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"DISPOSITIF DE REGLAGE DE LA TENSION, ET D'ARRET AUTOMATIQUE, POUR MACHINES A ENVELOPPER OU RUBANER DES FILS, OU TORONS, METALLIQUES"
La présente invention concerne un appareil au moyen duquel la tension sur une machine à envelopper ou ruba- ner des fils, ou des torons, métalliques peut être maintenue sensiblement uniforme et comprend un moyen pour convertir automatiquement le moyen de tension en un dispositif de freinage lors de la rupture-du ruban ou du fil,ou toron, métallique.
On comprendra le mieux la nature de l'invention et ses objets d'après la description, qui va suivre, d'une des dispositions de mécanisme réalisant cette invention.
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L'invention réside essentiellement en les combi- naison, construction, arrangement et emplacement relatif de parties, le tout conformément à la description suivante.
Sur les dessins ci-joints :
Fig. 1 est une coupe verticale par l'axe, avec arrachements, d'une portion d'un banc à broches de machine rubaneuse englobant une construction comprenant une partie de l'invention;
Figs. 2 et 3 sont un plan et une élévation latérale du stator de la partie magnétique du dispositif;
Figs. 4 et 5 sont un plan et une élévation laté- rale de la pièce polaire pour le noyau du stator;
Fig. 6 est un plan de la pièce polaire du rotor; Fig. 7 est une coupe verticale, par l'axe, de cette pièce polaire et
Fig. 8 est un schéma de la combinaison de circuits de l'invention.
Le dispositif qui fait l'objet de l'invention est particulièrement propre à être utilisé dans des machines dont une machine à isoler des fils métalliques est un exemple.
Une machine à isoler des fils métalliques à laquelle l'in- vention peut être appliquée est du type dans lequel un brin se mouvant longitudinalement,tel qu'un fil métallique, par exemple, est entouré d'un ruban de matière isolante, enroulé en hélice, comprenant des spires contiguës ou se recouvrant.
Une machine de ce type est décrite et représentée dans le brevet des Etats-Unis, de Fantone et Jameson N 1.955.908, du 24 Avril 1924, intitulé "Procédé et appareil pour appli- quer des couvertures de ruban à des brins".
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La machine de ce brevet comprend un frein magné- tique constitué par un noyau plein et un enroulement aimantant agissant sur un disque aimantable assujetti à la broche ou manchon de bobine pour tourner avec la bobine. Le circuit pour cet enroulement est commandé au moyen d'un interrupteur qui est disposé pour être tenu ouvert par le ruban se dérou- lant du manchon de bobine. Lorsque le ruban se rompt, cet interrupteur se ferme en complétant le circuit à l'enroule- ment et en faisant que le manchon de bobine et la bobine montée sur lui cessent immédiatement de tourner. Un tel mé- canisme est représenté dans le brevet des Etats-Unis de Fantone et Parvin, N 2.003.354, du 4 Juin 1935 pour "Machine à appliquer un ruban à un brin".
Cette machine comprend aussi, de préférence, un moyen de tension pour maintenir une tension uniforme sur le brin ou le ruban venant de la bobine pendant un fonctionnement normal de la machine. Dans ce cas, le noyau et le disque ai- mantables de champ sont munis de pôles. Une disposition con- venable de mécanisme de ce type est décrite et représentée dans le brevet des Etats-Unis de Edward G. Parvin, N 2.077183, du 13 Avril 1937 pour '''Moyen et procédé magnétiques de mise sous tension".
La présente invention implique la conception de la combinaison tant du moyen de mise sous tension que du moyen de freinage en un seul mécanisme compris dans des dir- cuits de commande et commandé principalement par un interrup- teur qui, lorsque le ruban se rompt, se ferme pour mettre les circuits en action. On peut noter que l'interrupteur qui se ferme ainsi quand le ruban se rompt peut être de plu- sieurs types différents. Il peut, par exemple, être du type
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actionné par engagement direct avec le manchon de bobine, comme c'est représenté dans le brevet des Etats-Unis ? 2.003.354, précité.
