Procédé pour enrouler un filament sur un noyau, en vue de fabriquer un élément de chauffage électrique, et machine pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cette invention se rapporte<B>à</B> lin procédé et<B>à</B> une machine<B>à</B> enrouler un filament en vite de fabriquer des éléments de chauffage électrique. Certains éléments de chauffage comprennent un noyau unique sur lequel on enroule d'un bout<B>à</B> l'autre de ce noyau un seul brin de fil pour résistance et cet enroulement peut s'effectuer facilement sur ce no-# ait au moyen d'une machine.
D'autres éléments ce pendant comprennent plus d'un noyau; ainsi, l'élément d'un fer électrique comprend deux noyaux écartés et sensiblement parallèles, cha cun<B>de</B> ces noyaux recevant individuellement un enroulement au moyen d'un simple brin continu<B>(le</B> fil<B>à</B> section plate, qui,<B>à</B> l'une des extrémités de l'élément de chauffage, s'étend de l'titi <B>à</B> FaLitre des noyaux. -Jusqu'ici on n'a pas effectué automatiquement par une ma chine l'enroulement de tels éléments compre nant plus dun noyau.
La raison principale eii est que si les noyaux sont placés bout<B>à,</B> bout dans une machine et, si on enroule un simple brin continu de fil. plat de résistance d'un bout<B>à</B> l'autre des deux noyaux, et si l'on enlève ensuite les noyaux de la ma- chinè en les faisant tourner pour les amener <B>à</B> être parallèles entre eux, le fil joignant les deux noyaux présente des pliures, et l'article complexe formé est rendu ainsi impropre aux usages commerciaux pour des raisons qui apparaîtront évidentes aux personnes compé tentes.<B>Il</B> en résulte que l'on a effectué inva- riablement <B>à</B> la main l'enroulement sur ces noyaux, de manière<B>à</B> éviter toute pliure du fil.
Dans les éléments de chauffage du type décrit, les noyaux sont souvent de forme iiTé- gulière de façon<B>à</B> s'adapter aux buts parti culiers auxquels les éléments sont destinés (par exemple un noyau petit être plus large <B>à</B> Fune de ses extrémités qu'à l'autre), et le pas du fil sur ces noyaux petit être modifié d'une manière prédéterminée pour s'adapter <B>à</B> la forme particulière des noyaux (ainsi, le pas du fil petit être de valeur constante sur une longueur prédéterminée du noyau, mais il peut avoir -une valeur constante différente sur le reste du noyau).
12enroulentent dit fil<B>à</B> la main sur des<B>élé-</B> ments de chauffage est en soi une besogne dif ficile et fastidieuse si l'on considère qu'il est désirable que les spires soient -uniformément et également écartées lune de l'autre, et si, en outre, le pas dit fil doit être différent d'une partie<B>à</B> l'autre d'un noyau, la tâche est ren due même encore plus difficile et plus fasti dieuse, et l'apprentissage d'ouvriers pour exé cuter le travail convenablement est une be- so-ne relativement longue.
Le but de l'invention est d'éviter Fobliga- tion d'enrouler<B>à</B> la main des éléments de chauffage en réalisant un procédé et une ma chine pour enrouler un filament sur un noyau, qui évitent la formation de pliures dans les éléments, en épargnant ainsi cl-Li temps et du travail et en réduisant au minimum le temps d'apprentissage nécessaire aux ouvriers.
<B>A</B> cet effet, le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'on fait tourner le noyau autour<B>de</B> son propre axe, en ce qu'on amène le filament<B>à</B> enrouler sur le noyau en l'obligeant<B>à</B> former une boucle, avant l'en roulement, en un point intermédiaire de la longueur du noyau, et en ce qu'on guide les deux brins du filament de part et d'autre de la boucle, de manière<B>à</B> enrouler ces. brins en hélices sur le noyau de part et d'autre dudit point intermédiaire.
L'invention se rapporte, en outre,<B>à</B> -une machine<B>à</B> enrouler un filament sur un noyau, en vue de fabriquer des éléments de chauffage électrique qui comprend: un dispositif pour maintenir et faire tourner le noyau autour de son propre axe, un dispositif pour former une boucle sur la longueur du filament en un point intermédiaire de la longueur du noyau et pour faire tourner cette boucle avec ce noyau,, et des moyens<B>de</B> guidage du filament pour guider les deux brins du filament de part et d'autre de la boucle, de façon<B>à</B> en rouler ces brins en hélice sur le noyau de part et d'autre dudit point intermédiaire.
Ainsi, sur les deux régions du noyau peuvent être enroulées des hélices<B>à</B> pas contraires.<B>Il</B> est entendu que l'expression noyau est em ployée dans le cas présent dans un sens étendu et comprend tout organe autour duquel on enroule un fil; dans le cas d'mi élément de chauffage du type décrit, ce noyau est consti tué par une ou plusieurs parties.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, -une forme d'exécution de la ma chine, objet<B>de</B> l'invention.
La fig. <B>1</B> est une vue générale en perspec tive d'une machine suivant l'invention.
La fig. 2 est une vite de face d'une partie de la machine partiellement en coupe.
Les fig. <B>3,</B> 4,<B>5</B> et<B>6</B> sont des vues de détail d'un mécanisme de, serrage des parties dit noyau sur lesquelles doit se faire l'enroule ment, Les fig. <B>7, 8, 9</B> et<B>10</B> sont des détails dit mécanisme contrôlant le fil.
