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La Société dite : AKTIEBOLAGET BOFORS à Bofors (Suède)
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"Mécanisme pour l'envidage d'un fil sur une C > armature de bobine" C. I. : Demande de brevet suédois no 83.00269-1
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déposée le 20 janvier 1983.
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La présente invention est relative à un mécanisme pour envider sur une armature de bobine un fil en spires serrées sans espacement entre les spires, ce dispositif comprenant un dispositif de rotation de l'armature de bobine qui lorsqu'il est mis en action, fait tourner cette armature autour de son axe longitudinal. L'invention se rapporte aux armatures de bobine et aux fils qui servent aux missiles guidés par fil.
Le fil destiné aux missiles guidés par fil contient un ou plusieurs brins de matériau conducteur de l'électricité par exemple cuivre, et un matériau isolant autour de ces brins. Dans cet ordre d'idée, le fil en question peut être plus ou moins inflexible et il peut y avoir des défauts ou des irrégularités de fabrication, Cela signifie qu'il peut être difficile d'obtenir des couches exactement superposées l'une sur l'autre où les enroulements ou spires sont tellement proches qu'il n'y ait aucun espacement ni tendance à l'espacement entre les spires et donc aucune pénétration d'une spire supérieure dans la couche de fil sous-jacente.
Il est important d'empêcher cette pénétration en partie pour des raisons fonctionnelles qui requièrent un dévidage correct du fil de la bobine dans un but précis et en partie pour des raisons d'espace qui exigent le plus petit volume possible d'envidaqe pour une longueur donnée de fil.
Les mécanismes et procédés présentement utilisés pour envider du fil sur une armature de bobine n'ont pas résolu complètement les problèmes décrits ci-dessus mais ont causé un certain nombre de déchets en cours de fabrication. En outre, leur manipulation ou mise en oeuvre était assez compliquée au point de vue technique.
Ceci s'est traduit à son tour par des délais relativement longs et des coûts relativement élevés de fabrication.
L'invention a pour objectif principal la création d'un mécanisme qui résoud les problèmes décrits
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plus haut.
Une caractéristique du mécanisme selon l'invention consiste dès lors en ce qu'un groupe de guidage du fil est conçu pour glisser automatiquement sur une trajectoire de mouvement prédéterminée en fonction de la forme du fil enroulé sur l'armature de bobine vers le côté et autour de celle-ci. Une autre caractéristique du mécanisme selon l'invention consiste en ce que le groupe en question comporte un dispositif actif capable d'agir sur le fil.
Ce dispositif se présente de préférence sous la forme d'un galet de pression à l'aide duquel une force de pression fixée au préalable est exercée sur le tron- çon du fil en cours d'envidage, suivant un certain angle par rapport au tronçon de fil de la spire précédemment enroulée en même temps que ce dispositif s'arrête à proximité de la spire enroulée précédemment et à proximité de la nappe latérale de la bobine (premier enroulement) ou à proximité des couches de fil déjà enroulées.
D'autres développements du principe de l'invention mettent en oeuvre la conception de ce groupe de guidage du fil. A cet égard, le groupe est également pourvu de deux dispositifs ou galets de pression qui peuvent agir en coordination avec le fil et dont chacun a sa propre direction de mouvement le long de l'armature de bobine en rotation. Ainsi chacun des galets de pression guide le fil à l'aide d'une rainure de guidage formée spécifiquement sur la surface périphérique en bout du galet de pression. Ces galets sont agencés de façon telle qu'ils pressent le fil contre la partie du fil de la spire enroulée précédemment et la surface du corps de l'armature de bobine sous un angle préféré de 450 environ. Les galets de pression en question sont sollicités élastiquement à l'encontre du fil.
Pour assurer que le fil passe sur les galets de pression, le mécanisme comporte également un galet de
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guidage pour chaque galet de pression.
Dans chaque galet de pression, la rainure de guidage est pourvue de cotes formant un angle entre eux et de préférence plats.
La conception telle décrite plus haut permet de monter facilement le mécanisme en question sur une machine d'envidage appropriée et de le commander au moyen d'un bloc de commande de type déjà connu. Les galets de pression peuvent être ajustés individuellement pour s'adapter à un fil particulier.
Dans les cas où le fil a une élasticité radiale relativement élevée, la section transversale circulaire du fil peut être reformée pour devenir en principe un carré pendant que le fil s'enroule sur l'armature de bobine.
