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h Perfeothnne#nts aux treuils et appareils de
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181 présente invention concerne les treuils, tamoours
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dtenroulemant et autres appareils dans lesquels un eâoie, fil au autre élément tlexiole (désigné ci-dessous sous le nom générique de "c9ble" ) doit être enroulé sous tension sur un tambur,ccnfor
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mateur ou autre dispositif déroulement.
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Avec les dispositifs euiployés à ce jour, il est imp4s
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sible d'effectuer un enroulement correct de plus d'une couche de
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câble (c'est-à-dire un enroulement avec des spires régulièrement appliquées t'une contre ),'autre) sans qu'il soit nécessaire d'a-
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tiliser un mécanisme d'enroulement compliquée L'irrégularité
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dfenro141ement est provoquée par une composante latérale de feree
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sur le càoie, qui, pour une traction centrale est a son maximum à chacune des extrémités du tambour et à son minimum au centre,ce qui est la raison qu'il re produit des intervalles entre les spi- res successives.
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L'objet de la présente invention est d'ooten1r un en- roulement correct ( ou pratiquement correct) sans nécessiter l'em- ploi d'un dispositif d'enroulement entraîné mécaniquement.
On dispose, selon l'invention, entre le tamoour d'en-
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roulement. ou autre élément sur lequel le càdie doit être enroulé et le tendeur, un levier monté sur un pivot dont l'une des ex. trémités sert de guide au câble pendant l'opération d'enroulement.
L'axe du pivot est situé dans le pian imaginaire passant par le centre du. tambour, à angle droit par rapport à son axe, ou le plus près possible de ce plan* La position exacte du pivot, la longueur du levier et le plan imaginaire de son oscillation sont déterminés par la dimension du tamoour et les considérations géo- métriques du schéma régissant un enroulement correcte Ces carac- téristiques varieront suivant que le mécanisme d'enroulement pos- sède une tige ou broohe horizontale, verticale ou autre, auquel
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l'invention est applicaole.
L'invention se rapport .égàlenient à un mécanisme d'en- roulement selon le paragraphe précédent dans lequel l'une des extrémités du levier possède un contrepoids afin de compenser
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le poids du guide-cèole ou autre dispositif agissant sur le c&ole à l'autre extrémité du levier.
.Elle prévoit en autre un mécanisme de commande de l 'enroulement selon l'un ou l'autre paragraphe précédent dans lequel il est prévu des modifications dans la longueur du levier et dans la position du contre poids*
D'autres caractéristiques de l'invention deviendront apparentes de par la description donnée ci-dessous.
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Les dessins annexés illustrent une ferme deex6catign de lsinyeution,
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La figure 1 est un diagramme montrant le principe sur lequel se base l'invention.
La ligure 2 est un diagramme représentant L'application de l'invention à un treuil de véhicule.
La ligure 3, une vue en élévation de face montrant en détail une réalisation du mécanisme d'enroulement suivant l'in- vent ion.
La ligure 4, une vue en élévation latérale de figure 3 et
La ligure 5, une coupe à plus grande échelle de la par- tie intérieure du bras oscillant montré en ligures 3 et 4.
Une brève explication du principe à la base de l'inven- tion peut premièrement être donnée en se référant aux figures 1 et 2 des dessins montrant l'invention appliquée à un véhicule.
L'enroulement défectueux du câble de treuil est dù à une composante de force latérale se situant à l'endroit de la partie inférieure du tamoour de treuil D - où la corde s'enroule et par rapport au rouleau central fixe H. Pour haler une charge donnée, cette force est fonction de l'angle situé entre la posi- tien de la eerde sur le tambour et le guide-câble G du véhicule.
Cette force est nettement plus grande à chacune des deux extrémi- tés du tambour et décroit progressivement vers le centre de celui- ci ou elle passe par zéro.
Si lion suppose maintenant que le câble tendu soit sou- mis à une traction suivant l'une des extrémités A du tambour par une charge P et à travers les galets guides arrière, il sa placera suivant un angle 0 max. déterminé par la longueur du tambour.Si le,tambour est alors actionné suivant un mouvement de rotation et que le câble se déplace vers le centre, il se formera des inter- valles entre les spires successives.
