Machine pour enrouler un élément filiforme sur une bobine
L'invention a pour objet une machine pour enrouler un élément filiforme sur une bobine.
La machine selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend un arbre pour le support et l'entraînement d'une bobine montée à coulissement longitudinal par rapport au bâti de la machine, et des moyens pour amener la bobine avec son Qil central face audit arbre lorsque ce dernier est en position escamotée, le mouvement de sortie dudit arbre assurant son enfilement dans ledit oeil.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution et variantes de la machine objet de l'invention.
La fig. 1 est un schéma de principe ;
la fig. 2 vise une variante d'une partie de ce montage;
la fig. 3 est un schéma de la chaîne pour l'entraînement de deux bobines;
la fig. 4 est analogue à la précédente, mais pour une autre forme d'exécution;
la fig. 5 vise une variante;
la fig. 6 montre en coupe longitudinale un dispositif de support et d'entraînement d'une bobine;
la fig. 7 est une vue, partie en élévation et partie en coupe, de dispositifs prévus pour le support de deux bobines adjacentes;
la fig. 8 est une vue perspective schématique de la machine, par l'arrière;
la fig. 9 est un schéma relatif à l'alimentation et l'évacuation automatique d'une bobine;
la fig. 10 est une vue à plus grande échelle d'une partie du dispositif de manutention automatique;
la fig. 11 est une vue analogue à la fig. 9, mais pour une autre condition;
la fig. 12 est une vue analogue aux fig. 9 et 11, mais encore pour une autre condition;
la fig. 13 est une vue analogue aux fig. 9, 11 et 12, mais pour une autre condition;
la fig. 14 est une vue à plus grande échelle, en coupe, d'une partie de couronne au voisinage d'une griffe mobile.
Un arbre 300 (fig. 1) de mise en rotation d'une bobine à garnir, est entraîné, par l'intermédiaire d'une transmission 301, à partir d'un moteur électrique 302, du type à glissement, dont le couple est commandé à partir d'un transducteur 303. Le courant, appliqué au transducteur par un circuit 304, et de la valeur duquel dépend le couple du moteur 302, est fourni par un amplificateur électronique 305, dont la tension d'entrée est celle délivrée par un dispositif 306 commandé à partir de la position d'un bras 307, portant une poulie mobile 308 faisant partie de l'accumulateur de fil 309, dont une poulie fixe est montée en 310. Sur le bras 307 s'exerce l'action d'un ressort 311.
Lorsque, pour une raison quelconque, par exemple d'augmentation du diamètre, la tension de l'élément filiforme 312 qui est destiné à tre enroulé sur la bobine 313 tend à varier, la position du bras 307 tend à se modifier et une tension électrique d'un sens ou de l'autre par rapport à une tension de référence, est appliquée à l'entrée de l'amplificateur 305, l'action qui en résulte sur le transducteur 303 étant propre à faire varier le couple du moteur 302 dans le sens qui s'oppose à la variation de la tension mécanique du fil 312.
La fig. 2 est une représentation schématique qui montre que le fil 312, avant de s'enrouler sur l'enrouleur 313, passe sur une poulie 330 portée à l'extrémité d'un bras 331, qui est calé à rotation sur l'axe 332 d'un transmetteur 333 et dont l'autre extrémité est soumise à l'action d'un ressort de rappel 335.
On se réfère maintenant à la fig. 3. La bobine 313 est en cours de garnissage, entraînée à partir du moteur 302. La bobine 313', vide, est supportée par l'arbre 300', au mouvement de rotation duquel elle participe, et ledit arbre peut tre entraîné par un moteur à glissement 302' par l'intermédiaire d'une transmission 319'. Ledit arbre 300' peut également tre entraîné par l'élément de sortie 320' d'un dispositif d'accouplement-désaccouplement 321', commandable par un circuit 322', et dont l'organe d'entrée 323' est entraîné par un moteur asynchrone 324 avec interposition d'un variateur de vitesse 325. Un indicateur de vitesse de rotation 326' (qui peut tre étalonné en mètres-minute mesurés sur le fil de la bobine) est entraîné par l'arbre 323'.