D'un autre côté, ce peut être un inter-. rupteur actionné par la force centrifuge, du type décrit et représenté dans le brevet des Etats-Unis de Fantone et Jameson, N 2.044.160, du 16 Juin 1936, pour "Interrupteur centrifuge".
Afin de permettre de comprendre pleinement les combinaisons de circuits de la présente invention on décrira ici et on a représenté sur les Figs. 1 à 7 inclusivement le mécanisme divulgué dans le brevet des Etats-Unis ? 2.077.183 précité, qui emploie un interrupteur du type cen- trifuge. Toutefois, comme ce sera évident pour les personnes de la partie, l'autre disposition d'interrupteur décrite dans le brevet des Etats-Unis ? 2.003.354, également précité, aussi bien que d'autres types convenables d'interrupteurs pourraient être employés.
Le mécanisme de Figs. 1 à 7 inclusivement comprend une portion d'un support 61 auquel doit être attaché le mo- teur de tête distributrice, ou de banc à broches, non repré- senté sur les dessins. Ce moteur est attaché au support de manière à pendre de celui-ci et à permettre d'y relier la broche 62. Sur cette broche est tenu, au moyen d'une paire d'écrous 63, un collier 64. Ce collier est relié, au moyen des vis 67, à un plateau ou table tournante 65 de sortque ce plateau tournera avec la broche.
Le collier 64 est emboîté dans un évidement central du moyeu central pendant 66 du plateau 65
La broche 62 est munie d'un prolongement 68, de diamètre réduit, qui s'élève à travers le plateau 65 et à
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travers un évidement central, 74, existant dans le dessus de celui-ci. Sur des coussinets convenables tels que ceux représentés en 70, tourne le manchon de bobine 69 qui est tenu en place sur la broche au moyen de la bague taraudée 71, Ce manchon 69 est pourvu d'un rebord ou collerette à son extrémité inférieure. L'extrémité supérieure de la partie 68 de la broche est munie d'une disposition convenable de mandrin de serrage et d'écrou de blocage, 72, au moyen des- quels un nez de broche, non représenté mais habituellement employé avec des têtes distributrices de ce type, est monté en place.
Au plateau 65 est attaché, à l'intérieur de l'évi- dement 74 un noyau de stator 75, en matière aimantable telle que le fer ou l'acier, établi sous la forme d'un disque à rebord possédant un manchon central 76 Sur l'extrémité su- périeure du manchon 76 repose un roulement à billes 73 sur lequel le manchon de bobine chargé 69 repose de manière à pouvoir tourner librement sur la partie 68 de la broche. Com- me c'est représenté sur la Fig. 2, le noyau de stator est pourvu d'une série de fentes, 751, dans le but de réduire les pertes par courants parasites dans le noyau, conformément à la pratique usuelle dans les industries électriques. Il existe en 81, pour le stator 75, un couvercle en forme de disque constitué par une couronne de matière magnétique et encoché à la circonférence pour présenter les pièces polaires 181 (Fig. 4).
Ce couvercle est assujetti au noyau de stator 75 et sert à renfermer l'enroulement de stator 77 (Fig. 1).
Une des extrémités 78 de l'enroulement 77 est connectée à une bague 79 montée sur une bague isolante 80 qui est assujettie
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au moyeu 66. Un balai, non représenté, est prévu pour complé- ter le circuit à la bague 79 L'autre extrémité de l'enrou- lement 77, bien qu'elle ne soit pas représentée non plus sur la Fig. 1, est mise à la masse. A l'extrémité à collerette du manchon de bobine 69 est assujetti un rotor magnétique 82 qui est construit sous la forme représentée sur les Figs. 6 et 7 et est encoché à sa périphérie pour présenter les pièces polaires 82a, Ce rotor est assujetti à la collerette du man- chon de bobine par les vis 83 (Fig. 1) pour tourner avec ce manchon.
Il est construit de manière à coïncider axialement avec les pièces polaires 81a du stator, comme on le voit clairement sur la Fig. 1.
