CA1177384A - Machine et procede pour decouper des toles - Google Patents

Abstract

Machine automatique pour découper des tôles comportant des moyens d'amenée sur la machine, d'une longueur réglable d'une façon continue et à volonté, de tôle, une cisaille et un dispositif de réception des tôles coupées. Le dispositif de réception des tôles coupées comprend une palette orientable d'un angle .alpha. choisi à volonté autour d'un axe perpendiculaire au sens de déplacement de la tôle. Des moyens sont prévus pour l'abaissement du dispositif de réception et le déplacement du dispositif de réception vers l'aval par rapport au sens de déplacement de la tôle. Et un procédé pour découper des tôles.

Description

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La presente invention concerne une machine et un procede pour decouper des toles et en particulier des tôles utilisees dans une bobine electrique d'inductance shunt pour ligne de transport d'énergie électrique.
I1 est connu en effet d'utiliser des bobines d'inductance shunt pour compenser l'énergie réactive capa-citive dans les longues lignes de transport d'énergie électrique généralement à haute tension, et pour augmenter la stabilité des réseaux.
I1 existe deux types de bobines d'inductance shunt: l'une dans l'air a manteau magnetique et l'autre a noyau de fer avec entrefers. Ce second type de bobine d'inductance est de plus en plus utilise a cause des possi-bilites qu'elle offre aux utilisateurs au niveau de sa caracteristique de saturation. Un noyau d'une telle bobine est alors constitue par un empilement vertical de tronçons de fer separés par des entrefers. Dans une realisation connue, les tôles d'un tronçon sont disposees sensiblement radialement de fa~con a former vue de dessus un disque avec un trou central. Le disque est réalisé par portions. Une portion est constituée par une jutaposition de tôles pla-cées dans des plans verticaux de longueur dégradée par paquets de tôles. Une portion comporte généralement six à
huit paquets réalisant des gradins. Dans cette réalisation connue, la direction de laminage des tôles est axiale, parallèle à la direction du champ magnétique principal.
Dans une telle disposition, il est difficile d'obtenir un coefficient de remplissage, supërieur à 0,8 dans des conditions acceptables. D'autre part, étant donné
le sens de laminage des tôles, il est nécessaire de dispo-ser d'autant de rouleaux de tôles magnétiques de largeur différente qu'il y a de paquets de tôles de longueur diffé-rente dan~ une portion, ou bien alors on n'utilise qu'un seul rouleau ayant une largeur correspondant à la longueur 117738~

du plus long paquet de tôles d'une portion mais alors cela nécessite, pour les paquets de moindre longueur, une decoupe supplementaire dans le sens perpendiculaire d'où
plus de travail et de nombreuses chutes de tôles.
La presente invention a pour but de faciliter la fabrication industrielle des noyaux et de conserver des pertes fer totales, dues aux flux magnetique principal et aux pertes supplementaires dues aux franges entre tronçons (ou galettes) successifs, minimales. La presente invention aide aussi à ameliorer le coefficient de remplissage.
Selon la présente invention, il est prevu une machine automatique pour decouper des tôles comportant des moyens d'amenee sur la machine, d'une longueur reglable d'une façon continue et ~ volonte, de tôle, une cisaille et un dispositif de réception des tôles coupées, caracte-risee en ce que le dispositif de reception des tôles cou-pees comprend une palette orientable d'un angle ~ choisi à
volonte autour d'un axe perpendiculaire au sens de déplace-ment de la tole, des moyens d'abaissement du dispositif de réception et des moyens de déplacement du dispositif de réception vers l'aval par rapport au sens de déplacement de la tôle.
Selon la présente invention, il est également prévu un procédé pour découper des tales, caractérisé en ce que: on fait avancer une tôle en rouleau vers une cisaille qui découpe la tole en rouleau en des morceaux de toles de longueur déterminée, on règle une palette orienta-ble apte à recevoir les tôles coupées, on fait tomber les t81es ainsi coupees dans un bati placé sous la palette, tout en maintenant la hauteur de chute des tales coupées constante, et on évacue les tales coupées ainsi superposées par un déplacement vers l'aval dudit bâti.
Dans un aspect préférentiel du procédé selon l'invention, on règle d'abord ladite palette en position horizontale, l'angle que fait cette palette avec l'horlzon-~ ~L7r;~ 38 ~