Pour éviter ces intervalles, il est essentiel que le câble s'approche du bras du tambour suivant un angle droit par rapport à son axe de rotation) mais pour atteindre ce but, le
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o9ale dult être poussé latéralement et ext6riourem<;nt vers un certain point arbitraire AI par une force P sine:{ égale à la oqmposane déterminée jer le changement de position, montrée en lignes pointillées dans la ligure 1.
Si l'on se reporte mainte
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nant à La ligure 2, le pendule oscille dans un plan verticale la ligue centrale du pivot en pian passant par le centre du tamppur
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d'enruuletnent
Par l'intermédiaire de l'extrémitéintérieure du pendule à laquelle est agence un guide-câble, la lurce latérale nécessaire
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à repousser le câble extérieur est assurée jusqu'à oelui-ai seit à angle droit par rapport au tambour.
Du fait que le pivot du pendule est situé sa-dessus du niveau du câble, lorsque le levier est poussé vers l'extérieur pour déplacer oe dernier, il y aura un oouple de rétablissement
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?lx autour du centre du pivot tendant a ramener l'extrémité dans ia position d'équilibre du câble.
Dans la ligure 2, ce couple est compense, ainsi que montré, depuis l'avant du vénicule,
11 est clair que pour une position donnée. ce couple
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peut être 6quiliorê par un couple antagoniste Pyy en utilisant le mécanisme pour aoaisser le câble et le repousser extérieurs- ment, car dans ee cas, il existe une composante verticale P.
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fonuaril avec le bras de levier y un couple autour du pivqt Il est à noter que la tige du pendule devient alors un vrai= le- vier recevant la poussée T radiale le long de la tige sur le pi-
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vQz* Le fait aussi que le oâb10 est repoussé vers la cas (ce qui modiiie son approche tantentiella du tambour) n'invalide pas sa capacit cileiiruuienent à angles droits par rapport à l'axe de rtatmn du tambour, ce qui est la condition primorciale pour obtenir un enroulement correct pour cijaouue des diverses posi- lions des spires du tambour.
Il est aisé de vuir de par l'examen attentif de la géométrie du système que l'équilibre du pendule peut être établi à angles droits,du tampour avec le câble à l'une ou l'autre des
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extrémités. Le pendule n'a aucune action sur le câcle lorsqu'il atteint le centre du tambour puisque en ce point, il n'existe alors aucune torce latérale cherchant à redresser le càule et quoique la iorce verticale soit la plus grande, il n'existe pas de moment autour du pivot du pendule.
Dans l'atilisation pratique de l'invention d'une facen appropriée, comme par exemple dans son application à un véhicule avec treuil de décharge D dont le câble passe par les galets gui- des 0 disposés en ligne sur le centre du tambour de treuil et au.¯. dessous d'un rouleau R placé entre les galets-guides et le tam-
Pour du treuil, on monte sur un support 1 fixé sur toute partie appropriée du véhicule un levier pendulaire 2 pouvant osciller dans un plan vertical et dont l'extrémité intérieure est pourvue d'un rouleau'-guide 3 ou autre dispositif sur lequel vient s'en- gager le câble 4. L'extrémité supérieure du levier pendulaire au- dessus du pivot est munie d'un contrepoids 5 servant à contre. balancer le poids du guide 3 placé à l'extrémité intérieure du levier.
D'autres dispositions appropriées peuvent être prises pour régler la longueur du pendule et également, la position du contrepoids. Par exemple, le levier pendulaire peut avoir la lorme d'une tige filetée s'engageant dans une noix montée dans le pivot et le contrepoids peut aussi être lileté sur l'extrémité supérieure du oras du pendule, des écrous de verrouillage étant prévus pour rixer le pendule et son contrepoids dans toutes les positions de réglage désiré. On doit comprendre toutefois que ceci est un simple exemple et n'est pas donné à titre limitatif du.moment que l'on peut utiliser un dispositif télescopique ou autre dans le même but. Par exemple, comme montré en figure 5,la partie inférieure du pendule peut être remplacée car elle est maintenue en place par les boulons de fixation 6.
