact that it consumes less energy and that a smaller quantity of heat is released in the elements. of the braking device.
In another variant shown in FIG. 9, a braking device or friction clutch is also used, which effectively reduces the energy required to maintain the desired braking torque on the shaft 300 of the dynamic adjustment capstan of the tension of the valve. inner thread. In this embodiment, the torque applied to the shaft 300 by the friction clutch brake device is substantially constant for all speeds of the balloon of the wire A and of the shaft 300.
In this embodiment, the nut 358 provided at the end of the shaft 356 carries gear teeth at the periphery of its lower end; these teeth mesh with an idle toothed wheel 362 forming part of a differential system 360, mounted to rotate on a shaft 371 eccentric with respect to the axis of the shaft 300. The differential system 360 comprises a second toothed wheel 364 fixed to the toothed wheel 362 or forming an integral part thereof; the ratio of the diameters of the toothed wheels 362. 364, in other words the transmission ratio of the system 360, is low, that is to say of the order of that obtained by a difference of one tooth or of two teeth , or a greater number of teeth if it is
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longed for.
The toothed wheel 364 meshes with a toothed wheel 366 mounted with play on the shaft 300 so as to rotate freely thereon. A friction disc 368 is in some suitable manner attached to the shaft 300, below the lower end. of the nut 358 and opposite the toothed wheel 366. The wheel 366 is pushed in an adjustable manner against the friction disc 368 by means of a spring 372, a ball stopper 373 and a thrust nut 374 screwed onto the lower end of the shaft 300. By adjusting the axial position of the thrust nut 374, the thrust exerted by the thrust nut 374 can be varied as desired. the toothed wheel 366 on the friction disc 368, so as to transmit a desired torque between the wheel 366 and the disc 368.
The braking torque exerted on the shaft 300 is thus effectively determined for any rotational speed of the shaft 356, and a substantially constant output voltage is produced in the wire B passing through the bore of the shaft 300, at the when this wire leaves the winding cap (not shown) connected to this shaft.
Owing to the extremely great finesse of the tension control action, which can be obtained on the wires A and B with the system according to the invention, a system comprising both dynamic and similar tension controls. for the inner wire and the outer wire, it is possible in certain cases, if desired, to simplify the wiring device by eliminating the metering capstans for advancing the wires; in most practical applications it will be found to be extremely advantageous to use a device incorporating these metering capstans. There is schematically shown in Figure 10 a simplified device, in which two
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simple pigtail guides replace the dosing capstans.
In this device, the axially bore rotor 456 is rotatably mounted on a suitable support 432 by means of one or more ball poles 448.
The dynamic tension adjustment capstan 426 is rotatably mounted in ball bearings 494, 498, which feel press-fitted into shoulder end recesses provided in the axial bore of the totor 456. An eddy current disc is attached to the lower end of capstan 426; one part of this disc is placed in the air gap of one or more L12 magnets. The capstan 426 has an axial bore 402 which suitably connects with a spiral groove 406 formed at the upper end of the capstan.
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Two guides 4i 0a e: .7t ', b ;;
acsirtés one of the other, are fixed in symmetrical positions on the upper extremity of the rotor 456; these guides can be of the pigtail type, to facilitate the miqe in place of the son; they are used to guide wires A and B respectively to the wiring point.
The operation of this embodiment is analogous to that of the embodiment of FIG. 1. It differs therefrom by eliminating the function of dosing the capstans, which do not exist in the present embodiment. The entire operation of the device of FIG. 10 will therefore not be described again, since this operation is already explained in the preceding description with reference to FIG. 1. However, it will be noted, as already indicated, that in In this embodiment, the formation of a satisfactory cable depends substantially on maintaining a very low, if not nearly zero, differential voltage between the two wires A and B progressing towards the wiring point.
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This condition is satisfied by mutually adapting the characteristics of the dynamic control of the tension of the thread A and those of the capstan responsible for maintaining the tension of the thread B.
There is shown in Figures 13 and 14 a variant of the cap of the capstan dynamic adjustment of the tension of the wire B. In this variant, the cap 104a comprises in its upper end a symmetrical spiral groove 106a having substantially the shape of a S. This groove 106a could obviously have the shape of an inverted S, just as the grooves 106 can be inverted if desired, in the case where the direction of rotation of the elements produces the winding of the wire B. the opposite direction to that for which the capstans shown were designed.