Il est à peine besoin de dire, pour les personnes de la partie, que dans le cas où le manchon de bobine est fait lui-même de matière aimantable, son extrémité à colleret- te peut être employée comme rotor et peut être encochée à sa périphérie de la même façon que cela est représenté sur la Fig. 6, ce qui dispense ainsi de la nécessité de prévoir un rotor distinct.
En 84 est représenté l'une des diverses broches guides, communément employées dans une tête distributrice ou banc à broches, autour desquelles le ruban passe dans son trajet de la bobine, montée sur le manchon de bobine, au nez.
Sur le dessus du guide 84 est monté un contact qui en est isolé et qui est connecté, par le conducteur isolé 86, à une bague 87 montée sur la bague isolante 88. L'autre fil du circuit comprenant le contact 85 est mis à la masse. Un bras d'interrupteur 89 est monté à pivot sur le guide 84 et situé de manière à pouvoir venir en prise avec le contact 85
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Comme c'est représenté dans le brevet des Etats-Unis, ? 2044160, précité, le ruban, en passant de la bobine, autour du guide, au nez, agit sur le bras 89 pour le tenir écarté du contact isolé 85 jusqu'à ce que le ruban se rompe.
On va maintenant décrire en détail la combinaison, nouvelle, de circuits de cette invention, en tant qu'employée avec un mécanisme comme celui décrit ci-dessus (voir Fig. 8).
Le relais A comprend un jeu de contacts 1, 2 , 4, 2 et 2 qui sont montés pour se mouvoir ensemble et dont cha- cun coopère avec une paire de contacts fixes. Les contacts mobiles 2,3 et 4 sont disposés pour compléter un circuit d'une source convenable de courant, connectée aux fils 7,8 et , aux fils 10, 11 et 12 qui commandent le moteur à axe vertical comme c'est exposé dans le brevet des Etats-Unis N 2.003.354-, précité. Le relais A est normalement dans la position représentée sur la Fig. 8 et, à ce moment, l'en- roulement 21 du relais n'est pas excité. En 13 est indiqué le primaire d'un transformateur convenable pour alimenter les circuits de commande.
Ce transformateur possède une paire de secondaires 14 et 15 L'une des extrémités du secondaire 14 est connectée, par un fil 16, à un relais B dont le con- tact mobile 17 commande le circuit comprenant ce fil. L'autre fil, 18, de ce circuit va à la borne commune d'une paire d'interrupteurs 19 et 25 L'interrupteur 19 est normalement ouvert et est l'interrupteur de mise en marche du mécanisme, tandis que l'interrupteur 25.'est normalement fermé et est l'interrupteur d'arrêt de ce mécanisme. L'autre borne de l'interrupteur 19 est connectée, par,-'un fil 20, à l'enroule- ment 21 du relais A, enroulement qui est, à son tour, connecté
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par un fil 22 à l'autre extrémité du secondaire 14.
Le fil 20 est connecté, par un fil 23, à l'un des contacts fixes qui coopèrent avec le contact mobile 1. L'autre de ces contacts fixes est connecté, par un fil 24 à l'autre borne de l'in- terrupteur 25 .Une des bornes, ou extrémités, du secondaire 15 est mise à la masse, comme c'est indiqué en 26. L'autre borne de ce secondaire est connectée, par un fil 27, à une résis- tance 28. Un contact mobile, pour cette résistance, est con- necté par un fil 29 à l'enroulement de mise sous tension et de freinage 77 dont l'autre extrémité est mise à la masse, comme cela a été dit ci-dessus et comme c'est indiqué en 31 sur la Fig. 8. La résistance 28 est également connectée, par un fil 40, à l'un des deux contacts fixes qui coopèrent avec le contact mobile 6.
Le fil 27 est également connecté à l' enroulement 33 du relais B par un fil 32, L'autre borne, ou extrémité, de cet enroulement est connectée, par un fil 34, au contact 85 de l'interrupteur centrifuge dont le bras 89 est mis à la masse comme c'est indiqué en 36.