La position du . pivot peut aussi être réglée sur la ligne verticale centrale, étant entendu que dans ce cas particulier, la ligne centrale du
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tambour de treuil* Le bottier dans lequel le guide 3 est logé est monté sur couronnes de cilles 33 afin de pouvoir tourner autour
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de l'axe du levier 2 alin d'empeouer tout ieilet de torsion du cà- ole agissant sur ce bottier à la iih de l'oscillation du levier, la réaction ae la dite torsion pouva.-jt àiiealer défavorablement le parcours du càoie vers le tamoour d'enroulement.
Le même ré- sultat peut être obtenu en reliant rig'ideme'ù le oollier du guide au levier penaulaire et en montant le galet guide arrière et le tendeur, ou l'un ou l'autre, en association avec le levier pen- dulaire de telle layon que lorsque le levier oscille d'un côté à l'autre, le galet-guide arrière ou le tendeur, ou l'un et l'au-
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Li:-e, est lorcé de s'incliner de rayon à rester toujours dans la même conliguration par rapport au levier pendulaire.
En disposait le levier pendulaire de manière qu'il oscille extérieurement vers l'une ou l'autre des extrémités du tambour, il presse le càole vers l'extérieur et vers le bas ; onverra ae par l'explication qui précède que par un choix judicieux de la position du pivot et de la longueur du pendule, ce dernier sera en équilibre à chaque extrémité de son oscillation lorsque le cable s'enroule à angle droit par rapport au tambour du treuil et il sera également en équilibre au centre de sun oscillation, lorsque le pendule n'aura aucun elle!, sur le câoie du lait qu'il n'existe là aucune force latérale tendant à le redresser, quoique
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la 1vree verticale en ce point soit à son Maximum, du lait de sa üéuressiuii,
cette iurce n'ayant aucun moment au4uur du pivot au penodle.
11 n'est pas jugé nécessaire d'entrer en détail dans
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les consmérations matlLélllat 19LAeS et t llévn yu8S impliquées, mais théoriquement, si l'appareil est réglé pour l'enroulemeut correct d'une couche, il ne sera pas aDsoluemen1. correct pour d'autres couches de câble et plus les couches sont éloignées de celles destinées à l'enroulement correct, plus l'erreur du système sera
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grande.
En pratique toutejois, si l'appareil est calcule de fayon
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que le coûte soit enroulé correctement pour une conçue intermé... diaire, alors selon la largeur et la dimension du tambour et le diamétre de l'élément ilexibie, plusieurs couches peuvent être enroulées correctement dans le but proposé et dans le cas parti- calier, c'est-à-dire celui d'un treuil de véhicule, au moins cinq uu six couches peuvent être formées sans erreur*
Comme indiqué ci-dessus, le bras du pendule peut être compensé de layon que son poids sur le câble du treuil n'ait pas d'action directe vers le centre du tambour et en lait, pour de très petites charges, tel que c'est le cas par exemple dans un dispositif tendeur, ( pour l'enroulement sans cnarge)
il est peut être désirable qu'un léger déséquilibre soit donné au pendule en soulevant le contre poids de tayon qu'il se produise par l'inter- médiaire du levier du guide une légère pression sur le câble vers l'extrémité du tambour, A cet égard, il est important que le câ- ole soit combine avec un dispositii tendeur aiin de pouvoir l'en- rouler même sans qu'il soit soumis à une charge, puisque le-méca- nisme ne ionctionnera que si le câple de treuil est tendu.
Dans la ligure 1 est représenté un dispositif tendeur constitué par un chariot 7 muni de deux galets 8,9. le chariot étant relié par un ressort de tension 11 à un levier 12 gui peut être placé dans l'une ou l'autre des deux positions dans les- quelles le tendeur agira ou sera inactif, suivant que le câble est pressé ou non contre un troisième galet 10.
Dans certains cas, le dispositii pendulaire peut être pivoté dans un cadre qui lui.même est pivoté autour d'un axe à angle droit par rapport à l'axe du pendule de sorte que l'incli- naison de ce dernier par rapport à la verticale peut varier au- tant qu'il est nécessaire, particulièrement lorsqu'on enroule du filou un produit analogue.
Lorsque l'on désire enrouler du fil,'ou autre article relativement fin ou large, il peut être exigé un nombre relative- ment grand de tours, on pourra modifier l'appareil décrit ci-
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dessus de plusieurs lapons dans le but d'ootenir un enroulement pran-quemeat parfait sans égard au nomore de couches à enrouler.
