Comme on le sait, la plupart des machines à coudre zig-zag comportent, depuis de très nombreuses années, un berceau se présentant, généralement, sous la forme d'un support pivoté autour d'un axe généralement vertical, qu'un mécanisme fait basculer latéralement selon un mouvement alterné et qui comprend deux supports, par exemple deux bras superposés, auxquels sont associés des paliers coaxiaux destinés à recevoir une barre-aiguille montée coulissante axialement en leur intérieur.
Qu'il s'agisse de paliers constitués par la paroi même de passages axiaux usinés directement dans la masse des bras ou, au contraire, de douilles chassées dans de tels passages, le coulissement axial, facile et précis de la barre-aiguille dépend essentiellement d'une condition: l'usinage des passages doit être tel que, à son terme, les passages en question doivent occuper une position alignée rigoureuse.
On comprend que le respect d'une telle condition puisse être la source de problèmes innombrables tant en ce qui concerne l'usinage proprement dit que le montage de l'ensemble: les constructeurs ont donc été amenés à devoir développer des processus d'usinage et de retouches des pièces particulièrement élaborés et donc coûteux.
La machine à coudre zig-zag selon l'invention, englobe, comme les machines décrites notamment dans les brevets FR 881 686 et US 2,862,468, une barre-aiguille dont le déplacement latéral, de jetée, est obtenu par un mouvement alternatif de type pendulaire imposé à la barre-aiguille.
Une telle machine comprend, en substance, un premier et un second support pour la barre-aiguille, se faisant face, un premier et un second palier associés respectivement aux premier et second supports et traversés à coulissement par la barre-aiguille, l'un des supports étant mobile transversalement à l'axe de coulissement de la barre et un mécanisme assurant l'entraînement du support mobile suivant un mouvement alterné de va-et-vient.
Dans la machine divulguée par le brevet US 2,862,468, chaque palier est monté sur le support correspondant par une articulation à rotule obtenue par une conformation partiellement sphérique de la face latérale du corps du palier emprisonnée dans une cage de forme correspondante, obtenue par un assemblage de bagues fixées dans l'ouverture d'un passage ménagé dans le support considéré.
Cet assemblage permet effectivement à la barre-aiguille d'effectuer tant son déplacement longitudinal que le mouvement de type pendulaire cité ci-dessus mais il est loin d'éliminer les inconvénients mentionnés ci-dessus, bien au contraire.
L'invention a précisément pour objet une machine à coudre dont l'architecture de base s'inspire de celle décrite dans ce brevet américain et dont les caractéristiques essentielles, décrites notamment par les revendications 1 à 5, permettent, non seulement, d'écarter l'ensemble des désavantages et inconvénients pratiques relevés mais encore de réduire, dans une très grande mesure, tant les coûts de fabrication que ceux de montage d'une machine à coudre à barre-aiguille pendulaire, cela grâce à un procédé de mise en oeuvre à la fois facile, rapide et fiable.
Ces résultats sont obtenus notamment par une combinaison d'éléments structurels appartenant, pour certains, aux structures décrites dans le brevet US 2,862,468 déjà cité et, pour d'autres, dans un second brevet US 2,253,210 lequel les décrit partiellement dans un mode d'utilisation et pour une finalité très différents de ceux concernés par la présente invention.
L'invention a également trait à un procédé de montage de la barre-aiguille d'une machine à coudre, tel que défini dans la revendication 6.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, deux formes d'exécution et une variante de l'objet de la présente invention:
Au dessin (fig. 1 et 2), on reconnait le berceau 1 d'une machine à coudre zig-zag qui est articulé sur un axe vertical 2 et qui est entrainé en mouvement oscillant par l'intermédiaire d'une tige 3, partiellement représentée, pivotée sur le berceau par un axe 4 et dont l'autre extrémité est soumise à un dispositif de commande, non représenté, entrainant cette tige alternativement selon deux directions opposées F1 et F2. L'amplitude des déplacements axiaux de la tige 3 peut être fixée de toutes façons connues, par exemple à partir de cames, dans le cas de machines à coudre à commande mécanique, ou d'instructions informatisées, dans le cas d'une machine à coudre électronique, à commande par microprocesseur.
Le berceau 1 présente, de façon traditionnelle, deux bras superposés 5 et 6, formant support pour une barre-aiguille 7 qui est montée coulissante dans des paliers 8 et 9 portés par le support 5 et par le support 6, respectivement.
L'entrainement axial de la barre-aiguille 7 est effectué, de façon traditionnelle, à partir d'un plateau rotatif 10 commandé par un moteur, non représenté, et auquel est fixée une bielle, également non représentée, portant un tourillon 11 pour la fixation de la barre-aiguille.
