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Perfectionnements aux dispositifs de mise en place et de soudure automatiques.
Cette invention se rapporte aux appareils de mise en place et de soudure automatiques servant à souder bout à bout des feuillards ou bandes métalliques pour en former une bande con- tinue en vue de leur traitement. Dans les installations traitant les feuillards ou bandes métalliques d'une manière continue, telles que les installations d'étamage par électrolyse, il est nécessaire de souder ou de fixer d'une autre façon l'extrémité arrière du feuillard d'une bobine à l'extrémité avant du feuillard de la bobine suivante.
Les circuits parcourus dans ces installa- tions d'étamage peuvent être divisés en trois zones : la zone 1 qui comprend l'équipement nécessaire à l'introduction ou l'alimen- tation ; la zone 2 qui comprend les différents bains, ces appareils
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effectuant le recouvrement électrolytique et le traitement, et la zone 3 où le feuillard muni de son recouvrement est découpé, examiné, classé et empilé. Il est d'importance capitale de conduire l'équipement de la zone 2 dans les conditions voulues pour maintenir un mouvement continu du feuillard en vue d'as- surer un décapage et un recouvrement électrolytique uniformes.
Il faut maintenir du mou dans le feuillard dans la zone 1 en vue d'assurer une opération continue dans la zone 2 lorsqu'on met en service une nouvelle bobine. Le temps néces- saire pour mettre en place de nouvelles bobines et souder les feuillards bout à bout dépend dans une grande mesure de l'ha- bileté de l'ouvrier dans la manipulation des extrémités des feuillards et la manoeuvre des diverses commandes électriques.
Ces opérations manuelles et la soudure prennent habituellement de 26 à 32 secondes, ce qui signifie qu'un mou considérable doit être prévu dans le feuillard et/ou que la vitesse de celui-ci doit être réduite considérablement, sinon le mou du feuillard sera épuisé avant que les feuillards n'aient pu être soudés bout à bout. L'accumulation de cette longueur de feuillard pose des problèmes au point de vue de la construction et du fonction- nement qui sont difficiles à résoudre sans une augmentation con- sidérable du coût initial de l'installation. La réduction de la vitesse dans une grande mesure, réduit à la fois la qualité et la quantité du feuillard recouvert et doit être évitée.
Suivant la présente invention, le temps nécessaire pour manipuler les feuillards et les souder bout à bout est réduit dans une mesure telle qu'il ne dépasse pas normalement 15 secondes. Il est évident que cette réduction du temps pendant lequel le feuillard de la zone 1 cesse d'être envoyé dans la zone 2 permet de réduire dans une moins forte mesure la vitesse du feuillard dans la zone 2 pendant le soudage des feuillards bout à bout.
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Un but de cette invention est de créer un dispositif automatique pour exécuter la plus grande partie des opérations dans la zonelde manière à réduire le temps nécessaire au soudage des feuillards bout à bout.
Un autre but est de construire un appareil qui met automatiquement dans la position voulue l'extrémité d'un feuillard et indique la position du feuillard lorsqu'il arrive dans la posi- tion de soudage.
Ces buts et d'autres encore ressortiront mieux de la description donnée ci-dessous avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Figs. 1 et 1A combinéesmontrent une installation d'étamage par électrolyse à laquelle l'invention est appliquée.
Fig. 2 est une vue montrant l'appareil de soudage et de serrage ;
Fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la Fig. 2;
Fig. 4 est une vue en élévation montrant l'appareil qui sert à indiquer la position du feuillard;
Fig. 5 est une vue en bout de la Fig.4; et
Fig. 6 montre un schéma des connexions pour effectuer automatiquement la mise en place et le soudage des feuillards bout à bout.
Sur la Fig.l, le chiffre 2 désigne un porte- bobine supportant une bobine dont le feuillard S est soumis d'une façon continue à l'étamage par électrolyse ou autre traitement. Le feuillard S passe du porte-bobine 2 à une cisaille 4 qui est pourvue de rouleaux pinceurs d'entraînement 6 et d'une lame de ci- saille inférieure mobile 8 qui coopère avec une lame de cisaille intermédiaire 10 pour rogner les bords avant et arrière du feuillard qui se déroule du porte-bobine 2. De là le feuillard se
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rend à travers l'appareil à souder 12 aux rouleaux pinceurs 14 qui envoient le feuillard dans le puits adoucie 16. Un second porte-bobine 18 est monté à proximité du porte-bobine 2 et supporte une bobine dont le feuillard S1 doit être fixé au bord postérieur du feuillard S.
