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BREVET D'IMPORTATION "PROCEDE ET APPAREIL DE RUBANAGE DES FILS OU TORONS"
Cette invention a pour objet des perfectionne- ments apportés aux procédés et appareils pour envelopper des fils ou torons de rubans ou feuilles enroulés hélicoï= dalement sous forme de couches dont les spires se recou- vrent.
Cette invention a pour objet un procédé et un appareil perfectionnés pour appliquer sur un fil métallique des couches isolantes composées d'hélices en matière iso- lante dont les spires sont disposées à recouvrement, ce procédé et cet appareil présentant un ou plusieurs des avan- tages ou caractéristiques suivants :
La couche isolante est appliquée sur le fil métallique pendant que celui-ci est entraîné longitudina- lement suivant son axe.
Une matière de collage ou d'isolement peut être distribuée sur le fil métallique au-dessous de la couche isolante et après qu'il a reçu la couche isolante.
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La même machine peut comporter un dispositif per- mettant de sécher rapidement la couche de matière collante ou isolante, le produit fini pouvant ainsi être enroulé de façon égale et continue sur une bobine.
Les têtes rubaneuses, dont le rôle est de cons- tituer une ou plusieurs couches de ruban isolant, sont actionnées séparément et indépendamment du mécanisme de commande servant à actionner le tambour récepteur ou en- rouleur et le cabestan.
Un appareil automatique assure la marche syn- chrone de tous les éléments de la machine pendant les pé- riodes de mise en marche et d'arrêt de cette machine.
Cette machine permet d'envelopper le fil métal- lique par un ou plusieurs rubans isolants en une opération continue et d'appliquer le cas échéant, si on le désire, une couche de matière collante et isolante sous, entre et sur les couches de ruban isolant.
Dans les dessins annexés :
Fig. 1 est une vue de côté d'une construction de machine établie suivant l'invention.
Fig. 2 est une coupe transversale suivant 2-2 (fig. 1), certaines des pièces n'étant pas représentées dans cette figure.
Fig. 3 est une vue de côté à plus grande échelle de la partie supérieure de la machine avec arrachement partiel de la boîte de cabestan, certaines des pièces n'étant pas représentées.
Fig. 4 est une vue de face de la machine.
Fig. 5 est une vue de côté d'un autre mode de réalisation agencé pour distribuer une couche de matière
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collante ou isolante et pour sécher cette couche au fur et à mesure qu'elle est appliquée sur le ruban isolant.
Fig. 6 est un schéma de montage des circuits des moteurs de commande.
Fig. 7 représente une autre disposition des circuits destinés au moteur de commande.
Il existe des machines permettant de poser sur un fil entraîné longitudinalement une ou plusieurs bandes ou rubans de matière isolante sous forme de spires hélicoï- dales à recouvrement de façon à constituer une gaine iso- lante flexible pour le fil. A l'heure actuelle les machines de ce genre comprennent généralement un tambour récepteur ou enrouleur actionné mécaniquement, un cabestan ou roue de guidage et un ou plusieurs dispositifs de rubanage ou de guipage, appelés ci-après "têtes rubaneuses", ces organes recevant tous leur commande d'un moteur unique.
Une des caractéristiques importantes de l'invention réside dans une machine similaire dans laquelle le cabestan et le tambour récepteur reçoivent leur commande du même moteur, tandis que les diverses têtes rubaneuses qui appliquent les rubans isolants sont actionnées par des moteurs indépendants rece- vant leur courant d'une génératrice qui est actionnée par le moteur de commande du tambour récepteur et du cabestan.
Un des avantages très importants d'une combinaison de ce genre réside dans le fait que les moteurs des têtes ruba- neuses peuvent être commandés indépendamment, en ce qui con- cerne la vitesse, ce qui permet de poser les rubans iso- lants à la vitesse correcte par rapport à l'avance longitu- dinale du fil pour assurer la pose correcte des dits rubans
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et le recouvrement correct des convolutions adjacentes. De plus, lorsque plusieurs rubans sont appliqués, les moteurs des têtes rubaneuses successives peuvent recevoir des vi- tesses différentielles propres à compenser l'accroissement de diamètre total résultant de la pose des rubans précédents.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans l'application d'un dispositif automatique pour accou- pler le tambour distributeur, le cabestan et les têtes ru- baneuses sous forme d'un seul ensemble pendant la période de mise en marche et d'arrêt de façon à supprimer toute différence de vitesse susceptible de se produire entre les diverses pièces pendant les périodes de mise en marche et d'arrêt de la machine.
De plus, l'invention envisage des procédés per- fectionnés pour distribuer un ou plusieurs rubans isolants sur un fil métallique conjointement avec ou sans l'applica- tion de couches de matière isolante et collante sous, entre et sur les rubans. On a représenté l'application de la pré- sente invention à une machine à isoler les fils, torons et câbles métalliques, mais il est évident que les principes de cette invention peuvent facilement être appliqués à tout mécanisme dans lequel on désire actionner plusieurs organes à un rapport de vitesse désiré qui doit rester constant.
Les dessins, et en particulier les figs. 1 à 4 inclus, représentent une machine établie suivant l'invention.
Il est usuel d'employer ces machines par groupes, mais comme un groupe de machines n'est que la multiplication d'une machine unique, on n'a représenté et décrit qu'une seule machine. La machine comprend un support 1 sur lequel
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est montée une colonne verticale convenable 2 constituée dans cet exemple par une poutrelle à double T. A l'extré- mité arrière inférieure de la colonne 2 sont assujetties des consoles 3 dans lesquelles tourne le tambour d'alimen- tation de fil métallique 4. Un bras de freinage 5 est mon- té de façon pivotante sur les consoles 3 et muni d'un sabot 6 reposant sur la périphérie du tambour 4. Un ressort 7 est agencé pour solliciter normalement le bras de freinage 5 vers une position dans laquelle le sabot 6 frotte sur le tambour.