Comme on le voit au dessin, les paliers 8 et 9 sont constitués, en substance, par un corps partiellement sphérique, de préférence en matériau à bas coefficient de frottement, par exemple du TEFLON, du DELRIN (marques déposées) ou des métaux frittés, traversé par un passage axial dans lequel la barre-aiguille est à même de coulisser librement.
Les paliers 8 et 9 sont engagés chacun dans un siège formé par la paroi tronconique de fenêtres 5A et 6A ménagées dans les bras 5 et 6, respectivement, du berceau.
Ainsi le contact entre la face sphérique de chaque palier 8 ou 9 et le siège que constitue la paroi des fenêtres 5A et 6A a lieu pratiquement entre un segment annulaire particulièrement étroit de cette face et un segment annulaire correspondant de la paroi tronconique de la fenêtre respective. La largeur de ces segments annulaires sera dépendante directement de l'élasticité propre du matériau du corps du palier et de l'effort s'exerçant sur le corps en direction du siège correspondant.
En effet, selon une caractéristique essentielle de la présente invention, les deux paliers 8 et 9 de la machine représentée sont maintenus en place par la poussée exercée sur chacun d'eux grâce à une lame élastique 12 ayant la forme générale d'un U dont les extrémités libres présentent des cosses 12 A et 12 B par lesquelles la lame fait prise respectivement sur le corps des paliers 8 et 9. Cette lame présente, de plus, un plis 12C dans sa partie intermédiaire, plis destiné à améliorer les caractéristiques d'élasticité de la lame.
L'agencement qui vient d'être décrit présente de nombreux avantages, tant en ce qui concerne la fabrication des pièces qui le composent que leur assemblage et la qualité de celui-ci.
C'est ainsi que les opérations d'usinage des sièges 5A et 6A ne nécessitent pas la mise en oeuvre de machines et de gabarits très élaborés et coûteux dans la mesure où il n'est plus indispensable de garantir une qualité de surface de très haut niveau ou le respect d'un positionnement relatif des sièges de grande précision.
En effet, grâce à l'agencement décrit, les paliers 5 et 6 sont centrés automatiquement au montage dès que la barre-aiguille a été enfilée en leur intérieur, le tout prenant sa position correcte par rapport au berceau lorsque le corps des paliers est engagé dans le siège respectif des supports 5 et 6 du berceau et que la lame-ressort exerce sa poussée sur les deux corps.
Avantageusement, le montage de l'agencement décrit pourra être effectué très simplemnt, sans outillage particulier, par la mise en en oeuvre de l'un des quatre processus ci-après, par exemple:
on place les deux corps de palier aux extrémités de la lame-ressort 12, comme illustré au dessin, en maintenant le tout assemblé de toute manière adéquate; on serre alors, l'une vers l'autre, les extrémités de la lame jusqu'à permettre d'engager le corps de chaque palier dans le siège respectif; on relache le tout puis engage la barre-aiguille, au travers de l'ouverture de l'un des sièges, dans un premier palier, ensuite entre les supports du berceau, enfin, dans le second palier.
On peut également commencer par placer chaque palier dans le siège respectif, puis prend une lame élastique 12 dont on fléchit les extrémités des deux bras et engage les coquilles 12A et 12B sur le corps des paliers 8 et 9 respectivement. On procède ensuite comme précédemment en enfilant la barre-aiguille d'abord dans le passage de l'un des paliers puis, après avoir traversé l'espace compris entre les bras 5 et 6 du berceau, dans le passage du second palier.
On peut aussi commencer par introduire une extrémité de la barre-aiguille dans l'espace compris entre les supports 5 et 6 en la faisant passer au travers de l'une des fenêtres 5A ou 6A de ces supports, puis on enfile sur la barre un premier palier, la lame-ressort 12 et le second palier; on comprime la lame-ressort de façon suffisante pour permettre d'engager les deux paliers dans les sièges respectifs des supports 5 et 6 et fait coulisser la barre-aiguille à l'intérieur des paliers et au travers de la seconde fenêtre 5A ou 6A.