Pendant que ce dernier passe à travers l'installation, on monte le feuillard Si dans le porte- bobine 18 et on le fait passer entre les rouleaux pinceurs 20 pour rogner ensuite son bord antérieur entre la lame de cisaille supérieure mobile 22 et la lame intermédiaire 10. Le bord an- térieur du feuillard est alors suspendu contre l'électro-aimant supérieur 24 adjacent à la soudeuse pour être prêt à être manipulé rapidement lors de la mise en place. Lorsque le feuil- lard S est entièrement dérouléeson bord postérieur est découpé entre les lames de cisaille 8 et 10, la rotation des rouleaux pinceurs étant arrêtée pendant cette opération.
On amène alors le feuillard dans la position désirée pour le soudage au moyen des rouleaux pinceurs 14. Comme le montre le mieux la Fig. 2, l'appareil à souder 12 est pourvu de guide-bords 26 pour le feuillard soumis au traitement. Chacun des guides est monté sur des roues 28 qu'on peut déplacer sur une voie 30 au moyen d'un cylindre 32 dont le piston est relié au guide à l'aide d'une tige de piston 34. Le contrepoids 36 fixé au guide 26 au moyen du câble 38 repousse le guide contre le bord du feuil- lard en mouvement lorsque l'air est évacué du cylindre 32.
Lorsque le feuillard S passe à travers l'appareil à souder 12 il est arrêté dans la position désirée au moyen des rouleaux pinceurs 24. Du côté sortie de la soudeuse 12 se trouve une barre d'arrêt 40 (Figs. 2 et 3) susceptible de pivoter sur les broches 41 qui sont fixées aux extrémités du rouleau fou 42 et montées dans des paliers 43. La barre d'arrêt 40 présente une partie creuse 44, Fig. 3, pour permettre le passage.du @
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feuillard. La barre d'arrêt 40 est fixée à la tige de piston 46 et est actionnée par le mouvement du piston dans le cylindre 48. Lorsque le feuillard S a atteint la position désirée, la barre d'arrêt 40 le maintient dans cette position comme c'est représenté sur la Fig. 3.
On constatera que la barre d'arrêt présente une surface 50 contre laquelle le bord antérieur du feuillard S1 vient heurter. Lorsque le feuillard S occupe la position représentée, l'électro-aimant 24 est désaimanté et le feuillard S1 placé dans une position où son bord antérieur se trouve contre la surface 50 et on abaisse la mâchoire 52 en ouvrant la valve 54 (Fig. 6) pour admettre le fluide par le tuyau 56 au sommet des cylindres 58, la mâchoire 52 étant fixée aux tiges de piston 60. Lorsque les feuillards S et Si sont serrés entre la mâchoire 52 et l'électrode inférieure 62, on abaisse la tête soudeuse 64 en admettant de l'air au sommet du cylindre 66. La tête soudeuse 64 porte des électrodes circulai- res 68 et une roue de contact 70.
Le moteur 72 de la traverse de tête fait avancer la tête soudeuse 64 vers le bord du feuillard, jusqu'à ce que la roue 70 entre en contact avec le feuillard. Dans l'intervalle, l'énergie est appliquée aux élec- trodes 68 et l'avancement de la tête soudeuse portant les élec- trodes rotatives se prolonge jusqu'à ce que les deux feuillards soient soudés ensemble. Lorsque la soudure est achevée, tous les éléments reviennent dans leurs positions normales.
Afin de placer le bord postérieur du feuillard S exactement dans la position voulue, une roue 74 à laquelle un tambour de câble 76 est raccordé de manière à tourner conjointe- ment avec elle, est montée à proximité des rouleaux pinceurs 14.
Un câble 78 est enroulé sur le tambour 76 et un contrepoids 80 est fixé à son extrémité inférieure de toute manière appropriée.
La roue 74 est portée par un bras 82 qui est articulée autour @
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d'un arbre 84. Un bras 86 est monté rigidement sur 'arbre 84 et est relié au moyen d'une bielle 88 au solénoïde 90. Lorsque les rouleaux pinceurs 14 sont mis en marche pour placer l'extré- mité du feuillard S dans la position voulue, le solénoïde 90 fait osciller la roue 74 de manière qu'elle vienne en contact avec les rouleaux pinceurs 14, de manière à soulever le contre- poids 80 dans les guides 92. Deux interrupteurs limiteurs 96 et 98 qui sont susceptibles d'être actionnés par contact avec les faces inclinées 100 du contrepoids 80 sont supportés par la console de guidage 94. La position du contrepoids 80 indique la position relative du feuillard S.