Une autre transmission 323 est interposée entre la sortie du variateur 325 et un dispositif d'accouplement-désaccouplement 321, dont l'arbre de sortie 320 est relié à l'arbre 300 sur lequel est calée la bobine 313. L'arbre 300 est également relié par la transmission 319 au moteur à glissement 302.
A la fin du garnissage de la bobine 313, le moteur asynchrone 324 est mis en marche d'une manière automatique, grâce au circuit 327. Le réglage du variateur de vitesse 325, facilité par la lecture de l'indicateur 326, est tel que le dispositif 321' étant dans la condition d'accouplement, la bobine 313', vide, est entraînée à la vitesse souhaitable pour le début de l'enroulement du fil sur elle, le moteur 302' alors non alimenté en courant électrique, étant entraîné à une vitesse correspondante grâce à la transmission 319'.
Lors de la commutation, c'est-àdire au moment où le fil cesse de s'enrouler sur la bobine 313 et commence à s'enrouler sur la bobine 313', simultanément l'alimentation du moteur asynchrone 324 est coupée et l'alimentation du moteur 302' est réalisée, le dispositif 321' étant, par le circuit 322", amené dans la condition de désaccouplement. Là bobine 313', entraînée à la vitesse prévue, réalise donc l'enroulement du fil sous la tension convenable, grâce à son entraînement par le moteur 302', lancé au moment de son excitation à la vitesse convenable qui est contrôlée immédiatement et pendant tout l'enroulement du fil sur la bobine 313' par le dispositif qu'on a décrit en référence à la fig. 1 ou à la fig. 2.
Au moment de la commutation, simultanément, l'alimentation électrique du moteur 302 a été coupée.
Lorsque la bobine 313' est près d'tre complètement garnie, et une bobine vide 313 ayant été entre-temps mise en place sur l'arbre 300, après évacuation de la bobine pleine, par exemple comme il sera vu ci-après, le moteur 324 est à nouveau mis en route et réalise l'entraînement de ladite bobine 313 par l'intermédiaire de la transmission 323 et 320, le dispositif 321 étant en condition d'accouplement, ainsi que, par la transmission 319, le lancement du moteur 302 à la vitesse convenable. A la commutation suivante, c'est-à-dire lorsque la bobine 313' est remplie, la mise en condition opératoire de la bobine 313, c'est-à-dire pour son garnissage effectif par le fil, s'opère de la mme manière qu'il a été décrit précédemment pour la bobine 313'.
Dans la variante montrée sur la fig. 4, le facteur de commande du servo-mécanisme est la vitesse de rotation du cabestan mme 314 sur lequel passe le fil à l'entrée de la machine. Ledit cabestan entraîne la génératrice tachymétrique 315 qui délivre un courant, ajustable initialement par le potentiomètre 316, qui est comparé avec le courant d'une dynamo 31 5a dans un dispositif 317, le résultat de la comparaison commandant un moteur à courant continu 318 qui entraîne la bobine vide 313', par l'intermédiaire du dispositif d'accouplement 321', et l'entraîne ainsi à la vitesse exactement souhaitable (qui est celle du fil 312).
Dans la forme d'exécution représentée schématiquement à la fig. 5, on évite l'utilisation d'un moteur spécial de lancement en calant sur l'arbre 300 et sur l'arbre 300' des tambours de frein, respectivement 341 et 341'. Vers la fin du garnissage d'une bobine, par exemple de la bobine 313, la tension électrique d'alimentation est appliquée au moteur de glissement 302' qui entraîne la bobine 313', qui n'est pas en cours de garnissage, à une vitesse qui dépend du couple résistant appliqué sur le tambour 341'. Ce couple est réglé initialement pour que la vitesse d'entraînement de la bobine 313' soit précisément celle qui est souhaitée pour la réception du fil sur ladite bobine au moment de la commutation.
Suivant une variante, le réglage de la vitesse de lancement d'une bobine est obtenu non pas par réglage du couple résistant offert par le frein, mais par réglage de la tension d'alimentation du moteur de glissement, 302 ou 302', par exemple à l'aide d'un autotransformateur.
Dans ces deux dernières formes d'exécution, on prévoit avantageusement des moyens pour la stabilisation de la tension électrique fournie par le secteur.