Cette construction est bien connue de l'homme du métier, le seul perfectionnement apporté résidant dans la position du sabot de frein comme indiqué dans la fig. 1 où l'on voit que le centre de pression du dit sabot est situé au delà du centre vertical du tambour par rapport au sens de rotation, de telle sorte que la rotation du tambour par rapport au sabot a pour effet de soumettre ce tambour à une résistance. Le fil métallique est ainsi soumis à une tension correcte à mesure qu'il se déroule du tambour.
Sur l'extrémité supérieure de la colonne 2 est montée une plaque de support transversale 8 sur laquelle sont montés la boîte à cabestan 9 ainsi qu'un groupe moteur- génératrice de commande 10. Le moteur de ce groupe actionne à l'aide de son arbre 37 une série d'engrenages montés à l'intérieur de la boîte à cabestan et reliés à l'arbre sur lequel est montée la poulie de cabestan 11. Un arbre téles- copique 12 part de la boîte à cabestan et est composé d'une série de sections qui sont assemblées à l'aide d'accouple- ments à l'intérieur de boîtiers à roulement 13. L'extrémité inférieure de l'arbre 12 est reliée par des engrenages con-
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venables disposés dans une boîte 14 aux engrenages et ar- bres nécessaires disposés dans une boîte 24' et servant à faire tourner le tambour récepteur 15.
La boîte à engrena- ges 24' est montée sur une console 24 fixée à l'extrémité inférieure avant de la colonne 2. Une autre boîte à engre- nages 25' est fixée à la console 24 et actionne le mécanisme de guidage 25 qui fait osciller la poulie de guidage 26 dans un sens et en sens inverse parallèlement à l'axe du tambour récepteur de façon à déposer le fil métallique sur ce tambour sous forme de couches régulières. Tous les élé- ments du mécanisme de commande décrit jusqu'ici sont bien connus de l'homme du métier et il n'est pas nécessaire d'en donner une description plus détaillée. Le cabestan est per- fectionné comme il sera décrit ci-après plus en détail.
On remarquera que la présente machine diffère des machines antérieures en ce que les têtes rubaneuses de la présente machine ne sont pas actionn4es par l'arbre 12 comme elles l'étaient aans les machines antérieures. En 27 est représenté schématiquement l'interrupteur de mise en marche et d'arrêt de la machine. 17 désigne une poulie de guidage tournant sur une console 16 fixée sur la surface inférieure de la console 24. La machine représentée comporte deux têtes rubaneuses, mais il est bien entendu qu'on pour- rait n'en employer qu'une ou en employer plus de deux'sans s'écarter de l'esprit de l'invention. Sur des consoles 22' fixées au bord avant du montant 2 sont montés les moteurs individuels 22 actionnant les têtes rubaneuses. Les arbres de ces moteurs sont reliés aux têtes rubaneuses 23, qui sont de construction bien connue.
La caractéristique importante
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réside dans le fait que chaque tête rubaneuse est actionnée indépendamment de l'autre par son propre moteur. Suivant la pratique courante un magasin à bobines est monté au- dessous du moteur et supporte une bobine de réserve 29 de matière isolante. Dans ce qui suit, cette matière isolante sera appelée "ruban" et supposée être une bande étroite de matière isolante mince telle que le papier, la "cellophane", etc., mais elle pourrait être sous forme d'un fil. Près de la partie supérieure de la machine est montée une boîte 33 dans laquelle est monté un interrupteur d'arrêt automa- tique qui sera décrit plus loin. De cette boîte s'étend vers le bas un second magasin à bobines 30 sur lequel sont mon- tées plusieurs bobines 31 et 32 de matière isolante.
Les têtes rubaneuses sont munies des guide-ruban 34 et de la broche 35 à travers laquelle passe le fil et près de laquel- le le ruban est appliqué sur le fil. La ligne en traits mix- tes W indique le trajet du f il. Il arrive du tambour d'ali- mentation 4, passe autour de la poulie de guidage 17, tra- verse une ouverture de l'arbre des moteurs des têtes ruba- neuses et un conduit des dites têtes ainsi que des conduits des magasins à bobines et arrive à la poulie de cabestan 11, d'où il se rend en passant sur le guide oscillant 26 au tambour récepteur 15.
On voit que la poulie de guidage 17, les têtes rubaneuses et les moteurs, les magasins à bo- bines et la poulie de cabestan sont tous alignés vertica- lement, de sorte que le fil métallique décrit un trajet rec- tiligne dans la direction longitudinale de sa longueur, depuis la poulie de guidage 17 jusqu'à la poulie de cabes- tan 11.
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La fig. 3 représente l'intérieur du cabestan et les perfectionnements apportés à ce dispositif. Le moteur du groupe moteur-génératrice 10 est relié par son arbre 37 à l'arbre de la poulie de cabestan de la façon usuelle.
Une douille 38' est montée folle sur l'arbre 37 et tourne librement dans un montant 39. A l'une des extrémités de la douille 38' est fixé un pignon d'angle 38 qui engrène avec un autre pignon d'angle assujetti à l'arbre vertical 18.
L'arbre 18 est relié par des pignons d'angle disposés à l'intérieur des boîtiers 19 à des arbres de faible longueur 20 qui sont eux-mêmes reliés par des pignons d'angle aux arbres des moteurs des têtes rebanneuses. Il existe autant d'arbre;;; 20 que de têtes rubaneuses. Comme l'invention peut être appliquée sans cette transmission auxiliaire, les boî- tiers 21 n'ont pas été représentés dans les figs. 1 et 4, mais, à l'aide de fig. 3, leur application à la machine des figs. 1 et 4 sera rendue évidente pour l'homme du métier.