Le dispositif fonctionne comme suit :
Lorsqu'on désire souder l'extrémité postérieure du feuillard S à l'extrémité antérieure du feuillard S1, on rogne l'extrémité de ce dernier et on la maintient en place au moyen d'un électro-aimant 24 comme il a été décrit précédemment et dans la position représentée sur la Fig. 1. On ralentit alors le fonctionnement de toute l'installation au moyen d'un dispositif qui ne fait pas partie de cette invention. Dans la plupart des cas, il est nécessaire de marcher à cette vitesse réduite afin d'avoir suffisamment de temps pour mettre les feuillards dans la position voulue et les souder ensemble. On arrête alors les rouleaux pinceurs 14 et le dévidoir 2, le feuillard accumulé dans le puits à boucle 16 étant amené dans les zones 2 et 3 pour maintenir en fonctionnement la partie de l'installation om se fait le traitement.
L'extrémité postérieure du feuillard S est alors découpée entre les lames de cisaille 8 et 10. A ce moment les différents organes de la machine et du circuit électrique occupent les positions représentées sur la Fig.1. Le bord posté- rieur du feuillard S est alors mis en place comme suit :
On presse le bouton poussoir 102 (Fig. 6), fermant
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ainsi le circuit du relais D de mise en place par les conducteurs 104, 106, 108, le relais D, le conducteur 110, l'interrupteur à bouton poussoir 102, les conducteurs 112 et 114. Le relais D est momentanément excité, de manière à fermer les contacts D1 et établir le circuit du relais par les conducteurs 114, 116 et 118, l'interrupteur limiteur 98, le conducteur 110, le relais D, les conducteurs 108, 106 et 104. Le contact D3 est ouvert et les contacts D4 et De sont fermés, fermant ainsi un circuit électrique séparé (non représenté) qui met en marche le moteur 120 du rouleau pinceur, de telle sorte que l'extrémité cisaillée du feuillard S est entraînée en avant à travers la soudeuse par les rouleaux pinceurs 14.
La fermeture du contact D2 ferme le circuit du so- lénoide 90 de mise en place du feuillard par les conducteurs 104,106 122, 124., 116 et 114. Ceci a pour effet de faire osciller la roue 74 de manière à l'amener en contact à fr:iction avec le rouleau pinceur rotatif 14 et comme la roue 74 tourne dans ces conditions, le tambour 76 enroule le câble 78 auquel est fixé le contrepoids 80.
La position du poids mobile 80 indique la position de l'ex- trémité cisaillée du feuillard S qui est entraîné par les rou- leaux de pinceurs 14. Lorsque le contrepoids ascendant heurte l'interrupteur limiteur 96, il ferme ses contacts normalement ouverts, de manière à fermer le circuit du relais J de la barre d'arrêt par les conducteurs 114, 112, 126, 128, les contacts fermés H2, les conducteurs 130 et 104. La fermeture du contact J3 établit le circuit du solénoide 132 par les conducteurs 114, 134, 136, 106 et 104. L'excitation du solénoïde 132 actionne la soupape 138 qui admet de l'air comprimé au cylindre 48 de la barre d'arrêt et évacue l'air du cylindre de guidage 32.
Lorsque l'air est admis au cylindre 48, la barre d'arrêt 40 descend vers le feuillard qui est encore en mouvement. Lorsque l'air est évacué du cylindre 32, le contrepoids 36 repousse les guides 26 vers le bord du feuillard en mouvement. Pendant cet intervalle de
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temps, au cours duquel les cylindres sont en fonction, le contre- poids 80 continue à monter jusqu'à ce qu'il heurte finalement l'interrupteur limiteur 98 pour ouvrir ses contacts normalement fermés et couper le circuit du relais D dont le contact D3 se ferme tandis que les contacts D4 et D5 s'ouvrent instantané- ment pour arrêter les rouleaux pinceurs d'entraînement 14.
L'ouverture du contact D1 ouvre le circuit du relais D tandis que l'ouverture du contact D2 désexcite le solénoïde 90, de telle sorte que la roue 74 s'écarte du rouleau d'entraînement 14. Le contrepoids 80 descend immédiatement dans sa position de départ.