tale etant egal a 0, on decoupe alors un nombre predéter-mine de tôles ~ormant ainsi un premier paquet de tôles de longueur egale, puis on effectue la rotation de la palette autour d'un axe d'un an~le predeterminé et on decoupe alors 5 Ull deuxieme paquet de tôles qui tombent horizontalement dans ledit bâti, la rotation de ladite palette etant pro-gxammée de façon à modifier pas à pas la longueur de chaque tôle de ce deuxième paquet de façon à avoir des tôles dont la longueur varie d'une tale à la suivante.
La fabrication industrielle de telles portions de tronçons est alors grandement facilitée puisqu'on n'a alors besoin que d'un seul rouleau de tôle de largeur correspon-dant à l'épaisseur des tronçons quitte à le refendre dans la longueur pour obtenir la bonne largeur. Une machine auto-matique programmée selon la présente invention peut alors facilement couper les tôles à la longueur voulue et il n'y a aucune chute.
Le coefficient de remplissage dans une bobine électrique d'inductance shunt obtenue avec une machine et un procédé selon l'invention est supérieur ou égal à 0,94 ce qui est meilleur que tous les cas connus, et les pertes magnétiques totales qui sont dues aux pertes du flux prin-cipal et aux pertes du flux de fuite des franges entre tron-çons successifs sont globalement très voisines. En effet, si les pertes dues aux flux principal sont, dans une dispo-sition obtenue avec une machine et procédé selon l'invention, de l'ordre de deux fois et demi supérieures à celles dans la disposition connue citée ci-dessus, à cause du sens de lami-nage des tôles obtenues selon la machine et le procédé de la présente invention, perpendiculaire à l'axe de la bobine, par contre, dans cette disposition obtenue selon la machine et le procédé de l'invention, les pertes dues aux franges sont négligeables. Au total, les pertes ne sont pas supérieures.
Ainsi, l'intérêt d'une telle disposition obtenue selon l'in-vention demeure, même dans le cas de tôles magnetiques dontles cristaux sont orientes dans le sens du laminage, bien ~.17~3~3~

que dans ce cas, la direction de l'induct.ion soit pe~pendic~llair~ au sens préférentiel d'u-tilisation des tôles.
L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description d'un exemple de réalisation de l'invention faite ci-après a titre d'exemple en regard du dessin annexé
dans lequel:
La figure l montre en vue de dessus une portion d'un tronçon de noyau magnétique d'une bobine d'inductance shunt selon l'art antérieur connu, La figure 2 montre un rouleau de tôle magnétique, La figure 3 montre en vue de dessus une portion d'un tronçon de noyau magnétique d'une bobine d'inductance shunt obtenue avec la machine et le procédé selon la pré-sente invention, La figure 4 montre la position des différentes portions dans un tronçon de noyau magnétique d'une bobine d'inductance obtenue avec la machine et le procédé selon la présente invention, Les figures 5 et 6 montrent en vue de dessus et de face un tronçon complet prêt à être imprégné, obtenu avec la machine et le procédé selon la présente invention, et La figure 7 représente schématiquement une machine à decouper des tôles selon la présente invention.
En se reportant à la figure 1 qui montre une portion d'un tronçon de noyau d'une bobine d'inductance shunt selon l'art antérieur connu, on voit qu'une portion 1 est constituée par la jutaposition de plusieurs paquets

2, 3, 4, 5, quatre en l'occurence, de tôles 6.
Dans chaque paquet, les tôles ont la même longueur mais celle-ci est décroissante du paquet 2 au paquet 5. Les toles 6 sont placées verticalement c'est-à-dire dans des plans paralleles a l'axe 7 de la bobine qui est aussi celui 117738~

du tronçon 8. Cette portion 1 comporte ainsi des gradins et: l'assemblage d'une pluralité de telles portions 1 pour former le tronçon complet 8 laisse des vides 9 et le coefficient de remplissage dépasse difficilement 0,8. Ces vides sont ensuite comblés lors de l'imprégnation par de 1CL résine polymérisable.
Dans cette disposition connue, la direction de laminage des tôles est parallèle a l'axe 7 de la bobine et symbolisee par le signe repere 10, or pour decouper les tôles, on part de rouleaux tel que le rouleau 11 de la figure 2 dont la direction du laminage est celle indiquée sur cette figure 2 par la fleche F. Il est donc nécessaire pour chaque paquet 2, 3, 4 ou 5 d'utiliser un rouleau 11 dont la largeur L correspond a la longueur L du paquet considéré. On coupe alors des tôles sur une longueur e égale a l'épaisseur e (figure 6) du tronçon 8. Si l'on veut n'utiliser qu'un seul rouleau de largeur unique on est alors obligé de prendre un rouleau de largeur correspondant a la longueur du paquet le plus long: le paquet 2 sur la figure 1 et alors pour les paquets suivants 3, 4 et 5 il est necessaire de couper dans le rouleau 11 des tôles sur une longueur e mais aussi dans le sens perpendiculaire selon une direction y de fason a obtenir des toles corres-pondant a la longueur des paquets 3, 4 et 5. Outre la coupe supplémentaire nécessitée,, cette deniere solution occasionne des chutes importantes. A cause donc de l'orien-tation des tôles 6 dans les portions 1 on est obligé de limiter le nombre de paquets constituant une portion 1 puisqu'il faut autant de rouleaux de largeurs dif~erentes qu'il y a de paquets (la solution a rouleau de largeur uni-que etant exclue a cause des chutes et de ],a complication)~
On augmente donc la largeur de maniere a obtenir un com-promis raisonnable entre le nombre de paquets et le coeffi-cient de remplissage. Dans l'esprit de l'homme de l'art, ~7738~