A l'autre extrémité de la douille 38' est fixé un organe d'embrayage 40. Il s'ensuit que la douille 38' et le pignon d'angle 38 et l'organe d'embrayage 40 fixés à cette douille tournent fous en bloc sur l'arbre 37. En d'au- tres termes, l'arbre 37 tourne normalement sans actionner l'arbre 18 mais fait tourner la poulie de cabestan 11. La partie de droite 41' de l'arbre 37 est cannelée comme repré- senté et sur cette partie cannelée est assemblé de façon coulissante l'autre élément d'embrayage 41. Un levier coudé 4 2 est relié de façon pivotante à l'élément 41 et est monté à pivot sur un support, comme représenté.
L'autre extrémité du levier coudé 42 est reliée de façon pivotante au plongeur
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43 d'un solénoïde 44, L'arbre 12 est relié par des engre- nages (non représentés) à l'arbre 37 de la manière usuelle, de sorte que lorsque ce dernier tourne l'arbre 12 tourne.
L'arbre 18 n'est actionné que lorsque l'élément d'embrayage 41 a été amené en prise avec l'élément d'embrayage 40, les pignons 38 étant alors accouplés à l'arbre 37.
La machine modifiée de fig. 5 diffère de celle représentée en ce qu'on n'a représenté qu'une tête rubaneu- se et que, en outre, elle est munie d'un dispositif de collage et d'isolement ainsi que d'un dispositif de chauf- fage. On ne décrira pas les pièces qui sont identiques à celles précédemment décrites. A la console 24 est assujetti un dispositif d'enduisage 50 servant à distribuer une couche de matière collante ou isolante sur le fil métallique avant qu'il arrive à la tête rubaneuse. Le fil métallique passe simplement à travers le dispositif et en reçoit une couche mince et uniforme de matière, Dans ce cas, le magasin à bobines 28 est monté sur une console spéciale 29', étant donné qu'il n'existe pas d'autres têtes rubaneuses.
Une seconde console 52 est assujettie au montant 2 et supporte un autre dispositif d'enduisage 51 servant à munir le fil d'une seconde couche de matière (isolante ou collante) sur la couche de matière précédemment appliquée sur le fil.
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construct'ion de oo dispositif .d'cmduicago ont égalamcnt do préférence colla do lu domL.mdc-"-do' "brevet- . Une troisième console 53 fixée au montant 2 supporte un dis- positif de séchage électrique 54 dans lequel les bobines de chauffage électrique à fiches d'insertion 55 peuvent être montées en nombre nécessaire pour fournir la chaleur suffi-
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santé pour sécher la matière avant l'arrivée du fil à la pou- lie de cabestan Il. Ces bobines de chauffage sont composées de boucles de fil à résistance entre les spires desquelles passe le fil revêtu.
Dans la fig. 6 est représentée une disposition de circuit appropriée à la commande de la machine. Les fils 56 représentent les conducteurs d'amenée de courant alter- natif d'un réseau triphasé, ces conducteurs étant reliés aux contacts d'un interrupteur tripolaire simple 57. L'autre côté de cet interrupteur est relié par des fils 58 à trois pôles d'un interrupteur tétrapolaire simple 59. Les contacts correspondants de cet interrupteur sont reliés par des fils 600 aux enroulements inducteurs du moteur d'induction 61.
Les fils 58 sont reliés par des fils 60 aux bobines de champ des moteurs 22 des têtes rubaneuses, lesquels moteurs sont également des moteurs à induction triphasés, et aux bobines de champ de la génératrice à induction 62. Les ba- gues collectrices de la génératrice à induction 62 sont re- liées par des fils 63 aux bagues collectrices des moteurs 22. De cette façon, les bobines de champ des moteurs à induction 61 et 22 sont alimentées par la même source de courant, tandis que les enroulements de rotor des moteurs 22 sont alimentés de courant par les bagues collectrices de la génératrice à induction 62. Le moteur à induction 61 est du type à cage d'écureuil.
Les connexions sont telles que lorsqu'on coupe le courant en ouvrant l'interrupteur 59 les inducteurs de la génératrice 62 et des moteurs 22 restent excités, de sorte que toutes les parties de la ma- chine tournent dans le rapport de temps convenable pendant
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la mise en marche et l'arrêt. On n'a besoin d'ouvrir l'interrupteur 57 que lorsqu'il s'agit d'arrêter la machine pendant un temps assez long, par exemple d'un jour à l'au- tre, par opposition à l'arrêt effectué pour changer les tambours et remplacer les bobines vides par des pleines.
En outre, grâce à cette disposition, toutes les pièces se meuvent à l'unisson lorsqu'on fait mouvoir à la main une pièce quelconque de la machine.Ceci assure le synchronisme convenable des pièces de commande. Par"synchronisme" on entend que les pièces tournent dans un rapport de temps dé- Rire mais pas forcément réellement en synchronisme ou à la même vitesse. Si on le désire, ou si nécessaire, le circuit aboutissant aux rotors des moteurs 22 peut être muni de régulateurs de vitesse de façon qu'on puisse aussi faire varier les vitesses des moteurs les uns par rapport aux au- tres et par rapport à la vitesse de travail des pièces ac- tionnées par le cabestan. Un des fils 58 est relié par un fil 64 à l'une des bornes d'une bobine de relais 65 dont le rôle est de fermer l'interrupteur 59 et de le maintenir fermé.