Les galets de pression et de guidage s'adaptent facilement à une fonctionnement automatique en sorte qu'en commandant spécialement la direction de leur mouvement on peut modifier automatiquement le sens d'envidage. Par ailleurs, l'appareillage de commande peut être agencé de façon à pouvoir donner une forme voulue quelconque par exemple trapézoïdale à l'enroulement.
Une forme de réalisation suggérée pour un mécanisme suivant l'invention, et qui met en évidence les caractéristiques significatives de cette invention sera décrite ci-après, tout en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente, en une vue perspective, suivant un angle plongeant de dessus, le mécanisme auquel sont adjoints des galets de pression et de guidage, ainsi que leur installation de commande. La figure 1 représente également l'emplacement de ce mécanisme par rapport à une armature de bobine fixée sur un dispositif rotatif, une bobine de fil métallique étant envidée partiellement sur cette armature.
La figure 2 est une vue horizontale montrant
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la conformation des galets de pression, et
La figure 3 est une vue dessinée à une échelle plus grande et montrant la disposition du fil sur l'armature de bobine, obtenue grâce à l'emploi des galets de pression représentés dans la figure 2.
Dans un groupe 1 sont montés deux paires de galets de pression et de guidage 2, 4, 3 et 5, respectivement. La première paire de galets de pression et de guidage 2 et 4 est montée dans un support 6, tandis que la seconde paire de galets de pression et de guidage 3 et 5 est montée dans un autre support, 7. Les deux supports 6 et 7 sont par conséquent orientés à un angle de 900 l'un par rapport à liautre et sont réunis entre eux par un corps de liaison 8. Le groupe est également pourvue d'un taquet de soutien 9 pour une installation de commande 10 pour les mouvements de positionnement du groupe en direction de l'armature de bobine et à partir de celle-ci, effectués pendant l'envidage. Le groupe est monté sur une base 11, qui est mobile par rapport à l'armature de bobine, laquelle est désignée par 12.
Cette armature de bobine est montée à rotation, autour de son axe longitudinal 13, au moyen de dispositifs d'entraînement rotatif 14 et 15, connus en soi. Ce dernier dispositif d'entraînement ro- tatif peut être incorporé dans une envieuse connu en soi, dans laquelle l'armature de bobine peut être assujettie et entraînée en rotation lors de l'envidage d'un fil 16.
Le dispositif d'entraînement rotatif de la bobineuse comprend un moteur (non représenté) connu en soi. L'armature de bobine 12 tourne dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une montre, sens indiqué dans la figure par la flèche 17. Le sens d'alimentation du fil est indiqué par la flèche 18, une force demmise en tension du fil étant indiquée par la lettre F. Le fil est débité par un magasin à fil (non représenté, qui peut être d'une espèce connue en soi). Le fil 16 se dirige à partir du magasin à fil et
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traverse le groupe, en passant sur une poulie 19, de telle manière que le fil aborde le rouleau de guidage 4 suivant une direction essentiellement verticale.
Le groupe 1 est conçu de façon à se mouvoir dans tous les sens le long de l'armature de bobine rotative 12, Les directions du mouvement du groupe 1 sont indiquées dans la figure par les flèches 20, 21, 22 et 23.
Ainsi, la flèche 20 indique la direction de mouvement initiale, laquelle est essentiellement parallèle à l'axe d'envidage 13 de la bobine, tandis que la flèche 21 indique une direction de mouvement qui est essentiellement opposée à celle désignée par 20. Les flèches 22 et 23 désignent des directions de mouvement perpendiculaires à l'axe d'envidage 13 et qui sont engendrées au moyen du bloc de commande 10. La commande du groupe peut être effectuée au moyen d'un bloc de commande connu en soi, par exemple du bloc à commande numérique, ce qui permet d'atteindre une grande précision.
Les galets de pression 2 et 3 et les galets de guidage 4 et 5 sont montés dans leurs supports sur des broches ajustables longitudinalement, respectivement 2a, 3a, 4a et 5a. L'ajustement longitudinal de ces broches est assuré par des dispositifs de commande. Seul le dispositif de commande pour le galet de pression 3 est représenté dans la figure de dessin et est désigné par 24. Le galet de pression 2 est doté d'un dispositif de commande équivalent. Le dispositif de commande pour le galet de guidage 4 est désigné par 26. Les directions du mouvement longitudinal du galet de pression 3 sont désignées par 27 et 28, tandis que les directions de mouvement du galet de guidage 5 sont désignées par 29 et 30. Des directions de mouvement équivalentes sont attribuées au galet de pression 2 et au galet de guidage 4, qui lui est associé.