Le fil 27 est aussi connecté, par un fil 37, à l'un des deux contacts fixes au relais C avec lesquels coopère le contact mobile 38 de celui-ci. L'autre de ces contacts fixes est connecté, par un fil 39, à l'autre des deux contacts fixes avec lesquels coopère le contact mobile 6. Le fil 16 est connecté, par un fil 41, à l'un des deux contactsfixes avec lesquels coopère le contact mobile 52 L'autre de ces contacts fixes est connecté, par un fil 42, à l'une des bornes de l'enroulement 52 du relais C et à l'une des bornes d'une résistance 44. L'autre borne de la résistance 44 est
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connectée à l'enroulement de chauffage 45 d'un relais ther- mique qui peut être de toute disposition convenable.
L'en- roulement de chauffage 45 est également connecté, par un fil
46, à l'un des deux contacts fixes qui coopèrent avec le con- tact mobile 47.'L'autre de ces contacts fixes est connecté, par un fil 48, au fil 22 ainsi qu'à l'un des deux contacts fixes coopérant avec le contact mobile 53. L'autre de ces derniers contacts fixes est connecté, par un fil 51, à l'au- tre borne de l'enroulement 52 et au bras mobile 43 du relais thermique.
Le fil 48 est connecté, par un fil 49, au contact fixe de l'interrupteur et relais thermique, comme c'est in- diqué en 50 Comme d'habitude dans des relais de ce type, quand le bras 43 se déforme, à mesure que sa température aug- mente, il se meut pour fermer l'interrupteur 50
Ce circuit fonctionne comme il suit :
Pour mettre la machine en marche, on ferme momen- tanément l'interrupteur 19 Du courant passe alors du secon- daire 14 par le fil 16, le contact 17 du relais B, le fil
18, l'interrupteur 19 le fil 20 et l'enroulement 21, d'où il revient par le fil 22 au secondaire 14 Le relais A fonc- tionne alors, à partir de la position représentée, pour in- terrompre les circuits établis par 2 et 6 et pour établir les circuits par 1, 2,3 et 4.
Un circuit de maintien, pour l'en- roulement 21, est alors complété du fil 18, par l'interrup- teur normalement fermé 25, le fil 24, le contact 1 et le fil 25 , à l'enroulement 21. Dans ces conditions, le relais
A reste actionné. Les contacts 2,2 et 4 ferment le circuit alimentant le moteur à axe vertical.
Dans un sens général, cela met la machine en action, bien qu'il y ait des moteurs et circuits additionnels qui
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sont alimentés en même temps, conformément au circuit plus complet qui est représenté dans le brevet des Etats-Unis n 2.003.354, précité. Il va naturellement sans dire que le circuit décrit ici. n'est qu'une partie du circuit complet décrit dans ce brevet. Comme résultat, le banc à broches est mis en action, le moteur de banc à broches (non repré- senté) relié à la broche 62-68 (Fig. 1) étant également ali- menté.
Le ruban en cours d'entraînement au nez tient le bras d'interrupteur 89 dégagé du contact 85 L'enroulement de mise sous tension 77 est excité en raison du fait que du courant y passe du secondaire 15 par le fil 27 la résistance 28 et le fil 29 On peut faire varier la force du champ magnétique sur le rotor 82 en réglant le contact mobile de la résistance 28 connectée au fil 29 La machine continue à fonctionner de cette manière jusqu'à ce que le ruban se rompe, ou jusqu'à ce qu'on ouvre l'interrupteur 25 Le stator et le rotor coopèrent pour maintenir une tension uniforme sur le ruban à mesure que la bobine diminue de diamètre, parce que l'augmentation, qui en résulte, de la vitesse de rotation du manchon de bobine 69 est cause d'une réduction dans la ré- sistance à la rotation du rotor dans le champ du stator.
On peut nober ici que, pour arrêter la machine dans son fonctionnement normal, il suffit d'ouvrir l'interrupteur 25 ce qui interrompt le circuit de mainbien de l'enroulement 21, avec ce résultat que le relais A revient à la position représentée sur la Fig. 8.