L'autre borne de la bobine 65 est reliée par un fil 66 à un contact commandé par le quatrième pôle 67 de l'in- terrupteur 59. Ce quatrième pôle est relié par un fil 76 à l'une des bornes d'un interrupteur à poussoir 75 normale- ment fermé. Le fil 66 est relié par un fil 68 à l'un des contacts d'un interrupteur à poussoir normalement ouvert 69, L'autre contact de cet interrupteur est relié par un fil 70 à celui des fils 58 qui,constitue le second fil de la phase envisagée. Le fil 70 est relié par un fil 71 à un contact fixe faisant partie des contacts 72 d'un interrup-
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teur 130.
Le contact mobile de cet interrupteur est monté sur un levier 73 reposant sur le fil à l'aide d'un galet et dont le rôle est de maintenir les contacts 72 fermés lorsque la machine fonctionne normalement. Le contact mobi- le est relié par un fil 74 à l'autre contact de l'interrup- teur 75. La même phase sur l'autre côté de l'interrupteur 59 est reliée par des fils 77 à un transformateur 80 dont le secondaire est relié par une de ses extrémités à l'une des bornes de l'électro de commande d'embrayage 44 et à l'une des bornes d'une bobine de solénoïde 81 faisant partie d'un relais à temps.
L'autre borne de la bobine 81 est reliée à l'autre extrémité du secondaire du transformateur 80 et à un bras interrupteur 82. Le contact commandé par ce bras est relié à l'autre borne de la bobine de commande d'embrayage 44. Le dash-pot usuel d'un interrupteur de ce genre est indiqué en 83. Les fils 77 sont connectés par des fils 78 à la bobine de frein 79.
Le circuit modifié de fig. 7 est analogue à certains points de vue à celui qui vient d'être décrit mais en diffère en ce que le moteur-génératrice 10 est remplacé par un moteur-génératrice 100 et le moteur 10 est un simple moteur à induction destiné au cabestan. Les fils 56 par- tant comme précédemment de la source de courant sont reliés par l'intermédiaire de l'interrupteur 57 et des fils 58 à l'interrupteur 59. Dans ce cas les fils 60 ne fournissent du courant qu'aux bobines de champ du moteur à induction 61.
Ce moteur actionne une génératrice à courant alternatif comportant une excitation à courant continu pour la bobine de champ. Le courant continu est fourni par des fils 90. Un courant continu est aussi fourni par des fils 91 aux rotors
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des moteurs 22 des têtes rubaneuses. Le courant alternatif de la génératrice 62 est fourni par des fils 60' à l'induc- teur du moteur 10 du cabestan et aux inducteurs des moteurs 22 des têtes rubaneuses. L'interrupteur d'arrêt automatique 130 est prévu comme précédemment et il en est de même des interrupteurs de mise en marche et d'arrêt 69 et 75. Le solénoïde de commande et de blocage 65 se rapportant à l'interrupteur 69 est aussi prévu.
Dans ce cas, le fil 64 est relié par un fil 93 à l'une des bornes de la bobine de frein 79 et l'autre borne de cette bobine est reliée par un fil 94 au fil 66. Le fil 64 est aussi relié par un fil 95 au primaire du transformateur 80. relié d'autre part par un fil 96 au fil 74. Le circuit de la bobine d'embrayage 44 et du relais à temps 81 est le même.
On décrira maintenant le fonctionnement de la machine elle-même. En ce qui concerne les figs. 1 et 4, lorsque la machine tourne le moteur 10 fait tourner la pou- lie de cabestan 11, l'arbre 12 et le tambour récepteur 15 par l'intermédiaire des engrenages et arbres de transmission disposés dans les boîtes 14 et 24', de même qu'il fait tour- ner le dispos-itif de guidage du fil 25 par l'intermédiaire des engrenages et arbres de transmission que renferme la boîte 25'. En d'autres termes, le tambour récepteur 15 et le guide 25 sont tous deux actionnés par l'arbre 12. Le tam- bour d'alimentation 4 tourne sous la traction du f il. Le fil est ainsi entraîné à travers la machine en se mouvant dans la direction longitudinale de sa longueur.
En passant à travers les têtes rubaneuses, les bandes de matière iso- lante sont distribuées sur lui sous forme de couches héli- coïdales à recouvrement. Lorsque la matière des bobines por- tées par les têtes rubaneuses arrive à sa fin, on peut ali-
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monter celles-ci à l'aide de nouvelles bobines fournies par les magasins d'une manière évidente, sans rompre le fil. Pour mettre la machine en marche avec le circuit de fig. 6 on ferme l'interrupteur 57, ce qui excite les induc- teurs de la génératrice 62 et des moteurs 22. On ferme momentanément l'interrupteur à poussoir 69.
Le courant par- tant d'un des fils 58 passe par le fil 70, l'interrupteur 69. le fil 68, le solénoïde 65 et revient par le fil 64 à l'autre fil 58 de la même phase. Ceci excite la bobine 65 qui provoque la fermeture de l'interrupteur 59 qui reste fer- mé. Le circuit de blocage de la bobine est le suivant: fil 64, bobine 65, fil 66, pôle 67, fil 76, interrupteur fermé 75, fil 74, contacts 72, fil 71 et retour à l'autre fil 58 de la phase. Le solénoïde 65 reste ainsi excité et l'inter- rupteur 59 reste fermé.
Les pièces restent dans cette po- sition soit jusqu'à ce qu'on ait ouvert l'interrupteur 75, soit jusqu'au moment où les contacts 72 se trouvent réparés par la rupture du fil ou de l'isolement et par le mouvement du levier 73 sous l'action du ressort armé. La fermeture de l'interrupteur 59 provoque la fourniture de courant à l'in- ducteur du moteur 61. Comme ce moteur est un moteur à in- duction à cage d'écureuil, il commence à fonctionner. En même temps, la bobine de frein 79 est excitée, ce qui des- serre le frein.