la disposition des tôles de telle sorte que le sens du laminage soit celui indiqué par le signe référencé 10 c'est-a-dire parallele a l'axe 7 de la bobine est évident puisqu'il correspond au sens du flux principal de la bobine.
Comme on le voit sur la figure 3, on peut dis-poser les tôles de telle sorte que leur sens de laminage soit, pour chaque tôle, perpendiculaire a l'axe 7 de la bobine soit dans le sens Fl. On peut alors dégrader la longueur des tôles de l'une a la suivante et non plus par paquets et il suffit d'avoir un rouleau de -tole dont la -largeur correspond cette fois-ci a l'épaisseur constante e, figure 6, du troncon l.
La machine selon la présente invention est pro-grammee de maniere a couper des largeurs de toles variables.
Les essais ont montré que bien que le sens de laminage des toles soit perpendiculaire au flux principal, les pertes totales sont sensiblement les memes et ceci grâce a la diminution considérable des pertes dans le flux de franges entre les differents troncons 8. On a donc une fabrication beaucoup plus simple et un meilleur coefficient de remplissage, en conséquence a section utile de fer égale, le diametre extérieur du tronçon est plus faible donc les masses de fer, de cuivre de l'enroulement et des isolants sont plus faibles.
La figure 3 montre donc une portion 1 d'un tron-çon 8 réalisé selon la machine et le procede de la presente invention. Cette portion est constituee de deux paquets 12 et 13 de toles 6 ayant toutes une longueur identique.
Ces deux paquets 12 et 13 prennent en sandwich un paquet de toles 14 qui ont toutes des longueurs differentes.
La figure 4 montre la jutaposition des différentes portions 1 dans le tronço~ 8.
Les figures 5 et 6 montrent un tronçon complet ~L~773~3~

prêt à l'impregnation. Pour le maintien des tôles, on a place à la peripherie externe et interne des cylindres 15 et 16 mecaniquement resistants et isolants et sur le dessus et le dessous une toile en tissus de verre 17 et 18.
Sur le dessus du tronçon, sont placés des sépa-rateurs 19 de manière a réaliser un entrefer entre le tronçon et le suivant qui sera posé au-dessus. Ces sépara-teurs sont en ardoise.
L'ensemble est alors placé dans un four dans lequel on réalise le vide, on verse alors goutte a goutte une resine d'impregnation telle qu'une resine epoxy poly-merisable puis on execute le traitement thermique pour la polymerisation.
La figure 7 qui montre une machine à decouper les tôles sel~n l'invention comprend un dispositif de reception des tôles coupees apte a constituer des paquets de tôles tel que le paquet de tôle 1 figure 3. La machine comprend essentiellement ~rois parties:
- des moyens d'amenee de la tôle, non representes, mais comprenant d'une maniere classique une butee fixe, une butee mobile dont le deplacement est assuré par une vis mere, et une pince mobile se déplaçant entre les deux butées: la pince prend la tôle a la fin de sa course arriere limitée par la butee mobile, l'entralne vers l'a-vant jusqu'a la butee fixe lâche la tôle apres la coupe, l'ecartement entre la butee fixe et mobile déterminant la longueur de tôle coupée.
- la cisaille proprement dite comprenant un couteau mobile 20, une contre lame fixe 21 et un dispositif de blocage de -~ 30 la tôle 22.
- un dispositif de reception 23 comportant un bâti 24 sur lequel est placee une palette 25 orientable d'un angle ~
ajustable a volonté autour d'un axe 26 perpendiculaire au sens d'avancement 27 de la tôle grâce à un verin 28. La 11773~3~