Les dispositifs et circuits ainsi décrits sont synchronisés de manière à amener la barre d'arrêt 40 et les guides 26 dans leurs positions respectives par rapport au feuillard en même temps que les rouleaux 14 s'arrêtent. Le bout cisaillé du feuillard S est alors maintenu fermement en place dans la soudeuse 12 par la barre d'arrêt 40 qui est située à une distance suffisante de l'extrémité du feuillard de manière à assurer un chevauche- ment suffisant pour qu'on ait une bonne soudure. Le mouvement du guide 26 est arrêté, vu que ce dernier est arrivé en contact avec le bord du feuillard S. Le guide et la barre d'arrêt restent tous deux dans leurs positions de trvail jusqu'à l'achèvement de l'opération de soudage, étant donné que le relais J est en- core excité.
La fermeture du contact J2 ferme le circuit du re- lais J sur les contacts nprmalement ouverts de l'interrupteur 96, par les conducteurs 114, 140, 126, 128, 130 et 104. La fermeture du contact J1 établit un circuit allant au bouton-poussoir de serrage 142 qui est employé pour déclencher l'opération de soudage décrite ultérieurement.
L'ouvrier agit alors sur l'interrupteur à bouton- poussoir 144, de manière à désexciter l'électro-aimant 24, en coupant momentanément le circuit du relais normalement excité
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L. L'ouvrier introduit l'extrémité du feuillard SI dans la soudeuse contre la surface 50 de la barre d'arrêt 40 où elle vient recouvrir le feuillard S, les bords des deux feuillards étant en alignement. On ferme alors l'interru.pteur à bouton poussoir 142 pour fermer le relais K par les conducteurs 104, 106, 146, le contact fermé J1, les conducteurs 148, 112 et 114. La ferme- ture du contact Ki établit le circuit du relais K par les con-
116 ducteurs 114,/150, 148, le contact fermé J1, les conducteurs 146, 106 et 104.
La fermeture du contact K2 établit un circuit entre le contact C2 et le relais P pour déplacer dans le sens avant la tête soudeuse actionnée par moteur. La fermeture du contact K3 établit le circuit du solénoïde 152 par les conducteurs 104, 106, 154, 116 et 114. L'excitation du solénoide 152 a pour effet d'actionner une soupape à air 54 pour a.dmettre l'air au cylindre qui abaisse la mâchoire 52 sur les deux bouts de feuillards ame- nés en place dans la soudeuse. Lorsque la mâchoire 52 descend, elle heurte l'interrupteur limiteur 156 de manière à fermer le contact 158 et ouvrir le contact 160.
La fermeture du contact 158 établit le circuit du relais B par les conducteurs 104, 162, 164, le contact normalement fermé H1, les conducteurs 166,168 et 114. La fermeture du contact B1 ferme le circuit du relais J sur le contact H2. La fermeture du contact B2 ferme le circuit du relais A par les conducteurs 104, 170, 172 et 114, en fermant ainsi les contacts A1 et A2, ce qui établit un circuit pour le relais C et le solénoïde 174, par les conducteurs 104, 176, 178, et 114. Le solénoïde 174 actionne une soupape 180 pour admettre l'air à un cylindre 66 qui abaisse la tête soudeuse 64 à laquelle sont fixées les électrodes circulaires 68 et la roue de contact 70.
L'ouverture du contact 160 coupe le circuit qui excite nor- malement le relais E, de telle sorte que celui-ci se désexcite, entraînant l'ouverture de tous ses contacts. L'ouverture des contacts E1 et E2 coupe le circuit électrique (non représenté)
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du moteur 120 du rouleau pinceur et des dévidoirs 2 et 18, ce qui immobilise ceux-ci pendant l'opération de soudage. L'ouverture du contact E3 désamorce le relais F normalement excité et 1*ou- verture du contact E4 empêche le fonctionnement du moteur 72 de la tête soudeuse en sens inverse. L'excitation du relais C, ci-dessus décrit, ouvre le contact Ci normalement fermé mais l'ou- verture est retardée assez longtemps pour donner à la roue 70 le temps d'entrer en contact avec le feuillard après que la tête soudeuse a commencé sa course avant.
La fermeture du contact C2 ferme le circuit du relais P par les conducteurs 104, 182, 184 le contact fermé K2, les conducteurs 186, 116 et 114.
La fermeture des contacts P1 et P2 établit le circuit du relais T par les conducteurs 114, 188, 190, 182 et 104. Ceci a pour effet de fermer les contacts T1, T2 et T3 pour envoyer le courant au moteur 72 de la traverse de tête, qui actionne la tête soudeuse 64 de manière à la rapprocher du feuillard.