Toutefois, si le ruban se rompt, le bras d'interrup- teur 89 vient en prise avec le contact 85 de sorte que du courant passe du fil 27, par le fil 32, l'enroulement 33 du relais B, le fil 34 et l'interrupteur d'arrêt 85-89 à la masse par le fil 36 Cela fait que le relais B ouvre le
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circuit d'arrêt de la machine en déconnectant le fil 16 du fil 18, ce qui équivaut à l'ouverture de,l'interrupteur 25 Ainsi, le relais A revient de la position où l'a amené son fonctionnement à la.position représentée sur la Fig. 8.
Avec le relais dans cette position, un circuit est complété du fil 27 par le fil 37, le contact mobile 38 du relais C, le fil 39 le contact mobile 6 du relais A et le fil 40, à l'enroulement 77 L'enroulement 77 reçoit, par ce circuit, un courant plus fort en raison du fait que la résistance 28 n'est pas comprise dans le dit circuit. Dans ces conditions, l'enroulement 77 est plus fortement excité et attire le rotor 82 avec une force suffisante pour arrêter presque immédiate- ment le manchon de bobine et la bobine montée sur lui. Cela présente l'avantage que le ruban ne se perd pas en se dérou- lant.
La 'bobine et le manchon de bobine tournent à grande vitesse et, si le ruban se rompt, on voit que l'extrémité libre sera projetée dans l'espace et qu'une quantité consi- dérable s'en déroulera si on laisse la bobine et le manchon tourner librementAinsi, presque aussitôt la rupture du ruban, l'enroulement de mise sous tension 77 est fortement excité pour lui faire exercer une action de freinage qui arrête presque immédiatement le manchon de bobine. Le retour du relais A à sa position normale complète aussi un circuit à l'enroulement de chauffage et au relais thermique, de la façon suivante : fil 16, par le fil 41, le contact mobile 5 du relais A, le fil 42;la résistance 44, l'enroulement de chauffage 45, le fil 46., le contact mobile 47 du relais C et le fil 48, au fil 22.
Dans ces conditions l'enroulement 45 commence à chauffer le bras 43 qui est de préférence bimétallique de façon à se déformer facilement. Au bout
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d'une période de temps prédéterminée, le bras 43 est déformé suffisamment pour fermer les contacts 0,avec ce résultat que du courant passe du fil 22, par le fil 48, le fil 49, les contacts 50 le bras 43 le fil 51, l'enroulement 52 le fil 42, le contact mobile 2 du relais A et le fil 41, au fil 16.
Dans ces conditions, le relais C fonctionne pour inter- rompre les circuits en 38 et 47 et pour établir par le contact mobile pour l'enroulement µ2, un circuit de maintien qui connecte entre eux les fils 48 et 51 La rupture du circuit par le contact mobile 38 interrompt la fourniture de courant à l'enroulement 77 A ce moment, bien entendu, le manchon de bobine a été arrêté et le circuit allant à l'enroulement 77 est interrompu pour éviter une surchauffe et pour commencer le rétablissement des circuits à l'état normal.
La rupture du circuit en 47 interrompt la fourniture de courant à l'enroulement de chauffage 45 de sorte que le bras 43 commence à se refroidir et, lorsqu'il ouvre le circuit aux contacts 50, le relais C est tenu fermé par le circuit de maintien qui est établi par le contact mobile 53 Le contact 38 interrompt le circuit en dérivation à la résistance 28, de sorte qu'on peut renfiler le ruban.
Lorsqu'on met la machine en marche, en fermant l'interrupteur 19, le relais A se soulève, ce qui interrompt le circuit de maintien pour le relais C et permet à celui-ci de tomber.
Il sera évident pour les personnes de la partie, d'après la description ci-dessus, que les principes de l'in- vention pourraient être réalisés sous d'autres formes physi- ques sans déroger à leur esprit. L'invention n'est par consé- quent pas strictement limitée à ce qui a été représenté et décrit ici à titre d'exemple illustratif.