palette 25 comporte des joues latérales 29 à écartement reglab]e. Un verin 30 permet le deplacement vertical du bâti 24. On pcut ainsi faire en sorte que la hauteur de chute de la tôle coupée soit constante. Enfin, un vérin 31 permet le déplacement vers l'aval du bâti 24 pour l'évacuation du pa~uet de tôles 32 coupées. Tcus les mouvements: de la palette 25, des vérins 28, 30, 31, du couteau 20, de l'amenée de la longueur de toles, sont automatiques et programmes.
Pour réaliser un paquet de toles tel que la portion 1 representee sur la figure 3, on commence par regler la palette 25 en position horizontale, l'angle étant égal a 0 et les tôles arrivant dans le sens de la flèche F (fig. 1) on découpe d'abord les toles du paquet 12 puis automatiquement, d'après le programme, le vérin 28 assure la rotation de la palette 25 autour de son axe 26 d'un angle ~ égal a l'angle ~ de la portion 1 et l'on coupe alors le paquet de t81es 1~ qui tombent alors hori-zontalement, la machine est également programmée pour aug-menter pas a pas la longueur de chaque tole. Le pas y est par exemple de 1,76 mm pour des tôles de 35 centieme de millimetre d'épaisseur g pour un angle a de 1115' corres-pondant a trente deux portions 1 dans un tronçon 8. La formule du pas y est : Y = tg Sans changer l'angle ~ on découpe le paquet 13 de toles de longueur identique. Pendant tout le temps du découpage le vérin 30 abaisse la bati 24 d'une maniere con-- tinue de manière à ce que la hauteur de chute des tôles coupees soit constante. Enfin, le vérin 31 pousse le bâti 24 vers la droite et l'on peut prendre le paquet de tôles 32.

Claims (10)

Les réalisations de l'invention, au sujet des-quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué sont définies comme il suit:

1. Machine automatique pour découper des tôles comportant des moyens d'amenée sur la machine, d'une lon-gueur réglable d'une façon continue et à volonté, de tôle, une cisaille et un dispositif de réception des tôles cou-pées, caractérisée en ce que le dispositif de réception des tôles coupées comprend une palette orientable d'un angle .alpha. choisi à volonté autour d'un axe perpendiculaire au sens de déplacement de la tôle, des moyens d'abaissement du dispositif de réception et des moyens de déplacement du dispositif de réception vers l'aval par rapport au sens de déplacement de la tôle.

2. Machine automatique pour découper des tôles selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite cisaille comprend un couteau mobile, une contre lame fixe et un dispositif de blocage de la tôle.

3. Machine automatique pour découper des tôles selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit dispositif de réception comprend un bâti sur lequel est placée ladite palette orientable.

4. Procédé pour découper des tôles, caractérisé
en ce que:
- on fait avancer une tôle en rouleau vers une cisaille qui découpe la tôle en rouleau en des morceaux de tôles de longueur déterminée, - on règle une palette orientable apte à recevoir les tôles coupées, - on fait tomber les tôles ainsi coupées dans un bâti placé sous la palette tout en maintenant la hauteur de chute des tôles coupées constante, et - on évacue les tôles coupées ainsi superposées par un déplacement vers l'aval dudit bâti.

5. Procédé selon la revendication 4, caracté-risé en ce qu'on modifie la longueur des tôles coupées en ajustant autour d'un axe perpendiculaire au sens d'avance-ment de la tôle en rouleau l'angle que fait la palette avec une horizontale.

6. Procédé selon la revendication 5, caracté-risé en ce qu'on maintient la hauteur de chute des tôles coupées constante en abaissant ledit bâti de manière conti-nue pendant tout le temps de découpage de la tôle en rou-leau.

7. Procédé selon la revendication 6, caracté-risé en ce que:
- on règle d'abord ladite palette en position horizontale, l'angle que fait cette palette avec l'horizon-tale étant égal à 0, on découpe alors un nombre prédéter-miné de tôles formant ainsi un premier paquet de tôles de longueur égale, puis - on effectue la rotation de la palette autour de son axe d'un angle prédéterminé et on découpe alors un deuxième paquet de tôles qui tombent horizontalement dans ledit bâti, la rotation de ladite palette étant programmée de façon à modifier pas à pas la longueur de chaque tôle de ce deuxième paquet de façon à avoir des tôles dont la longueur varie d'une tôle à la suivante.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé
en ce qu'on programme la rotation de ladite palette de façon à augmenter pas à pas la longueur de chaque tôle.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé
en ce qu'on programme la rotation de ladite palette selon un pas dont la formule est dans laquelle:
y : est le pas g : l'épaisseur de la tôle .alpha. : l'angle de rotation de la palette autour de son axe.

10. Procédé selon la revendication 7, caracté-risé en ce qu'on découpe un troisième paquet de tôles de longueur égale.