Si les extrémités de la lame-ressort sont fourchues, c'est-à-dire si la portion de ces extrémités devant coopérer avec le corps sphérique de chaque palier comporte deux lamelles entre lesquelles peut être passée la barre-aiguille, on peut procéder au montage de l'ensemble décrit en commençant par introduire une extrémité de la barre-aiguille dans l'espace compris entre les supports 5 et 6 du berceau en faisant passer cette barre au travers de l'une des fenêtres 5A ou 6A, puis on enfile sur la barre successivement le premier et le second palier, en position inversée de palier à palier. On engage ensuite l'extrémité de cette barre au travers de l'autre fenêtre et place les paliers sur leur siège respectif, puis on engage la lame élastique entre les paliers en position précontrainte et en appui par ses extrémités sur l'un et sur l'autre palier, les lamelles prévues à chaque extrémité de la lame prenant place de part et d'autre de la barre-aiguille.
Dans la forme d'exécution qui vient d'être décrite, la machine à coudre selon l'invention peut aussi bien être une machine à commande mécanique qu'une machine à commande électronique, par microprocesseur par exemple.
Celle illustrée par les figures 3 et 4 est destinée essentiellement à être commandée par voie électronique, en particulier grâce à des impulsions électriques générées à partir d'instructions informatisées.
Dans un tel contexte, on connait notamment un grand nombre de constructions dans lesquelles les mouvements de jetée du berceau de la machine sont commandés par un moteur pas-à-pas alimenté par une tension impulsionnelle.
La machine illustrée par les figures 3 et 4 englobe précisément ce type de construction.
Le dessin montre notamment un moteur pas-à-pas comportant un arbre 13 monté sur deux paliers à billes 14 et 15, entre deux flasques 16 et 17, et portant l'induit 18 du moteur ainsi que, à son extrémité inférieure, un pignon 19. L'inducteur 20 est représenté, à gauche de l'arbre 18, par son empilage de tôles statoriques et, à droite, par l'un de ses bobinages.
Le flasque 16 s'étend vers la droite, au-delà de l'inducteur 20 pour former une patte 16a présentant une ouverture 16b de profil tronconique, allant en se resserrant vers le haut de la figure et qui forme siège pour la face externe, sphérique, d'un palier 21 maintenu dans cette ouverture par un ressort vertical 22 engagé, par l'extrémité supérieure, sur un col 21a faisant saillie sur la partie inférieure du palier 21 et, par son extrémité inférieure, sur un col 23a que présente la partie supérieure d'un second palier 23, identique au palier 21 et reposant sur un siège que forme une ouverture 24a, de profil tronconique, ménagée dans un levier horizontal 24. Ce profil va en se resserrant vers le bas de la figure.
Le levier 24 se présente sous la forme générale d'un secteur de cercle, denté en 24b, en prise avec le pignon 19 et reposant, sur la face supérieure d'un flasque complémentaire 26, d'une part, par deux saillies semi-sphériques 24c et 24d, et, d'autre part, par une bille 25, engagée tant dans un logement semi-sphérique 24e du levier que dans un logement semi-sphérique 26a du flasque 26. Une fente 24f, s'étendant à proximité de la denture 24b, garantit un contact élastique sans jeu et amorti, entre le pignon 19 et la denture elle-même (figures 3 et 4).
Le flasque 26 est fixé sur une collerette 17e du flasque 17, dont seule une portion est visible au dessin mais qui s'étend également le long des bords longitudinaux de celui-ci, jusqu'à son extrémité droite. Cette fixation est réalisée grâce à des vis, non représentées, passant au travers de passages 26b et faisant prise dans des trous filetés correspondants ménagés dans la collerette.
Dans une variante d'exécution, non représentée, le flasque 26 et le flasque 17 pourraient fort bien être constitués par des éléments d'une seule et même pièce.
Une fenêtre 26c, de forme arquée, autorise le passage vertical et le mouvement latéral d'une barre-aiguille 27 montée coulissante dans les paliers 21 et 23.
En effet, la bille 25 constitue un axe de pivotement pour le levier 24 lequel peut donc être basculé dans le sens horaire et anti-horaire par déplacement angulaire correspondant de l'induit 18 du moteur pas-à-pas, chaque fois dans un sens contraire à celui de basculement du levier 24.
De ce fait, il sera donc possible d'entraîner la barre-aiguille dans un mouvement pendulaire autour du point de pivotement supérieur que constitue le palier 21 et d'obtenir ainsi la jetée de l'aiguille 28 que porte la barre-aiguille 27. Bien entendu, le mouvement pendulaire en question sera d'amplitude programmée par envoi au moteur pas-à-pas d'impulsions de tension, en nombre et de polarité fonction du type de points à coudre.
