Machine à enrouler les bobinages. Cette invention est relative aux machines à enrouler les bobinages et elle se propose l'établissement d'une machine perfectionnée de ce genre construite de telle sorte que, la longueur et le diamètre d'un fil métallique, correspondant à une certaine résistance, ayant été donnés, on puisse la régler de ma nière qu'elle enroule les spires du bobinage les unes à côté des autres et qu'elle s'arrête exactement lorsque ladite longueur de fil a été enroulée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
Fig. 1 en est une élévation de face, Fig. 2 un plan; Fig. 8 et 4 sont des vues de détail mon trant à part respectivement en coupe verti cale centrale et en plan un interrupteur de démarrage destiné à être utilisé avec cette machine, cet interrupteur n'étant pas repré senté en fig. 1 et 2; Fig. 5 est une élévation prise du côté gauche de la fig. 1 qui montre le mécanisme permettant de faire varier la vitesse à la- quelle le bras traversier va-et-vient le long du bobinage enroulé; Fig. 6 est une coupe transversale de la machine montrant le mécanisme conduisant le fil à la bobine et pour inverser le mouve ment du bras traversier;
Fig. 7 et 8 sont respectivement des élé vations de face et de côté du mécanisme de support du tour et de dévidage du fil et du mécanisme de tension et de mesure de la lon gueur de ce fil encours d'enroulement sur la, bobine, cette portion de la machine n'ap paraissant pas en fig. 1 et 2; Fig. 9 est une élévation de face .à plus grande échelle destinée surtout à montrer le mécanisme animant le bras traversier d'un mouvement de va-et-vient; Fig. 10 en est une coupe transversale; Fig. 11 est le diagramme des connexions électriques de la machine.
Sur ce dessin,<I>a</I> désigne le socle, b le mo teur faisant tourner la bobine sur laquelle le fil métallique doit être enroulé, c une pou pée réglable destinée à supporter une extré mité de la bobine, d des mentaux terminaux solidaires du socle et supportant une tige filetée rotative d1 servant à faire aller et venir le bras traversier qui fait cheminer le fil le long de la bobine durant son enroule ment. b1 désigne un disque entraîneur assu jetti sur l'arbre du moteur et étudié pour entraîner, par l'intermédiaire d'une roue e garnie de caoutchouc, une roue entraînée d2 calée sur la tige filetée d1. La bobine est supportée entre le mandrin b2 du moteur et la pointe c1 de la poupée c.
f (fig,, 7 et 8) désigne un cadre pourvu à une extrémité d'un double montant f1 et à l'autre extrémité d'un seul montant f; ces montants portent des arbres rotatifs f et f4 pur lesquels est supporté le touret (figuré en traits mixtes par f5) duquel le fil est dévidé.
Ce cadre est, dans la pratique, disposé à une petite distance en arrière de la machine re présentée en fig. 1 et 2. g désigne une roue de guida ge creusée d'une gorge dans laquelle passe le fil qui se rend à la bobine; cette roue g transmet son mouvement de rotation par l'intermédiaire d'un arbre g1 à une ai guille de mesure g2 qui provoque l'arrêt de la machine lorsqu'une certaine longueur de fil a été enroulée sur la bobine. lh désigne un tambour de frein, lah un sabot de frein et h2 un levier permettant de régler à volonté la pression exercée par le frein.
La suite de cette description va main tenant décrire les principaux organes de la machine les uns après les autres: Interrupteur de démarrage (fig. 8 et 4) Le bras de contact j est normalement soulevé par un ressort de compression j2 qui pousse son axe j3 et sa manette vers le haut de façon à ne pas toucher les plots j1. Ces plots sont connectés à un rhéostat j4 consti tué par un fil résistant enroulé sur une pla que de métal isolée recourbée selon une forme circulaire, lequel rhéostat permet de faire varier à volonté la. vitesse du moteur. A l'intérieur et an centre de ce rhéostat est disposé un électro-aimant f qui fait partie du circuit et dans la partie supérieure du noyau duquel j6 est logé le ressort j2.
L'armature de cet électro-aimant est constituée par une plaque j7 fixée sur l'ex trémité inférieure de l'axe j3 de la manette de commande. js désigne des goujons d'arrêt et f un ressort destiné à ramener le bras de contact à la position d'ouverture du circuit.