De telles iiiodiiications àépendent en général de la considération que pour un enroulement -41idoriquemenL pariait, la distance verti.. cale du parcours rectiligne ou curviligne du guide depuis le pi- vot du levier est donné par l'équation
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y = --- 6- + H sint
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dans laquelle a. est le rayon du taaoour d'enrcauiereut,", la dis- tance de l'axe du tamoour au plan dans lequel oscille le levier, H la distance verticale de l'axe du tambour depuis le pivot du levier et l'angle que lait la normale avec l'horizontale depuis
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le point oit le iii enroulé touche le tamovur.
Suivant celle ffiodiIlcaLlon, le levier de longueur va- riable est COH10lllC:Í avec une cawa ou autre d1Sposit 11 par laquelle une variation de longueur peut sleiiectuer en relation exacte ne l'angle d'inclinaison du déplacement du levier depuis sa position moyenne, de sorte que l'extrémité du guide du levier se déplace suivant une ligne droite. Le levier peut, par exemple, être té-
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loscupioue ou articule et il peut posséder un galet sur une de ses parties en comoinaison avec une carne lixe de 2urme appropriée ou olen 8iernativement. la came peu), être montée sur le levier et le galet peut être tixe; dans l'uu uu l'acre cas, il est pré- vu eu association avec le levier un ressort approprie lwür luur- nir t'Einerye requise ann de compenser la tension de la matière enroulée.
Dans une autre iurme de cuiusiructiuu selon l'inveutlUü, le uras pendulaire t,eui être ae longueur lixe, tandis que le pi- vu% peut aÉiecter la lurme d'une a;tucn8 universeiie et dans ce cas, le levier est combine avec une came appropriée qui le guide et l'empêche de se déplacer vers !'avant, de sorte que dans ce cas, le guide du levier peut se déplacer suivant un parcours
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1erL/lé curviligne dans un pian parallèle à un plan contenant l taxe
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de l'élément d'enroulement,
D'après une autre lorme de réalisation,
le tambour d'enroulement est monté dans un boîtier qui est aménagé de facon à pouvoir se déplacer suivant une direction perpendiculaire à l'axe de rotation du tambour Ce bottier est guidé aiin de se déplacer en glissant dans la direction indiquée et dans le but d'effectuer le mouvement ci-dessus, le tambour d'enroulement est soumis à l'action d'uu ressort ou d'un dispositif pneumatique ou hydraulique agissant contre une plaque ou un rouleau aménagé sur toute la longueur du tambour et gui est maintenue en relation rigide avec le pivot du levier-guide.
Cette plaque ou rouleau est [Maintenue en contact étroit, soit avec la couche supérieure du câbid ilexiole enroulé sur le tambour, soit avec la suriace du tambour lui-même si aucun câble n'a été enroulé. Il s'en suit qu'au iur et à mesure de l'enroulement du câble, le diamètre ef- leotif du tambour augmente d'apres le nombre de couches de câble enroulé, et du lait que la plaque oa le rouleau contre lequel le tambour est pressé doit rester stationnaire, le boîtier du tam- bour est forcé de se mouvoir dans ses guides suivant une direc- tion perpendiculaire à son axe de rotation.
Il en résulte que la couche de câble gui est en train d'être enroulée sar le tambour se trouve toujours dans les mêmes rapports vis à vis de la poulie guide, pour toute position donnée du levier pendant son oscilla- tion, l'angle d'incidence iait par le câble avec la poulie-guide étant maintenu constante
Quoique le tambour d'enroulement duive être pressé con- tre la plaque ou rouleau de la facon décrite ci-dessus, un dis- positif suosidiaire peut être ajoute si désiré dans le but d'a mortir toute fréquence d'oscillation intempestive due à toute excentricité du tambour par rapport à son axe de rotation et des moyens peuvent aussi être prévus pour régler la pression exercée sur la plague ou le rouleau par l'intermédiaire du tambour.
Des moyens pourront aussi être prévus pour entraîner le treuil du-
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rail4 l'enroulement, oloyens àfi>éjjutés de layOn a oompellser aut 0[:112- lg1..<e1Ut;üt les variai. Ions de position de l'axe de rotation du 1à<fi>var aa far ei, à mesure de l'enroulement (lu câble.