Par suite du fonctionnement de la généra- trice 62, celle-ci fournit du courant alternatif aux ro- tors des moteurs 22 des têtes rubaneuses qui commencent par conséquent à tourner en synchronisme avec les autres parties de la machine. A ce moment, tous les éléments de la machine fonctionnent, les têtes rubaneuses tournant et enveloppant le ruban hélicoïdalement autour du fil entraîné longitudina-
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lement, selon la pratique bien connue. Suivant l'invention il est préférable, à la mise en marche, d'accoupler positi- vement les têtes rubaneuses avec la commande du cabestan et du tambour récepteur afin d'assurerle synchronisme ou réglage-correct dans le temps à la fois à la miseen marche et à l'arrêt.
Ceci s'obtient comme suit : L.orsqu'on ferme l'interrupteur 59, les fils 77 sont excités par une des phases du circuit de couranalternatif et il en résulte que la bobine de relais 81, excitée, tire le levier 82 vers le bas, ce qui coupe le circuit de l'électro d'embrayage 44.
La désexcitation de l'électro d'embrayage 44 a pour effet, conjointement avec l'action du ressort 39' (fig. 3), d'ac- coupler les éléments d'embrayages 40 et 41 et d'accoupler par suite l'arbre 18 à l'arbre 37. Il en résulte que les têtes rubaneuses sont accouplées mécaniquement avec le moteur qui actionne le cabestan et le tambour récepteur, de sorte que toutes les pièces sont actionnées positivement par le même appareil moteur pendant la mise en marche, ceci assurant le synchronisme absolu jusqu'au moment où la géné- ratrice 62 a atteint sa pleine vitesse de marche, de même que toutes les pièces travaillantes.
Dans l'entre-temps, le dash-pot 83, qui comporte un ressort ainsi qu'il est usuel dans les dispositifs de ce genre, permet lentement la fermeture de l'interrupteur 82, de sorte que, au bout d'un temps prédéterminé, savoir lorsque les pièces ont at- teint leur pleine vitesse, le circuit de l'électro d'embra- yage 44 se trouve établi et l'élément d'embrayage 41 se sépare de l'élément d'embrayage 40. Les moteurs des têtes rebaneuses fonctionnent alors indépendamment l'un de l'autre et indépendamment du cabestan et du tambour récepteur, au
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moins en ce qui concerne la transmission mécanique directe.
Si, à tout instant, le fil vient à se rompre, les contacts 72 se séparent, la bobine de blocage 65 se désexcite, l'in- terrupteur 59 s'ouvre et la machine s'arrête. Aussitôt que l'interrupteur 59 s'ouvre, l'électro d'embrayage 44 se dé- sexcite et les éléments d'embrayage entrent de nouveau en prise pour accoupler mécaniquement toutes les pièces pendant l'arrêt. Cet accouplement mécanique temporaire de toutes les pièces pendant les périodes de mise en marche et d'arrêt est désirable pour assurer la pose des couches isolantes avec le recouvrement convenable et à la vitesse convenable.
S'il en était autrement, il serait nécessaire de rejeter une longueur considérable de fil rubanée pendant ces périodes ou bien, ce qui est pire, une longueur de fil située entre les extrémités d'une bobine finie serait défectueuse. Il est important de noter que 1'embrayage électromécanique et les connexions .de circuit se complètent pour assurer le synchronisme pendant la période de mise en marche et d'ar- rêt, mais on pourrait, sans s'écarter de l'esprit de l'in- vention, appliquer l'un quelconque de ces moyens à l'exclu- sion de l'autre au lieu de les appliquer simultanément.
Le fonctionnement est sensiblement le même en ce qui concerne la machine de fig. 5 excepté que le fil ne reçoit qu'une couche d'isolement. Si l'on se sert du dis- positif d'enduisage 50, le fil recevra une couche de matière sur laquelle le ruban isolant sera enroulé ; si l'on se sert du dispositif d'enduisage 51, une couche de matière sera appliquée sur la couche isolante et la couche sers séchée par le passage du fil à travers une ou plusieurs bo- bines dechauffage 55.
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Bien entendu, l'invention est susceptible de recevoir d'autres modes de réalisation et un grand nombre de modifications de détail sans s'écarter de son esprit.
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IMPORT PATENT "METHOD AND APPARATUS FOR BANDING THREADS OR STRANDS"
This invention relates to improvements in methods and apparatus for wrapping wires or strands of tapes or sheets helically wound in the form of layers with the turns overlapping each other.
The present invention relates to an improved method and apparatus for applying to a metal wire insulating layers composed of helices of insulating material the turns of which are arranged overlapping, this method and apparatus having one or more of the advantages. or following characteristics:
The insulating layer is applied to the metal wire while the latter is driven longitudinally along its axis.
A bonding or insulating material may be distributed over the wire below the insulating layer and after it has received the insulating layer.
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The same machine may include a device for rapidly drying the layer of adhesive or insulating material, the finished product thus being able to be wound evenly and continuously on a spool.
The taping heads, the role of which is to constitute one or more layers of insulating tape, are actuated separately and independently of the control mechanism serving to actuate the receiving or winding drum and the capstan.
An automatic device ensures the synchronous operation of all the components of the machine during the periods of starting and stopping of this machine.
This machine allows the metal wire to be wrapped by one or more insulating tapes in a continuous operation and, if necessary, to apply a layer of adhesive and insulating material under, between and on the layers of tape, if desired. insulating.
In the accompanying drawings:
Fig. 1 is a side view of a machine construction established according to the invention.
Fig. 2 is a cross section along 2-2 (fig. 1), some of the parts not being shown in this figure.
Fig. 3 is a side view on a larger scale of the upper part of the machine with the capstan box partially cut away, some of the parts not being shown.
Fig. 4 is a front view of the machine.
Fig. 5 is a side view of another embodiment arranged to distribute a layer of material
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sticky or insulating and to dry this layer as it is applied to the insulating tape.