Pour se servir de cet interrupteur de dé marrage, on appuie vers le bas sur le bras j et on le fait tourner pour l'amener au con tact du premier plot. Ce déplacement a pour effet de fermer le circuit et d'exciter l'élec- tro-aima.nt, donc de maintenir ce bras in variablement contre ledit plot. Le frottement l'empêche de retourner à la position d'ouver- ture du circuit. Pendant que l'armature est ainsi maintenue contre le noi-au de l'électro aimant, on peut faire passer le bras j d'un plot à l'autre.
En .cas d'interruption dans l'arrivée du courant traversant l'interrupteur par suite d'une rupture accidentelle du fil en cours d'enroulement sur la bobine ou par suite de la fin de l'enroulement par épuisement de la longueur du fil à enrouler (comme il va être expliqué) l'électro-aimant f cesse de fonctionner et libère l'armature j7 ce qui per met au ressort j' de ramener ledit bras j à la position d'ouverture du circuit sans qu'il frotte sur les plots.
Aussi ce ressort j9 peut-il être relativement faible et l'interrup teur ne subit-il aucun effort exagéré lors de ce rappel du bras à cette position d'ouverture. Mécanisine <I>d'entraînement</I> <U>(fi,),.</U><B>1, 29</B> et<B>5)
</B> La roue e garnie de caoutchouc- est mon tée pour pouvoir tourner dans une console e1 qui peut coulisser le long d'une tige fixe de guidage e' sous l'action d'un levier e3 pivoté en e4 et solidarisé avec ladite console par une biellette e'. L'extrémité supérieure de ce le vier e3 est munie d'une poignée de commande eo et découpée en pointe (voir le pointillé en fig. 5) -de façon que sa position par rapport à une échelle assujettie à. une plaque fixe e7 puisse être lue facilement.
Cette échelle est graduée pour correspondre aux diverses vi tesses de rotation de la tige filetée d' à seule fin qu'on puisse faire varier la vitesse du mouvement transversal du fil métallique vis- à-vis de la bobine durant son enroulement sur celle-ci, selon le diamètre du fil employé.
De cette façon, lorsque la roue e occupe la posi tion indiquée dans ces figures, la tige filetée dl tourne à peu près à sa vitesse minima re lativement à la vitesse du moteur; cette posi tion convient pour l'enroulement de fil de faible diamètre, tandis que, pour du fil plus gros, il faut pousser le levier e3 vers l'inté rieur jusqu'à un point de l'échelle graduée correspondant à la vitesse requise pour ledit fil de façon à faire reculer la roue e du cen tre du disque dl et à la rapprocher du centre du disque d2, ceci ayant pour effet d'accroî tre la vitesse de rotation de la tige filetée d1 et, par conséquent, d'augmenter la vitesse du mouvement transversal du fil, cette augmen tation de vitesse compensant son diamètre accru, comme il est aisé de le comprendre.
Mécanisme traversier servant à faire cheminer <I>le fil le long de sa bobine</I> (fig. 1, 2, 6, 9 et 10) Sur une tige de guidage rotative k sont montées deux butées d'arrêt k 1 et 7c2 pourvues respectivement de bras 7c3 et k4 saillant vers l'avant (le bras droit 7c4 est supposé omis en fig. 2 pour plus de clarté). Les extrémités dirigées vers le bas de ces bras sont placées au contact intime des faces internes des joues de la bobine puis les butées k1 et 7c2 sont as sujetties fermement à la tige de guidage 7c à l'aide des écrous de blocage 7c6 et 7c6. Les bras sont alors retournés vers le haut et vers l'arrière pour ne pas gêner.
Sur une tige de guidage fixe k8 et sur la tige rotative kc sont montés pour pouvoir cou lisser sous l'action d'un manchon k7 deux pe tits piliers 7c9 et k19 et une came k11 affec tant la forme d'un double plan incliné. k12 désigne une broche qui peut coulisser hori zontalement dans lesdits piliers kc9 et k19 et est pourvue d'un bras k13 dont la portion k14 est découpée par en dessous de part et d'au tre de façon à former une came constituée par un double plan incliné dont le sommet pointe vers le bas. Les deux cames sont solidarisées mutuellement de façon à pouvoir coulisser l'une contre l'autre à l'aide d'un ressort de tension k16 attaché à ses extrémités respec tivement au bras k13 et à une broche fixe k16.
La came k1 qui rappelle la forme d'un étrier à sa partie inférieure est pivotée sur la. broche k16 et porte un double bras k1 .