Les galets de pression 2 et 3 sont conçus de manière à être sollicités élastiquement contre le fil qui se déroule des
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galets de guidage 4 et 5, sollicitations s'exerçant sur et contre les spires de fil déjà enroulées, sous-jacentes ou contre la nappe latérale de l'armature de bobine (lors de l'envidage de la première couche de fil). La sollicitation élastique est obtenue à l'aide d'une fonction élastique incorporée au dispositif de commande 10. Les dispositifs de commande précités 10, 24,25 et 26 sont actionnés par un agent moteur approprié, tel que l'air, l'huile hydraulique, etc.
Les galets de pression 2 et 3 et les galets de guidage 4 et 5 possèdent des positions terminales distinctes, qui sont déterminées par les butées de fin de course 31 et 32, lesquelles à leur tour agissent conjointement avec les surfaces de butée pour les directions opposées, des supports 6 et 7. Deux de ces surfaces de butée sont désignées dans la figure de dessin par les symboles 7a et 7b. Au besoin, les butées de fin de course peuvent être rendues réglables au moyen du dispositif de réglage 33, par exemple.
La figure 2 représente un galet 2'd'une manière plus détaillée. Cette figure de dessin présente également un dispositif à ressort 34 qui presse le galet de pression contre le tronçon de fil 16'avec une pression prédéterminée, qui peut être ajustée à l'aide de procédés déjà connus. Ce galet de pression est muni d'une rainure de guidage 35 située sur sa surface périphérique enbout, autour de laquelle règne la rainure de guidage. Dans la vue représentée, les parois 35 a et 35 b de la rainure de guidage sont essentiellement planes et sont disposées perpendiculairement l'une par rapport à l'autre. Dans l'exemple de réalisation représenté, le fil 16'est supposé être élastique dans son sens radial.
Les surfaces planes, perpendiculaires entre elles, de la rainure de guidage, impriment ainsi à la section du fil 16'une forme identique à celle des parties correspondantes de la circonférence du fil.
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Suivant la figure 3, le fil de type judicieux se verra doté d'une section quadrangulaire ou carrée dans les tronçons 16a et 16b, sur les spires de fil préalablement enroulée. La figure 3 indique la partie du fil qui est fournie pendant l'envidage d'une spire de fil désignée par 16c. Le tronçon de fil 16c est serré étroitement, par le galet de pression 2", contre la spire de fil 16b, déjà enroulée. Au cours de son enroulement, la spire de fil 16b s'est vue imprimer les profils rectangulaires 16b' et 16b".
Le tronçon de fil 16 c se verra offrir, au cours de son enroulement un espace quadrangulaire ou carré, qui est déterminé par les surfaces perpendiculaires entre elles et planes 35a et 35b, présentes sur le galet de pression 2", la surface latérale 16b"de la spire de fil 16b, déjà enroulée et la nappe latérale 12a de l'armature de bobine 12', ou sur la surface supérieure 16b'd'une ou de deux spires de fil sous-jacentes d'une couche de fil déjà enrou- lée. Au cours de l'enroulement, la surface 35c'de la roue-poulie viendra ainsi s'appliquer ou sera pressée contre la nappe latérale 12a et les surfaces supérieures 16b' de couches de fil déjà enroulées.
Etant donné que la forme du fil passe de sa section circulaire initiale à une section carrée ou quadrangulaire, on obtient une densité de tassement très élevée entre les spires de fil 16a et 16b, et tout espace entre les spires de fil est virtuellement éliminé. A ce propos, il n'y aura aucune tendance au relâchement entre les tronçons de fil des diverses spires de fil. On peut également dire à cet égard que la surface du fil peut être enduite de colle, qui est humidifié par le fil en cours d'envidage, ce qui contribue à assurer le maintien des spires de fil, pendant l'envidage, dans les positions qui leur sont affectées. La colle doit être d'une espèce qui n'affecte pas défavorablement la fonction de déroulement.
La surface plane 35a'est destinée non seulement à conformer le tronçon 16c de la partie
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de la partie entrante mais aussi à presser vers le bas cette partie entrante. La surface plane 35a'rejoint une autre surface plane 35d, laquelle est orientée d'un léger angle vers l'extérieur par rapport aux spires de fil déjà enroulées. Ainsi, le bloc de commande qui pilote le grou- pe 1, fonctionne ainsi avec un pas quelque peu inférieur au diamètre du fil flexible.