Lorsque la tête s'est déplacée suffisamment, la roue 70 entre en contact avec le feuillard et ferme le circuit du relais G par l'enroulement secondaire d'un transformateur 192 à 24 volts et la terre 194. La fermeture du contact G1 provoque l'excitation du relais B jusqu'à ce que le contact 158 de l'interrupteur li- miteur 156 s'ouvre lorsque la mâchoire 52 est soulevée. La fer- meture du contact G2 ferme un circuit commandant le fonctionne- ment d'un tube électronique tel qu'un tube à vapeur de mercure (non représenté) dans le circuit d'alimentation de la soudeuse, et le courant est ainsi envoyé aux électrodes 68. Lorsque la tête 64 continue sa course avant sur toute la largeur des feuil- lards serrés ensemble, ceux-ci sont soudés entre eux par les électrodes rotatives 68.
Lorsque la soudure a été achevée et que la roue 70 s'écarte du feuillard les divers organes sont ramenés dans leurs
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positions normales comme suit. Le relais G est desexcité, désexcis tant ainsi le relais B et coupant le circuit des électrodes 68.
Le désamorçage du relais B désexcite les relais A et J. La désex- citation du relais J ouvre le circuit du solénoïde 132 et actionne la soupape 138 pour admettre l'air aux cylindres 32 et 48 en ren- versant ainsi leur action et ramenant les guides 26 et la barre d'arrêt 40 dans leurs positions normales. Le désexcitation du relais A désexcite le solénoïde 174 et le relais régulateur de temps C. Le solénoïde 174 fait agir le cylindre 66 en sens in- verse, de manière à soulever la tête soudeuse 64. La désexcita- tion du relais K libère le bouton-poussoir 142, désexcite le relais P et le solénoïde de serrage 152. Ce dernier actionne la soupape 54 pour admettre de l'air aux cylindres 58, de manière à soulever la mâchoire 52.
L'ouverture des contacts P1 et P2 désexcite le relais T pour arrêter la course en avant dé la tête soudeuse 64. Lorsque la mâchoire 52 est soulevée, elle actionne un interrupteur limiteur 156 pour fermer le contact 160, de ma- nière à établir un circuit pour le relais E par les conducteurs 114, 168, 196, 198 et 104. La fermeture des contacts El et E2 permet le fonctionnement des dévidoirs 2 et 18 et des rouleaux d'entraînement 14. La fermeture du contact E3 ferme le circuit du relais F par les conducteurs 114, 200, 202, et 104. La ferme- ture du contact E4 ferme un circuit pour le relais Q par les con- ducteurs 114; 200, 204, l'interrupteur limitateur 206, les con- ducteurs 208, 210, 182 et 104.
Lorsque le relais Q est excité, ses contacts Ql et Q2 ferment le circuit du relais R de renversement R par les conducteurs 104, 182, 210,212 et 114. L'excitation du relais R ferme les contacts R1, R2 et R3 pour amener le courant au moteur de la tête soudeuse qui déclenche la marche arrière de la tête soudeuse 64. Cette action est interrompue lorsque la tête heurte l'interrupteur limiteur 206, de manière à ouvrir ses .contacts en désexcitant ainsi le relais Q qui désexcite à son @
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tour le relais R et arrête le moteur 72.
Ainsi qu'il a été mentionné précédemment, le relais F est alors excité et son contact F2 ferme un circuit pour le relais H par les conducteurs 104, 182, 214, 216, 116 et 114.
L'ouverture du contact F1 est retardée pendant un temps assez long pour permettre aux relais du circuit d'excitation (non représenté) de fonctionner pour remettre en marche l'équipement de la zone 1.
A ce moment, toute l'installation travaille à vitesse réduite.
Pour augmenter la vitesse jusqu'à la normale, l'ouvrier actionne les commandes qui sont prévues dans ce but, mais ne font pas partie de cette invention.
Si l'on désire souder un feuillard à l'extrémité du feuillard S1, on place une bobine de feuillard dans le dévidoir 2 et on coupe l'extrémité antérieure du feuillard entre les lames de cisaille 8 et 10,l'extrémité étant maintenue par un électro- aimant 218. L'opération ci-dessus décrite estalors répétée pour le feuillard S1, celui-ci étant le feuillard antérieur tandis que le feuillard supporté par le dévidoir 2 est le feuillard postérieur.
Bien qu'on ait décrit et représenté une forme d'exécu- tion de l'invention, il est évident que d'autres variantes et modi- fications peuvent être apportées sans s'écarter de l'invention.
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