Ce double bras k\ est pourvu à ses ex trémités respectives de demi-écrous k" et k19. La tige filetée dl présente deux filets en sens opposés à la, façon d'un ridoir. C'est sur ces deux filets que sont montés lesdits demi- écrous.
Durant sa rotation cette tige filetée dl oblige le demi-écrou en prise avec elle à se déplacer longitudinalement le long de son filet correspondant et par suite à entraîner le manchon k', etc, avec lui.
Si l'on suppose que les piliers k9 et 7c1 sont ainsi obligés par cette rotation de la tige dl de progresser vers la droite, la broche k" ne tarde pas à venir attaquer l'extrémité gauche de la butée k2 de sorte que la pression qui s'ensuit déplace vers l'extrémité la broche k12 -et son bras k,13 et fait dépasser son autre extrémité au delà du pilier k9.
Durant ce mouvement, la came k14 se trouve contrainte de franchir le sommet de la came 7c11 malgré l'antagonisme du ressort 7c16. Ceci a. pour effet de faire basculer le double bras k1' autour du pivot k18, de libé rer le demi-écrou qui était en prise avec la tige filetée d1 et d'abaisser l'autre demi- écrou pour l'amener en prise avec ladite tige.
Le manchon k7 est alors obligé de se dé placer en sens inverse jusqu'à ce que la broche k12 vienne attaquer l'extrémité droite de la butée fixe le'- ce qui a pour effet de ramener la broche k12 et le double bras k1' .à leurs positions originelles du fait de retour de la, came k14 par dessus la came k11. Ces opéra tions se répètent jusqu'à complet enroulement du fil sur la bobine.
En bloquant les prolongements dirigés vers le bas des bras 7c3 et k4 contre les joues des bobines; les enroulements peuvent être poussés tout contre ces joues. Les extrémités internes des butées V et kr2 sont garnies d'é crous réglables k 2o destinés à permettre une nuise au point initiale facile de la machine et à compenser l'usure.
Le fil métallique est guidé jusqu'à la bo bine entre une paire de minces plaques d'a cier k21 portées par le bras traversier k22 qui, au moyen de ses fourchons k22* dirigés vers l'arrière est pivoté sur le manchon 7ek7. Ces fourchons peuvent être réglés, à l'aide d'une molette k22** de façon à appuyer dans la me sure exactement voulue contre les épaule- mnents k7* (fig. 9). Le manchon k 7 est réglé de manière à. coulisser le long de la tige k8 sans à-coups au moyen d'écrous le'** vissés sur ses extrémités fendues. Le bras traver sier repose sur un étrier 1c23 rappelant la.
forme d'un U dont la face inférieure des jam bes est évidée de façon à pouvoir reposer à frottement doux sur la tige kg et à pouvoir en être soulevée sans difficulté. Cet étrier conjugué k 23 possède un bras k24 garni sur la face supérieure de sa partie avant d'un tampon k25 qui repose sur la bobine. Une des jambes de l'étrier k23 se prolonge vers l'ar rière et est pourvue d'un contrepoids k 26 dont la position peut être réglée pour que le tam pon k25 ne porte que légèrement sur la bo bine. De cette façon, le bras traversier k 2 peut avancer et reculer sur cet étrier le23 et est obligé de se soulever au fur et à mesure que la bobine augmente de diamètre puisque le tampon k26 repose sur ladite bobine.
L'é trier k23 suit le mouvement longitudinal du Ainsi, pour toutes les positions du bras bras traversier du fait que les écrous le7' placés aux extrémités opposées du manchon k7 attaquent alternativement ses jambes du rant le mouvement de va-et-vient du bras traversier. Lorsque le mouvement de ce der nier est inversé, l'étrier k23 reste fixe jusqu'à ce que ledit bras k 22 soit allé de son autre côté, c'est-à-dire jusqu'à ce que l'écrou k7** placé à celle des extrémités du manchon k7 qui avance vienne attaquer la jambe adjacente dudit étrier. A ce moment, cet étrier com mence lui aussi son mouvement inverse.
Ainsi, pour toutes les positions du bras tra- versier, le tampon kr26 reste en contact avec un nombre appréciable de tours de la partie de la bobine la plus récemment enroulée. Le tampon k 25 sert également à prévenir tout dé roulement involontaire de la bobine au cas où il se produirait une rupture accidentelle du fil et où la machine s'arrêterait.