Conformément à ce qui a été dit ci-dessus, chaque galet de pression se voit attribuer une direction de mouvement telle qu'un angle d'environ 450 est formé entre une surface 36 (voir figure 1), qui constitue la ligne de base de la rainure 35, et l'axe longitudinal de l'armature de bobine. Il va de soi que l'on peut autoriser le bloc à fonctionner avec d'autres angles d'inci- dence paur les galets de pression, auquel cas des angles d'incidence dans l'intervalle de 20 à 800, de préférence 30 à 600 s'avèrent judicieux.
Chacune des roues est montée sur les galets de pression et les galets de guidage de manière à être auto-rotative. Le taux d'alimentation pour le groupe 1 dépend du côté de chaque tronçon d'une spire de fil. Une paire de galets de pression 2 et une paire de galets de guidage 4 fonctionnent pendant le premier sens de mouve-
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ment dans la 1), tandis que m t t-and-s que l'autre paire de galets de pression 3 et de galets et de guidage 5 fonctionnent pendant le second sens de mouvement 21. Dans ce cas, chaque couche de fil supérieure présente dans l'enroulement sera de deux spires plus courte, à chaque extrémité considérée, que la couche de fil inférieure.
Lorsque le groupe 1 atteint l'extrémité d'une
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couche, il s'arrête a la suite d'un signal d'arrêt envoyé par le signal de commande, à deux spires de l'extrémité de la couche précédente, après quoi un signal de changement est envoyé à ce groupe par le bloc de commande.
Ce signal de changement amorce un changement entre les
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deux paires 2,4 et 3,5, lequel peut s'effectuer comme suit ; on supposera que le groupe 1 s'est déplacé vers la droite dans la figure 1 et que le galet de pression 2 et le galet de guidage 4 ont ainsi fonctionné et qu'une permutation se produira pour le galet de pression 3 et le galet de guidage 5. Le galet de guidage 4 se déplace longitudinalement vers l'avant à partir d'une position postérieure, de sorte que le fil'est libéré. Le bloc de commande 10 fonctionne pendant l'envidage, cependant que le ressort 34 écarte alors le groupe 1 en le dégageant du fil et de l'armature de bobine d'enroulement. Le galet de pression 2 se déplace longitudinalement vers l'arrière, dans sa monture, depuis une position antérieure.
Le galet de pression 3 se déplace lonqitudinalement vers l'avant à partir de sa position postérieure. L'ensemble du groupe 1 se déplace ensuite vers l'armature de bobine ou l'enroulement, de sorte que le galet de pression 3 s'applique contre la nappe latérale ou la surface de l'enroulement.
Le galet de guidage 5 qui, pendant la durée de la séquence ci-dessus, occupait sa position antérieure, se déplace vers l'arrière jusqu'à sa position postérieure, et rattrape ainsi le tronçon de fil 16 et le fait entrer dans la rainure 35 prévue sur le galet de pression 3. On peut com-
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mencer tten.-er ma 1 mouvement (21) (vers la gauche dans la figure 1). La position antérieure des galets de pression (la position d'envidage) est ajustée de telle manière que l'on obtient, lors d'un changement de direction, un mouvement latéral du fil équivalent à deux spires, De cette façon, on réalise une réduction automatique à l'extrémité de chaque couche et, dans ce cas, l'armature de bobine reçoit la forme trapézoïdale désirée. Cette position antérieure est ajustable pour s'adapter à d'autres réductions ou à une extrémité droite, si nécessaire.
Le mécanisme décrit ci-dessus peut être
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utilise pour d'autres espèces de fil, par exemple même des espèces de fil qui ne sont pas élastiques, mais qui conservent leur section essentiellement circulaire lorsqu'ils sont enroulés sur l'armature de bobine. Il est donc possible de donner une forme différente à l'espace délimité par les surfaces des rainures sur les galets de pression ou l'équivalent et les enroulements adjacents et sous-jacents du fil ainsi que la nappe latérale. La force de mise en tension F peut être même modifiée d'un cas à l'autre. La rainure de guidage 35 formée sur le galet de pression peut aussi recevoir une forme différente.
L'invention n'est pas limitée au mécanisme décrit ci-dessus mais peut être modifiée tout en restant dans le cadre des revendications et du principe de l'invention.