La machine décrite n'exclut pas l'utilisation d'autres moyens d'entraînement contrôlables, qu'ils soient hydrauliques, pneumatiques, électriques, électromagnétiques, etc.
On se réfère maintenant aux fig. 6 et 7. Dans le plan longitudinal moyen de la machine est placé un montant 400, reposant sur une embase 401, ledit montant supportant, dans un orifice 402 qu'il présente, un palier symétrique comportant deux plaques 403 et 404' reliées par une vis 405, l'enlèvement de celle-ci permettant un démontage facile, chacun des paliers comportant une butée, 406, 406' respectivement, portées par des roulements 407, 407'. Le palier 406 est propre à recevoir l'extrémité 408 d'un arbre d'entraînement 300 d'une bobine, la disposition étant symétrique par rapport au plan longitudinal moyen, c'est-à-dire que de l'autre côté de ce plan se trouve un arbre d'entraînement 300' pour une autre bobine.
Sur la cage extérieure 410 (décrite pour la partie de droite de la machine sur la fig. 7 pour se conformer au dessin) est monté à rotation, par l'intermédiaire de deux roulements 411', 411", le flasque 412' d'une couronne 413'. Un anneau de caoutchouc 414' limite un intervalle 415' dans lequel est logé un matelas élastique, 416'.
L'arbre 300, propre à pénétrer dans l'oeil 417 (fig. 6) d'une bobine ou touret 313, porte un plateau 418 dont la face interne 419 porte une garniture élastique 420. L'arbre 300 tourillonne dans un palier 425 solidaire d'un coulisseau 426, 427 monté sur une glissière 428 et attaqué par la tige d'un vérin 429. L'arbre 300 comporte une partie rainurée 430, sur laquelle est monté le moyeu 431 d'un pignon 432 entraîné par l'intermédiaire d'une chaîne 433 à partir du moteur 302.
Au cours de son garnissage, la bobine 313 est entraînée en rotation par coopération de pression entre, d'une part la garniture 420, et, d'autre part, les ailettes 464 que présente la joue 465 de ladite bobine. L'application sous pression de l'autre face 466 des ailettes contre la plaque de caoutchouc 414 recouvrant le coussin 416 (fig. 7) assure un entraînement de la couronne 413.
La machine comporte un chargeur automatique de tourets. Sur sa partie arrière, un auvent 435 comporte deux équipements symétriques pour l'ame- née automatique des bobines vides et leur mise en position ainsi que des moyens pour l'évacuation automatique des bobines pleines. Chaque moitié d'auvent est alimentée par une file de bobines vides et on a représenté sur la fig. 9 deux bobines vides 3131 et 3132, placées sur des rails de roulement 440, en pente descendante vers l'auvent, l'avance des bobines étant limitée par un sabot 441. Ledit sabot est porté par un équipage 442 sur lequel est monté à pivotement, autour d'un axe 443, un vérin 444 dont l'organe mobile 445 est articulé sur une tringle 446 (fig. 10.) En les points 447 et 448 de celle-ci sont montées à pivotement les extrémités de deux leviers coudés 449 et 450 articulés autour d'axes 451 et 452.
Les extrémités 453 et 454 forment avec les articulations 451 et 452 un parallélogramme articulé et auxdites extrémités est montée une pièce d'appui 455, avantageusement aimantée ou comportant un aimant 456, et propre à coopérer avec le fût 457 dmune bobine 313. L'équipage 442 est monté à l'extrémité de l'organe mobile 458 d'un vérin 459. Transversalement à l'arbre 300 et distants du plan moyen de symétrie sont placés deux rails d'évacuation 460 et 461 (fig. 6), à inclinaison descendante à l'éloignement du chargeur, qui sont à section en U dont les branches internes présentent une échancrure 462 et 463.