Pour permettre aux deux demi-écrous d'être libérés de la. tige filetée de guidage dl de façon à permettre au bras traversier d'être déplacé librement dans le sens latéral et de venir prendre la. position exacte requise, les extrémités dirigées vers l'arrière des jambes k22* sont pourvues chacune d'une surface ex centrique, comme indiqué en k*** (fig. 6<B>)</B>.
Ainsi lorsque le bras traversier est rabattu vers le haut par un basculement et vient se placer à peu près verticalement, ces surfaces excentriques appuient sur le double bras 7e17 de part et d'autre du pivot 1r" et, à cause de leur forme similaire, elles agissent en anta gonisme par rapport au ressort<B>le"</B> et centrent la came le" ce qui amène le double bras kl à, la position horizontale et maintient les demi-écrous à une certaine distance de la.
tige filetée d2. <I>Appareil pour</I> mesurer <I>la</I> longueur dus <I>fil et</I> régler <I>sa</I> tension (fig. 7 et 8) Le cône<I>f *</I> monté sur l'arbre<I>f 4</I> est régla ble dans le sens axial de sorte que des tourets f' de diverses longueurs peuvent être suppor tés dans le cadre<I>f.</I> L'arbre<I>f4</I> est amovible et la tige f 7 peut être déplacée vers l'intérieur 3our permettre de supporter les bobines déjà.
^nroulées et de faire passer le fil sur d'autres bobines. Le fil venant de la bobine passe sur la. roue -de guidage g à périphérie rainurée qui, par l'intermédiaire d'une vis sans fin g3, d'une roue hélicoïdale g4 et de l'arbre g' à extrémité inférieure dentée. communique son mouvement à une roue dentée g' montée pour pouvoir tourner sur un axe g6 à l'extrémité supérieure duquel est fixée une aiguille g2 maintenue par la friction d'un ressort.
Les organes rotatifs placés au sommet de l'arbre <B>9</B> 1 sont montés sur l'extrémité supérieure d'un bras tubulaire g8 au travers duquel tourne cet arbre et qui est fixé à sa partie inférieure à un arbre horizontal g'. Cet arbre est monté pour pouvoir tourner dans les montants ter minaux f et est traversé sans frottement par l'axe g6; il porte un cadran gl calibré en uni tés de mesures de longueur. Au bord de ce cadran est monté un compteur g11. Par exem ple, le cadran peut être gradué jusqu'à 200 yards et le compteur étudié pour compter jusqu'à 1000 yards et porter un signe "arrêt". Le fond de la rainure de la roue de guidage g a une longueur circonférentielle connue.
De cette façon, lorsque l'aiguille et lé comp teur ont été mis au point pour correspondre à la longueur du fil métallique à enrouler sur la bobine, dès que le compteur atteint le signe ,,arrêt", il ouvre une paire de contacts g12 connectés au circuit desservant le moteur, ce qui a pour effet d'ouvrir ce circuit et de faire arrêter la machine aussitôt que la longueur de fil requise a été enroulée sur la bobine. Les contacts g12 sont disposés en série par rapport à deux autres contacts auxquels il sera fait allusion plus loin.
Quant aux organes de tension du fil, le sabot de frein hl est porté par un ressort à lame h3 fixé à l'arbre g9. A ce dernier est également fixé, grâce à un renflement, un bras échancré h5 dirigé vers l'arrière soli darisé par un ressort de tension las à une perche h7 saillant vers l'arrière à partir du renflement du levier h2 qui est monté à frot tement sur une broche h8 de manière à per mettre le réglage de la tension. La tension du ressort h6 peut, du reste, être également réglée en déplaçant son extrémité supérieure le long du bras échancré h5.
Avant que le fil ne passe sur la roue de guidage g, le sabot de frein est contraint de presser fermement sur le tambour de frein en raison de la traction exercée par le ressort h6 et le bras tubulaire g8 vient occuper sa position la plus arrière de sorte qu'une paire de ressorts de contact g13 fixés à l'arbre g9 de façon à se mouvoir avec lui s'ouvrent. Cette ouverture est provoquée par l'interven- tion du ressort de contact inférieur qui s'é tend au delà de l'autre ressort de contact et vient en prise avec un bouton h* fixé sur le bras h4.
Ce bras est monté pour pouvoir tour ner à friction sur la face interne du montant f 1 concentriquement à l'arbre g9 et le bou ton<B>A"-</B> est placé de façon à rompre le contact à l'endroit désiré (en fig. 7 et 8 il est mon tré nettement écarté des contacts g13). Lors que, cependant, l'enroulement -du bobinage commence la tension du fil oblige le bras g3, à basculer vers l'avant ce qui ferme les con tacts g13 montés en série avec les contacts g12.