Fig. 6 is a circuit diagram of the control motors.
Fig. 7 shows another arrangement of the circuits intended for the drive motor.
There are machines for laying on a longitudinally driven wire one or more strips or ribbons of insulating material in the form of helical turns with overlap so as to constitute a flexible insulating sheath for the wire. At the present time, machines of this type generally comprise a mechanically actuated receiving or winding drum, a capstan or guide wheel and one or more taping or wrapping devices, hereinafter called "taping heads", these members all receiving their control of a single motor.
One of the important features of the invention resides in a similar machine in which the capstan and the receiving drum receive their control from the same motor, while the various taping heads which apply the insulating tapes are actuated by independent motors receiving their current. a generator which is operated by the drive motor of the receiving drum and the capstan.
One of the very important advantages of a combination of this kind is that the motors of the tape heads can be controlled independently, with regard to the speed, which makes it possible to lay the insulating tapes at the same time. correct speed in relation to the longitudinal feed of the wire to ensure the correct laying of said tapes
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and the correct overlap of adjacent convolutions. In addition, when several tapes are applied, the motors of the successive taping heads can receive differential speeds suitable for compensating for the increase in total diameter resulting from the laying of the preceding tapes.
Another feature of the invention resides in the application of an automatic device for coupling the dispensing drum, the capstan and the ribbing heads as a single assembly during the period of switching on and off. stop so as to eliminate any speed difference that may occur between the various parts during the periods of starting and stopping the machine.
In addition, the invention contemplates improved methods for delivering one or more insulating tapes onto a wire together with or without the application of layers of insulating and tacky material under, between and on the tapes. The application of the present invention to a machine for insulating metal wires, strands and cables has been shown, but it is obvious that the principles of this invention can easily be applied to any mechanism in which it is desired to actuate more than one member. a desired speed ratio which must remain constant.
The drawings, and in particular figs. 1 to 4 inclusive, represent a machine established according to the invention.
It is usual to use these machines in groups, but as a group of machines is only the multiplication of a single machine, only one machine has been represented and described. The machine comprises a support 1 on which
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A suitable vertical column 2 is mounted in this example, consisting of a double T-beam. At the lower rear end of column 2 are brackets 3 in which the wire feed drum 4 rotates. A brake arm 5 is pivotally mounted on the consoles 3 and provided with a shoe 6 resting on the periphery of the drum 4. A spring 7 is arranged to normally urge the brake arm 5 towards a position in which the shoe 6 rubs on the drum.
This construction is well known to those skilled in the art, the only improvement made residing in the position of the brake shoe as indicated in FIG. 1 where we see that the center of pressure of said shoe is located beyond the vertical center of the drum relative to the direction of rotation, so that the rotation of the drum relative to the shoe has the effect of subjecting this drum to a resistance. The wire is thus subjected to the correct tension as it unwinds from the drum.
On the upper end of column 2 is mounted a transverse support plate 8 on which are mounted the capstan box 9 as well as a motor-generator control unit 10. The motor of this group operates using its shaft 37 a series of gears mounted inside the capstan box and connected to the shaft on which the capstan pulley is mounted 11. A telescopic shaft 12 starts from the capstan box and is composed of a series of sections which are assembled by means of couplings inside bearing housings 13. The lower end of the shaft 12 is connected by conical gears.
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Venables arranged in a box 14 with the necessary gears and shafts arranged in a box 24 'and serving to rotate the receiving drum 15.
Gearbox 24 'is mounted on a bracket 24 attached to the front lower end of column 2. Another gearbox 25' is attached to bracket 24 and actuates guide mechanism 25 which makes oscillate the guide pulley 26 in one direction and in the opposite direction parallel to the axis of the receiving drum so as to deposit the metal wire on this drum in the form of regular layers. All the elements of the control mechanism described so far are well known to those skilled in the art and it is not necessary to give a more detailed description thereof. The capstan is improved as will be described in more detail below.
It will be appreciated that the present machine differs from the prior machines in that the taping heads of the present machine are not actuated by the shaft 12 as they were in the prior machines. At 27 is shown schematically the switch for starting and stopping the machine. 17 designates a guide pulley rotating on a bracket 16 fixed to the lower surface of the bracket 24. The machine shown has two taping heads, but it is understood that one could use only one or use one. more than two without departing from the spirit of the invention. On consoles 22 'fixed to the front edge of the upright 2 are mounted the individual motors 22 actuating the taping heads. The shafts of these motors are connected to the taping heads 23, which are of well-known construction.
The important feature
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lies in the fact that each banding head is actuated independently of the other by its own motor. According to current practice, a coil magazine is mounted below the motor and supports a reserve coil 29 of insulating material. In the following, this insulating material will be called "tape" and assumed to be a narrow strip of thin insulating material such as paper, "cellophane", etc., but it could be in the form of a wire. Near the top of the machine is mounted a box 33 in which is mounted an automatic stop switch which will be described later. From this box extends downwardly a second coil magazine 30 on which several coils 31 and 32 of insulating material are mounted.
The tape heads are provided with tape guides 34 and pin 35 through which the thread passes and near which the tape is applied to the thread. The dashed line W indicates the path of the thread. It arrives from the feed drum 4, passes around the guide pulley 17, passes through an opening in the shaft of the motors of the tape heads and a conduit of said heads as well as of the conduits of the reel magazines. and arrives at the capstan pulley 11, from where it passes over the oscillating guide 26 to the receiving drum 15.
It is seen that the guide pulley 17, the banding heads and the motors, the reel magazines and the capstan pulley are all vertically aligned, so that the metal wire follows a straight path in the longitudinal direction. of its length, from the guide pulley 17 to the capstan pulley 11.