Le fonctionnement est le suivant:
Après garnissage complet de la bobine 313 et coupure de l'élément filiforme, le vérin 429 provoque le mouvement de l'arbre 300 dans le sens de la flèche f. La bobine 313 s'éloigne du plan moyen de la machine, abandonnant la couronne 413. Au cours de ce mouvement, elle vient buter, par ses ailettes 464, contre la branche 467 du rail 460, la joue 465 de la bobine venant se loger à l'intérieur dudit rail en pénétrant dans celui-ci par l'échancrure 462. La bobine est ainsi immobilisée dans son mouvement de translation et, la rétrogradation de l'arbre 300 se poursuivant, ledit arbre se dégage progressivement de la bobine qu'il libère complètement. Dès que la bobine est libérée, elle repose sur les rails 460 et 461 et descend sous l'action de son propre poids le long de ces rails vers l'aire de stockage.
La jante de la couronne 413 porte une griffe 468 (fig. 14) dont le corps 469 est monté à pivotement autour d'un axe 470, l'extrémité en étant constituée par une masse 471. Aussi longtemps que la couronne 413 tourne, la force centrifuge sollicite la masse 471 vers l'extérieur, ce qui permet à la griffe 468 de saisir et serrer le brin de fil ou câble qui y pénètre au moment de l'inversion du rôle des bobines, permettant ainsi le sectionnement du brin lâche par le couteau placé entre les deux couronnes 413 et 413'.
Dès que la couronne 413 cesse sa rotation (après remplissage), la griffe 468 s'écarte de la jante 413, ce qui libère le fil qu'elle pinçait et permet l'éloignement de la bobine 313 comme décrit ci-dessus.
Ensuite, le vérin 444 (fig. 10) est rendu opératoire; la sortie de son organe 445 provoque l'application de l'élément d'appui 455 contre le fût de la bobine 3131 en attente et le soulèvement de cette dernière jusqu'à la position montrée sur la fig. 11.
L'axe de la bobine est ainsi amené à hauteur de la broche ou arbre 300. Au cours de la phase suivante, le vérin 459 est rendu opératoire et la sortie de son élément 458 amène l'oeil de la bobine 313r exactement en regard de l'arbre 300 (fig. 12), alors en position rétractée, comme expliqué ci-dessus. Au cours de la phase suivante, l'actionnement en sens inverse du vérin 429 provoque la sortie de l'arbre 300, lequel s'engage dans l'oeil de la bobine. Lorsqu'il supporte celle-ci, l'organe d'appui 455 exécute un mouvement vers le bas par suite de la contraction du vérin 444 (fig. 13) dégageant ainsi complètement la bobine, le vérin 444 étant ensuite ramené dans la position de la fig. 9 par rentrée de l'organe mobile du vérin 459.
Au cours de la poursuite de la rentrée de l'arbre 300, la garniture 409 vient s'appliquer contre les ailettes 464 et le matelas élastique 416 est comprimé, la position finale étant montrée sur la fig. 7. Les conditions de fonctionnement de l'autre moitié de la machine sont identiques, mais décalées d'une demi-période.
Les dispositions décrites permettent une régulation précise de la vitesse de la bobine vide et en conséquence, rendent possible la commutation de l'enroulement d'un fil d'une bobine pleine à la bobine vide pour de grandes vitesses linéaires de fil, sans risque d'incident et en particulier de rupture de fil.
La régulation obtenue est indépendante du couple nécessaire à l'enroulement, donc de la régulation de tension.
Toute la chaîne cinématique de l'enroulement est entraînée par un moyen extérieur jusqu'à l'instant de passage du fil, donc de la prise en charge de ce dernier par une régulation de tension appropriée.
On peut à cet effet utiliser un moteur asynchrone et un variateur, ou bien un moteur à courant continu (à vitesse variable directement commandée par la traction, donc la vitesse du fil), ou bien un accouplement à courant de Foucault, ou bien un coupleur hydraulique, un moteur hydraulique, etc., et mme un moteur d'enroulement propre avec une autre régulation.
Les couronnes à griffes sont indépendantes du touret et de son arbre; elles sont montées sur un palier indépendant; la machine peut tre rendue automatique par évacuation axiale.
L'arbre portant le touret n'est pas en porte à faux, ce qui autorise les grandes vitesses.
Une griffe est montée à bascule assurant le dégagement automatique du fil à l'arrt et permettant l'évacuation de la bobine sans intervention. La machine peut ainsi comporter un chargeur automatique avec réservoir de bobines.