Le basculement vers l'avant du bras g$ occasionne aussi un affaiblissement de la pression de freinage qui, le cas échéant, est réglée par le réglage du levier h2 de façon à obtenir une tension uniforme du fil. En cas de rupture du fil, le bras g$ bas cule vers l'arrière par suite de la cessation de la tension exercée par le fil et de la traction concomitante du ressort h'; les contacts g13 s'ouvrent alors. Ainsi, le circuit étant désor mais interrompu, le courant cesse de traver ser l'électro-aimant j' de l'interrupteur de dé marrage et l'armature j7 se trouve libérée.
Conséquemment, le bras de contact revient à la position d'ouverture du circuit et arrête la machine. Pour servir de concert avec cette machine, on peut prévoir une table de chiffres mon trant les différentes longueurs de fil de di vers diamètres correspondant à différentes ré sistances électriques. Grâce à cette table, l'o pérateur auquel on a donné le diamètre du fil n'a plus besoin que d'y lire la longueur du fil correspondant à la résistance recher chée et de placer l'aiguille e3 vis-à-vis du chiffre convenable sur l'échelle e7 ce qui a pour effet de faire tourner<B>là</B> tige de gui dage dl à une vitesse qui, relativement à celle du moteur, correspond au diamètre du fil.
L'opérateur met également l'aiguille g2 et le compteur g11 vis-à-vis du chiffre correspon dant à la longueur de fil requise. Ceci fait, il a la certitude que la machine s'arrêtera, automatiquement dès que la. longueur clé fil exactement requise se sera enroulée sur la bobine.
L'enroulement double est réalisé à l'aide d'un porte-touret additionnel (non représenté) disposé derrière celui qui vient d'être décrit. Dans ce cas les deux fils passent sur la roue y à périphérie rainurée. La tension du fil additionnel est réglée par un ressort qui s'ap puie sur l'arbre portant le touret additionnel et peut être ajustée dans la mesure exacte ment désirée.
Lorsqu'on effectue un double enroulement, on peut régler la machine pour qu'elle s'ar rête lorsqu'exactement la moitié du fil est enroulée à seule fin qu'on puisse couper les fils, les croiser et les relier bout à bout pour former deux circuits ayant exactement la même résistance.
Lorsqu'on enroule des bobinages très courts, on soulève et dégage l'étrier k 23 hors de la machine. Le bras traversier k22 est alors maintenu par frottement à la hauteur désirée au moyen d'une vis moletée k22** de la façon qui a déjà été expliquée. Cette mé thode est également adoptée lorsqu'il s'agit d'enrouler des bobinages ovales ou de forme irrégulière.
Si l'on essaie de résumer les divers avan tages présentés par la machine décrite, on peut dire qu'elle fournit un enroulement automatique et par couches uniformes, de ré sistance exacte quelle que soit la grandeur ou la forme de la bobine, sous n'importe quelle tension du fil désirée. Elle permet aux spires de l'enroulement de bien "plaquer" contre les joues de la bobine sans endomma ger le fil et à très grande vitesse. Cette ma chine présente également cet avantage de me surer la longueur de fil qu'elle enroule, de s'arrêter automatiquement lorsque la lon gueur de fil requise a été enroulée ou lors que le fil vient à se rompre accidentellement ou arrive au bout. On peut mettre au point cette machine pour lui permettre de recevoir n'importe quelle longueur de bobine et n'im porte quel diamètre de fil.
Le fil ne peut se dérouler de lui-même en cas d'arrêt de la machine consécutif à une rupture. U n autre avantage encore de cette ma chine, est qu'on peut la faire démarrer len tement et la faire tourner à n'importe quelle vitesse désirée par la simple manoeuvre de l'interrupteur de démarrage pour amener son bras de contact vis-à-vis du plot requis.
Le réglage de la machine pour lui per mettre de réaliser l'enroulement d'une cer taine grosseur de fil sur une certaine dimen sion de bobine et selon telle longueur donnée ne prend pas plus de quelques secondes.
Le dispositif de tension et de mesure du fil peut être utilisé séparément en cas d'en roulement guidé à la main ou pour tout autre but.
La machine peut servir pour l'enroule ment de matières en fila autres que des fils électriques.
De même l'interrupteur de démarrage peut servir pour le contrôle d'autres appa reils que des machines enrouleuses.