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Fig. 3 shows the inside of the capstan and the improvements made to this device. The motor of the motor-generator unit 10 is connected by its shaft 37 to the shaft of the capstan pulley in the usual manner.
A sleeve 38 'is mounted loose on the shaft 37 and rotates freely in an upright 39. At one end of the sleeve 38' is fixed an angle pinion 38 which meshes with another angle pinion secured to vertical shaft 18.
The shaft 18 is connected by angle gears arranged inside the housings 19 to short-length shafts 20 which are themselves connected by angle gears to the shafts of the motors of the rebanneuse heads. There are as many trees ;;; 20 than taping heads. As the invention can be applied without this auxiliary transmission, the housings 21 have not been shown in figs. 1 and 4, but, using fig. 3, their application to the machine of FIGS. 1 and 4 will be made obvious to those skilled in the art.
At the other end of the sleeve 38 'is fixed a clutch member 40. It follows that the sleeve 38' and the angle pinion 38 and the clutch member 40 fixed to this sleeve turn crazy in block on shaft 37. In other words, shaft 37 rotates normally without actuating shaft 18 but rotates capstan pulley 11. The right-hand portion 41 'of shaft 37 is splined as shown and on this splined part is slidably assembled the other clutch element 41. An elbow lever 42 is pivotally connected to element 41 and is pivotally mounted on a support, as shown.
The other end of the elbow lever 42 is pivotally connected to the plunger
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43 of a solenoid 44, the shaft 12 is connected by gears (not shown) to the shaft 37 in the usual manner, so that when the latter turns the shaft 12 turns.
The shaft 18 is only actuated when the clutch element 41 has been brought into engagement with the clutch element 40, the pinions 38 then being coupled to the shaft 37.
The modified machine of fig. 5 differs from that shown in that only a taping head has been shown and, moreover, it is provided with a gluing and insulating device as well as with a heating device. . Parts which are identical to those previously described will not be described. Attached to the console 24 is a coating device 50 serving to distribute a layer of adhesive or insulating material on the metal wire before it arrives at the taping head. The metal wire simply passes through the device and receives therefrom a thin and uniform layer of material. In this case, the coil magazine 28 is mounted on a special bracket 29 ', since there are no other taping heads.
A second bracket 52 is secured to the upright 2 and supports another coating device 51 serving to provide the wire with a second layer of material (insulating or adhesive) on the layer of material previously applied to the wire.
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construct'ion oo device .d'cmduicago have also preferably colla do lu domL.mdc - "- do '" patent-. A third bracket 53 attached to post 2 supports an electric dryer 54 in which the plug-in electric heater coils 55 can be mounted in the number necessary to provide sufficient heat.
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health in order to dry the material before the arrival of the wire at the capstan hen. These heating coils are made up of resistance wire loops between the turns of which the coated wire passes.
In fig. 6 is shown a circuit arrangement suitable for controlling the machine. The wires 56 represent the AC supply conductors of a three-phase network, these conductors being connected to the contacts of a single three-pole switch 57. The other side of this switch is connected by three-pole wires 58. of a simple four-pole switch 59. The corresponding contacts of this switch are connected by wires 600 to the field windings of the induction motor 61.
The wires 58 are connected by wires 60 to the field coils of the motors 22 of the taping heads, which motors are also three-phase induction motors, and to the field coils of the induction generator 62. The collector rings of the generator 62 are connected by wires 63 to the slip rings of the motors 22. In this way, the field coils of the induction motors 61 and 22 are supplied by the same current source, while the rotor windings of the motors 22 are supplied with current by the slip rings of the induction generator 62. The induction motor 61 is of the squirrel cage type.
The connections are such that when the current is turned off by opening the switch 59 the inductors of the generator 62 and of the motors 22 remain energized, so that all parts of the machine rotate in the proper time ratio for
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switching on and off. Switch 57 only needs to be opened when it is a question of stopping the machine for a long enough time, for example from one day to the next, as opposed to the stopping effected to change the drums and replace empty spools with full ones.
In addition, thanks to this arrangement, all parts move in unison when any part of the machine is moved by hand, ensuring the correct synchronism of the control parts. By "synchronism" is meant that the parts rotate in a time ratio but not necessarily really in synchronism or at the same speed. If desired, or if necessary, the circuit leading to the rotors of the motors 22 can be provided with speed regulators so that the speeds of the motors can also be varied with respect to each other and with respect to the speed. working speed of the parts actuated by the capstan. One of the wires 58 is connected by a wire 64 to one of the terminals of a relay coil 65 whose role is to close the switch 59 and to keep it closed.
The other terminal of coil 65 is connected by a wire 66 to a contact controlled by the fourth pole 67 of the switch 59. This fourth pole is connected by a wire 76 to one of the terminals of a switch. with push-button 75 normally closed. The wire 66 is connected by a wire 68 to one of the contacts of a normally open push button switch 69, The other contact of this switch is connected by a wire 70 to that of the wires 58 which constitutes the second wire of the planned phase. The wire 70 is connected by a wire 71 to a fixed contact forming part of the contacts 72 of an interrup-
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tor 130.
The movable contact of this switch is mounted on a lever 73 resting on the wire using a roller and whose role is to keep the contacts 72 closed when the machine is operating normally. The mobile contact is connected by a wire 74 to the other contact of the switch 75. The same phase on the other side of the switch 59 is connected by wires 77 to a transformer 80 whose secondary is connected by one of its ends to one of the terminals of the clutch control electro 44 and to one of the terminals of a solenoid coil 81 forming part of a time relay.
The other terminal of the coil 81 is connected to the other end of the secondary of the transformer 80 and to a switch arm 82. The contact controlled by this arm is connected to the other terminal of the clutch control coil 44. The usual dash-pot for a switch of this kind is indicated at 83. Wires 77 are connected by wires 78 to brake coil 79.