Dans une oonstruct-ion iilud.i.1iée, le tatftijour d'enriule- àueni esi suppura par un ooitier iixe et l'amie d'incidence ior- ;né par le càole avec le; poulie-gaide est m;lntel1ù. cunsal1t eii rv- :Jlèùt autvL1é1I,..Ly1..<eJle.1l1. la )GSJ.6yuI1 de la dite poulie ail lieu de iaire varier la pûSll..J.O.1l de l'axe de rotation du -4a!iiuuai,. Iluur oatenzr ce résultat, 'l'extr6mitd du levier-guiae cu,yoûrxazu la poulie est ,noniée mobile par rappurt a sa partie principale et ,peut être disposée de iayon appropriée afin de pouvoir se dépla- cer tëlescupiguearont.
Cette partie terminale da levier guide est cvu]!úal1dée par un mécanisme a levier qui est a son tour contrôlé par uue plaque pivota'ihe uu an assemblage de ruuleau s'étendant le 1011g de toute la iurilgueur du tatitbuur et qui est maintenu en contact avec la cruche extérieure de came sur le 1. 8tIlÙvur durant t.L'ute ïlup6ratiuii d1enr(Ldemen. On Vul1. avec cetlu éisposiiiun, qu'au iur et a mesure que le câuie s'enroule sur le tatl1I(Jur, la plaque pivotante ou rouleau en ountact avec la coaaiie extérieure se déplace autur et a mesure qu'augmente le noitiure de coucues ae càole enroule, produisant ainsi un Mouvement curresponaant de 1lsÁtréuÜté du levier-guide.
S. les leviers reliant cette extré... mité du levi8r-guide avec le plaque pivotante sunt règles de layul1 appropriée, i'exiré<.iiié du levier-gwide s'élèvera ou s'a-
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baissera a'une distance proportionnelle au nomore de couches en- roulées ou déroulées, de surte que l'angle d'incidence du caule
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par rapport à là poulie guide restera cuns6azzt pendant toute l'opération d'enroulement. Si désiré, cette iorme de oonstruc- tion peuh être volontiers employée en conjonction avec l'amézma- gement décrit plus haut dans lequel le levier guide es actionne
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par un rouleau se déplaçant sur une came de layon que la poulie guide doive suivre une ligne droite.
Dans ce cas, un accouplement
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approprié peut être prévu pour gue a came du rouleau soit dépia-
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cée en concordance avec le mouvement de la plaque pivotante qui est maintenue en contact avec la couche extérieure de câble de facon que l'angle d'incidence de ce dernier depuis le tambour à la poulie-guide reste constant durant toute l'opération d'enrou- lement ou de bobinage, Tout moyen approprié peut être prévu pour actionner la carne ou le rouleau durant leur mouvement et toutes les grandes oscillations pourront être effectivement amorties par l'emploi de disposât ils à ressort, hydraulique ou pneumatique, disposés de facon appropriée ou par une combinaison de ceux-ci en association avec le mécanisme articulé du système de levier.
Dans une modification encore différente, le tambour d'enroulement est monté normalement de manière à être incapable de se mouvoir perpendiculairement à son axe de rotation, tandis qu'une plague ou rouleau maintenu en cuntact avec le câple poiné sur toute la largeur du tambour est montée de iacon à puuvoir Subir un mouvement pivotant autour d'un axe parallèle à l'axe du tambour d'enroulement.
- Au fur et à mesure que les couches s'enroulent sur le tambour, la plaque ou rouleau pivote autour du dit axe. Fixé à cette plaque ou rouleau dans une position appropriée, se trouve un levier ou système de leviers accouplé à une pompe hydraulique de telle laon que, lorsque la plaque pivote au fur et à mesure du bobinage, la pompe déplace une quantité prédéterminée de li- guide qui est repoussé le long- d'un tube et forcé dans un cylin- dre étanche dans lequel peut télescoper le levier-guide oscillant .