En ce qui concerne l'entrainement axial de la barre-aiguille 27, par coulissement dans les paliers 21 et 23, celui-ci est commandé par le mécanisme illustré schématiquement- sur la figure 6 dans lequel 29 représente un arbre entrainé, à son extrémité droite, par un moteur non représenté; 30 est un plateau solidaire de cet arbre auquel est fixé, en position excentrée, un axe de pivotement 31 pour un palier 32, dont la face externe, à profil sphérique, est montée dans un siège de forme complémentaire, ménagé à l'extrémité inférieure, au dessin, d'une biellette 33.
A son extrémité supérieure, cette biellette présente un siège, à profil sphérique, dans lequel est monté un palier 34 dont la face externe présente un profil complémentaire de celui de ce siège et qui est monté pivotant sur un axe 35.
Un ressort 36 est tendu entre un plateau 37, solidaire de l'axe 35, et un palier 34, ce ressort étant destiné à compenser le jeu susceptible d'exister entre ce palier et l'axe 35. Cet axe est solidaire de l'extrémité supérieure de la barre-aiguille 27 à laquelle il transmet le mouvement axial dont il est l'objet lors de la rotation du plateau 30.
De plus, grâce à l'effort exercé par le ressort 22 sur le palier 23 et transmis par celui-ci sur le levier 24, ce levier est assuré d'être maintenu en permanence en position correcte sur le flasque 26, par appui des saïllies 24c et 24d sur ce flasque, d'une part, et par engagement de la bille 25 à la fois dans le logement 26a du flasque et dans le logement 24e du levier 24, d'autre part, sans faire intervenir d'autres organes de maintien.
Ainsi, et comme on le voit au dessin, l'ensemble décrit est constitué d'un nombre réduit de pièces, susceptibles d'être montées notamment de l'une quelconque des manières décrites auparavant en se référant à la forme d'exécution des figures 1 et 2. On pourra, par exemple, commencer par monter le flasque complémentaire 26 sur la collerette 17e du flasque 17 du moteur pas-à-pas, puis on place le levier 24 sur le flasque 26 en le mettant en prise, par sa denture 24b, avec le pignon 19, solidaire de l'arbre du moteur tout en insérant la bille 25 dans l'espace délimité par le logement 24e du levier et le logement 26a du flasque 26.
On monte ensuite, séparément, deux paliers, tels ceux indiqués par les références 21 et 23, aux deux extrémités d'un ressort, tel le ressort 22, en engageant le col 21a, respectivement 23a, des paliers dans la première ouverture d'extrémité du ressort, respectivement dans la seconde ouverture d'extrémité de celui-ci.
On comprime le tout axialement jusqu'à ce que la longueur de l'ensemble devienne légèrement inférieure à la distance séparant la face inférieure du prolongement 16a du flasque 16 du moteur et la face supérieure du levier 24, de manière à pouvoir passer cet ensemble entre ces éléments (flasque 16 et levier 24), et conduit les paliers 21 et 23 vers les sièges 16b et 24a ménagés respectivement dans ce flasque et ce levier.
On laisse le ressort 22 se détendre de sorte que les paliers s'engagent dans les sièges ci-dessus.
On introduit enfin la barre-aiguille 27 dans l'ouverture du premier palier (21 ou 23), puis au travers du ressort 22 et, finalement, dans l'ouverture du second palier, par coulissement axial de la barre dans les paliers.
Par cette opération, on obtient un auto-centrage absolument correct des paliers 21 et 23 dans leur siège respectif et donc un positionnement parfait de la barre-aiguille par rapport aux autres parties de l'agrégat décrit qui est ainsi prêt pour être monté dans le corps de la machine à coudre.
Dans une variante d'exécution, non représentée,le ressort 22 de la forme d'éxécution de la figure 3 pourrait fort bien être remplacé par une lame élastique précontrainte du genre de celle utilisée dans la forme d'exécution des figures 1 et 2 et présentant par exemple la forme d'un V, en appui, par l'extrémité de ses bras sur les paliers 21 et 23 respectivement.
La structure de la variante de la figure 5 ne se distingue de la forme d'exécution décrite en se référant aux figures 3 et 4 par le fait que c'est le palier supérieur qui est mobile transversalement alors que le palier inférieur demeure immobile.
Les éléments fonctionnels mis en oeuvre dans cette variante restent toutefois identiques à ceux décrits en se référant aux figures 3 et 4: ils sont donc caractérisés, au dessin, par des références correspondant à celles apparaissant sur ces figures mais complétées d'un signe *.
De ce fait, les caractéristiques constructives, les avantages qui peuvent en résulter ainsi que les modes de montage qui sont propres à cette variante de la figure 5 correspondent, "mutatis mutandis", aux caractéristiques, avantages et modes de montage déjà cités en se référant aux figures 3 et 4.