The modified circuit of fig. 7 is similar in certain respects to that which has just been described but differs therefrom in that the motor-generator 10 is replaced by a motor-generator 100 and the motor 10 is a simple induction motor intended for the capstan. The wires 56 leaving the current source as before are connected through the switch 57 and the wires 58 to the switch 59. In this case the wires 60 only supply current to the field coils. induction motor 61.
This motor drives an AC generator with DC excitation for the field coil. Direct current is supplied by wires 90. Direct current is also supplied by wires 91 to the rotors.
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motors 22 of the taping heads. The alternating current of the generator 62 is supplied by wires 60 'to the inductor of the capstan motor 10 and to the inductors of the motors 22 of the tape heads. The automatic stop switch 130 is provided as before and the same applies to the on and off switches 69 and 75. The control and blocking solenoid 65 relating to the switch 69 is also provided. .
In this case, the wire 64 is connected by a wire 93 to one of the terminals of the brake coil 79 and the other terminal of this coil is connected by a wire 94 to the wire 66. The wire 64 is also connected by a wire 95 to the primary of the transformer 80. connected on the other hand by a wire 96 to the wire 74. The circuit of the clutch coil 44 and of the time relay 81 is the same.
The operation of the machine itself will now be described. With regard to figs. 1 and 4, when the machine is running the motor 10 rotates the capstan pulley 11, the shaft 12 and the receiving drum 15 by means of the gears and transmission shafts arranged in the boxes 14 and 24 ', even that it rotates the device for guiding the wire 25 through the gears and transmission shafts contained in the box 25 '. In other words, the receiving drum 15 and the guide 25 are both actuated by the shaft 12. The feed drum 4 rotates under the traction of the thread. The yarn is thus driven through the machine while moving in the longitudinal direction of its length.
Passing through the taping heads, the bands of insulating material are distributed over it in the form of overlapping helical layers. When the material of the reels carried by the taping heads reaches its end, it is possible to feed
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assemble these using new spools supplied by stores in an obvious way, without breaking the thread. To start the machine with the circuit of fig. 6 the switch 57 is closed, which energizes the inductors of the generator 62 and the motors 22. The push-button switch 69 is momentarily closed.
Current from one of the wires 58 passes through wire 70, switch 69, wire 68, solenoid 65 and returns through wire 64 to the other wire 58 of the same phase. This energizes the coil 65 which causes the closing of the switch 59 which remains closed. The coil blocking circuit is as follows: wire 64, coil 65, wire 66, pole 67, wire 76, closed switch 75, wire 74, contacts 72, wire 71 and return to the other wire 58 of the phase. The solenoid 65 thus remains energized and the switch 59 remains closed.
The parts remain in this position either until the switch 75 is opened, or until the contacts 72 are repaired by the breakage of the wire or the insulation and by the movement of the lever 73 under the action of the armed spring. Closing of switch 59 causes current to be supplied to the inductor of motor 61. Since this motor is a squirrel cage induction motor, it begins to operate. At the same time, the brake coil 79 is energized, which releases the brake.
As a result of the operation of the generator 62, this supplies alternating current to the rotors of the motors 22 of the taping heads which therefore begin to rotate in synchronism with the other parts of the machine. At this point, all parts of the machine are running, with the taping heads rotating and wrapping the tape helically around the longitudinally driven wire.
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LEMENT, according to well-known practice. According to the invention, it is preferable, when starting up, to positively couple the taping heads with the control of the capstan and of the receiving drum in order to ensure synchronism or correct adjustment in time both when starting. on and off.
This is obtained as follows: When the switch 59 is closed, the wires 77 are energized by one of the phases of the AC circuit, and as a result, the relay coil 81, energized, pulls the lever 82 towards the low, which cuts the circuit of the clutch electro 44.
The de-energization of the electro-clutch 44 has the effect, together with the action of the spring 39 '(fig. 3), to couple the clutch elements 40 and 41 and consequently to couple the clutch. shaft 18 to shaft 37. As a result, the banding heads are mechanically coupled with the motor which operates the capstan and the receiving drum, so that all the parts are positively actuated by the same motor device during start-up, this ensuring absolute synchronism until the moment when the generator 62 has reached its full running speed, as have all the working parts.
In the meantime, the dash-pot 83, which has a spring as is usual in devices of this kind, slowly allows the closing of the switch 82, so that, after a time predetermined, namely when the parts have reached their full speed, the circuit of the electro clutch 44 is established and the clutch element 41 separates from the clutch element 40. The engines rebaners then operate independently of each other and independently of the capstan and the receiving drum, at the
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less with regard to the direct mechanical transmission.
If at any time the wire breaks, the contacts 72 separate, the locking coil 65 de-energizes, the switch 59 opens and the machine stops. As soon as the switch 59 opens, the electro-clutch 44 de-energizes and the clutch elements re-engage to mechanically couple all the parts during the stop. This temporary mechanical coupling of all parts during the on and off periods is desirable to ensure the laying of the insulation layers with the proper coverage and at the proper speed.
Otherwise, it would be necessary to discard a considerable length of taped yarn during these times or, worse, a length of yarn between the ends of a finished spool would be defective. It is important to note that the electromechanical clutch and circuit connections complement each other to ensure synchronism during the on and off period, but one could, without departing from the mind of the designer. The invention is to apply any one of these means to the exclusion of the other instead of applying them simultaneously.
The operation is substantially the same with regard to the machine of FIG. 5 except that the wire receives only one layer of insulation. If the coating device 50 is used, the wire will receive a layer of material on which the insulating tape will be wound; if the coating device 51 is used, a layer of material will be applied over the insulating layer and the layer dried by passing the wire through one or more heating coils 55.
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Of course, the invention is capable of receiving other embodiments and a large number of detailed modifications without departing from its spirit.