It can also be seen that the barley can be radial in certain cases, it can be in the form of a drilled transverse orifice. in the side of the cap and connecting the axial bore 102 of the shaft 100 with the winding periphery of the cap.
The center of the groove 106a communicates with the axial lesion 105a, which is drilled in the cap and is aligned with the bore 102 of the shaft 100. This cap 104a has the advantage of facilitating the opening. dynamic balancing thanks to its symmetrical groove 106a; however, the fact that the bore 105a is axial instead of being off-center as in the embodiment of Figures 1, 11 and 12, it is understood that this device does not by itself guide the wire B with precision. along the axis of the bore 105a, since the surface thereof is necessarily offset, relative to the axis of the cap 104a, by a distance equal to the radius of the bore.
It is, however, desirable in many cases to give the bore
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105 has a diameter slightly smaller than that of the bore of the shaft 100, so as to bring the wire closer to the axis, and in particular to guide it along a path not in contact with the interior of the shaft. bore 102,
It is seen that the wire B can be guided during operation through either path of the double spiral groove 106a to pass from the bore 105a to the circumferential periphery of the cap.
In Figures 15 and 16, we see a variant which increases the effective traction on the wire B (or on the two wires if desired at the time when the latter passes over its advance metering capstan; this device can be suitably used with any one of the embodiments except that shown in figure 10. In this variant of figures 15 and 16 two grooves 572b are formed on the advance metering capstan 570b of the wire, in place of the single groove described in the previous embodiments, so as to increase the pulling engagement angle between the wire 13 and the capstan 570b and thus to prevent the slipping of the wire on this capstan.
To guide the wire from the peripheral surface of the cap 504 to the first groove 572b and to transfer the wire B from one groove to the other groove, a wire guide plate 575 is attached to the upper end of the shaft 556, for example by means of a screw 576.
Plate 575 has an intermediate, wide, smooth wire guide surface 577; this surface serves to guide the wire dapuis the periphery of the cap 504 to the first groove or internal groove 572b.
The surface 577 tapers to form a wire engaging finger 578; this finger is located above the two grooves 572b and between them; it is used for gui-
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der the thread in its passage from one groove to the other, when it has passed almost completely around the inner groove 572h and passes over the second groove or outer groove of the capstan 470b, After its passage around the second groove , wire B advances in the usual way to the wiring point.
Only mechanical and magnetic brakes have been shown and brakes of this type are preferred for various reasons which have been explained; however, other suitable brakes, for example of the viscous fluid type, can be used if desired. In Figure 1 one could for example replace the disk and magnet device by a paddle wheel braked by air or another fluid; in the device shown in FIG. 5, a similar brake or another viscous fluid brake could be substituted for the mechanical friction brake and centrifugal force.
Likewise with regard to magnetic brakes, brakes of the electromagnetic type or of the electromagnetic hybrid type and permanent magnet may be used, if desired, in place of the shown permanent magnet brakes; these brakes of the electromagnetic type or of the mixed type are particularly advantageous in the sense that they make it possible to adjust the tension of the inner wire, during the operation of the twist, by acting on the electromagnetic braking torque.
The preferred and most advantageous device, comprising the dynamic tension adjustment capstan, is that shown, in which two wires are wired together, one of which is stretched by this capstan and the other of which forms a balloon, constitutes a source. energy to operate the device; characteristic principle of the invention easily lends itself to other modes of
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realization, and other applications, either with separate elements, or with other combinations of elements.
It is understood that the terminology used and including words such as "above" and!
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below "," lower "" upper "," reverse ", etc. 4 .. is only used to describe the positional relations of certain elements, with respect to other elements, when the torrent is in its position normal vertical; all these terms should not be considered as limiting in a precise way the positions of the different elements.
Several embodiments have been shown: '9 the invention, but it is easily understood that various modifications can be made to them without thereby departing from the scope of the invention.
CLAIMS l. Wiring apparatus for wiring together two or more wires, said device comprising a rotary guide device for guiding each of the wires to a wiring point, a first dynamic tension control device by feedback for a first wire, and a second dynamic tension control device by reaction for a second wire.