Cet aménagement est tel que l'introduction de liquide dans le cy- lindre repousse le levier-guide vers l'extérieur contre la ten- sion du câble, le déplacement du levier-guide étant directement proportionnel a la quantitéde câble enroulé sur le tambour de bobinage, si oien que la couche de câble en train d'être enroulée est toujours dans la même relation par rapport a la poulie du guide pour toute position donnée du levier oscillant pendant l'oscillation et l'angle d'incidence fait par le câole avec
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la une poulie sera aia.'Ln40nu constante Dans une autre alternative d'alüé'la5ement selon l'ln- vention, au lieu de régler la position soit du levier-guide, suit au 4auiuuur d'eiariaie<ùea;
cotiuue exposé ci-dessus, la position du guide ,)u du tendeur (au travers Juguel passe le càole avant dat- teindre le labour) ou de l'un et ue l'autre peut varier au sur et r. mesure ae ileiirjuleiuent luus eu laissant inaliecté le rapport des lllullvements rela4iis àu levier-guide et du tacnauur d'enroule- ment. Ceci peut être outenu en montant le guide ou le tendeur ou
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le guide et le tendeur en àssociàiion avec an vérin Hydraulique actionne par une pompe hydraulique COl11lJ18ndée par le mouvement. d'une plaque au rouleau maintenu en contact avec les couches du
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câble sur le '6aint)our, comme décrit précédemment.
Lorsque les cou- ches du câble s'enrouent sur le tambour, la pompe hydraulique injectera du liquide dans le vérin, suit directement, suit par un accouplement approprié qui contraint le guide ou le tendeur
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,,u l'un et l'autre a se déplacer dans une l1ssÜre d'une quantité proportionnelle la longueur de câble enroule sur le tl:i.110uur.Par exemple, un aménagement approprié réside dans le lait que le ué- placement du l:;
L..ide ou du tencieur ou de l'un et de l'autre se lasse dans une direction parallèle au plan el 1 oscillatÙm du levier guide et tel que 1 taz-1e que iornie le câble avec la poulie-guide reste toujours constant, quelle que soit la longueur de câûle enroulée sur le Lawioour, Si tel est le cas, et que l'appareil soit correct- temenl réglé pour l'enroulement exact des couches initiales sur le 1.a100Ur, il continuera à enrouler le câble exactement pendant toute la durée de l'opération de uobinage.
Selon une variante de la dernière méthode mentionnée, on peut utiliser un systeme de levier et de câbies ou l'un ou l'autre puur déplacer le guide ou le tendeur eu l'un et l'autre dans une glissière appropriée, le mouvement étant opéré par la plaque pivotante du rouleau en contact avec le tambour.
Dans tous les cas où il est indésiraole qu'une plaque ou rouleau soit en contact avec les produits enroulés, le guide
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ou le tendeur ou l'un et l'autre peuvent être montes dans un gui- dage combiné avec un vérin hydraulique, la condition pour un en- roulement correct des conçues initiales étant obtenu par l'ac- tion du vérin forpant le guide ou le tendeur, ou l'un et l'autre, à prendre une position initiale correcte.
Ensuite, au moyen d'un écrou, calibré de préférence, il est possible de régler préalablement le retour du vérin d'un point donnéune vitesse approximativement proportionnée à la vitesse d'enroulement du tambour, de facon qu'en pratique, la position du vérin et en conséquence la position du guide et du tendeur, ou de l'un et de l'autre sera toujours en rapport exact avec la longueur de câble bobinée pour obtenir un oon enroulement durant toute l'o- pération de bobinage.
Dans une autre alternative, selon l'invention, on pourra;modilier l'aménagement décrit ci-dessus selon lequel le dispositif pendulaire pivote dans un cadre qui lui-même pivote autour d'un axe à angle droit par rapport à l'axe du pendule, de sorte que l'inclinaison de ce dernier par rapport à la verti- cale peut varier suivant la nécessite. Selon une telle modifica- tion, le rouleau ou plaque et ltarticulation décrite ci-dessus sont reliés au dit cadre de manière à maintenir constant l'équi- libre du système pendant que s'opère l'enroulement, cette modi- fication pouvant être associée ou non à un tendeur.
Il est facile'de voir que les détails ci-dessus ne sont donnés simplement qu'à titre d'exemple pour montrer la natare de l'invention et l'une de ses applications, mais l'invention est applicable de layon générale au bobinage de câbles ou autres éléments flexibles sur des tambours ou autres éléments d'enrou- lement, et les détails de construction pourront être modiiiés diversement selon le type ou la construction d'appareil auquel le mécanisme d'enroulement devra être appliqué ou selon les exigences requises.