La fig. <B>11</B> est un détail dun dispositif de: stabilisation de course pour les parties du noyau.
La fig. 12 est un plan général d'une par tie de la fig. <B>1.</B>
La fig. <B>13</B> est -une vue de détail dîme, partie du noyau avec son enroulement.
La fig. 14 est un détail d'une vis d'avan cement.
La fig. <B>15</B> est un autre détail d'Lin dispo sitif contrôlant le fil.
Les fig. <B>16, 1-7</B> et<B>18</B> sont des détails des extrémités adjacentes de deux parties du noyau.
La fig. <B>19</B> est une vue en plan d'Lin <B>élé-</B> ment de chauffage.
En se reportant ait dessin, la machine représentée<B>à</B> la fig. <B>1</B> est construite et clispo- sée de<B>f</B> acon <B>à</B> enrouler un fil pour résistance de section plate simultanément sur deux par ties dLin noya-Li, afin de fabriquer l'élément de chauffage électrique<B>1</B> représenté<B>à</B> la fig. <B>19.</B> Cet élément comprend deax parties de noyau identiques 2 en mica, qui sont placées bout<B>à,</B> bout dans la machine, comme l'indique la fig. <B>1,
</B> laquelle représente la machine lors qu'elle se trouve<B>à</B> peu près<B>à</B> la fin de Popé- ration d'enroulement. La disposition générale de la machine (qui sera décrite pl-Lis complète ment ci-après) consiste en ce que les parties du noyau sont saisies par deux mandrins ter minaux<B>3</B> et un mandrin central 4 au mo#-en desquels on fait, tourner ces parties. Le fil est tiré d'une bobine d'alimentation<B>5,</B> et on en forme une longue boucle au centre de la ma chine, Fun des brins de la boucle étant destiné <B>à</B> l'une des parties du noyau et l'a-titre brin<B>à</B> l'autre partie.
Chacun des brins est guidé par un guide<B>6</B> porté par un chariot<B>7</B> pouvant se déplacer d'un mouvement de va-et-vient au moyen dune vis d'avancement<B>8,</B> de telle fa çon que le fil avance<B>à</B> partir du centre de la machine vers les extrémités extérieures des parties du noyau pendant qu'on fait tourner ces parties. Il en résulte que le fil est enroulé en hélice sur les deux parties de la manière voulue.
On décrira maintenant la machine avec plus de détails tout en décrivant en même temps la suite complète des opérations.
Les mandrins<B>3</B> sont fixés chacun<B>à</B> l'ex- tréinité d'Lin arbre court<B>9</B> pouvant tourner au moyen des roues dentées<B>10</B> (dont une<B>à</B> cha que extrémité de la machine) par l'intermé diaire des roues dentées<B>1-1,</B> 11a, et<B>à</B> partir d'une roue dentée 12 portée sur Farbre de commande principal<B>13.</B> Les roues intermé diaires lla commandent aussi trois roues dentées 14 sur l'arbre 14', la roue centrale 14 enarenant avec une roue dentée<B>15</B> fixée sur le mandrin central 4.
Ce dernier est monté rotativement sur trois rouleaux<B>1.6</B> portés par un chevalet<B>17,</B> lesdits rouleaux présentant une jante périphérique s'engageant dans une gorge périphérique du mandrin, afin d'éviter tout mouvement transversal. Avant de mettre la machine en marche, les divers organes sont dans la position représentée<B>à</B> la fig. 2, dans laquelle les dispositifs de guidage<B>6</B> du fil sont écartés Fun de l'a-Litre d'une distance maximum.
La première opération consiste<B>à</B> serrer les parties du noya-Li 2 dans les man drins<B>3,</B> et la fig. <B>3</B> montre les mâchoires de serrage clés mandrins<B>'a</B> (qui sont identiques) en position ouverte. L'extrémité de la partie 2 présente un trou 2a et est placée sur la ma- choire inférieure<B>18,</B> laquelle porte un goujon vertical<B>1.9</B> s'introduisant dans le trou 2a.
Cette mâchoire<B>18</B> pivote en 20 et est poussée vers le haut par un ressort, réglable 21, l'am plitude de ce mouvement vers le haut étant limitée par des chevilles 22 glissant dans des fentes<B>23.</B> La mâchoire supérieure 24 est sus pendue par des chevilles<B>25</B> glissant dans des fentes<B>26</B> et.
elle est réunie par -une bielle<B>28</B> <B>à</B> un levier de blocage<B>27</B> pivotant en<B>29.</B> Pour serrer la partie de noyau en place, on fait basculer le levier<B>27</B> en sens inverse des ai guilles d'une montre en regardant la fig. <B>3.</B> de sorte que la mâchoire supérieure 24 est poussée vers l'avant et vers le bas dans une position dans laquelle elle surplombe l'extré mité de la partie 2, et dans laquelle elle pousse vers le bas<B>à</B> l'encontre de l'action du ressort 21 vers la position indiquée<B>à</B> la fig. <B>6.</B> Une face plane 27a du levier<B>27</B> s'engage aussi derrière une face plane 24a de la machoire 24, de façon<B>à</B> bloquer la mâchoire dans sa posi tion de serrage.
La mâchoire 24 présente une fente 24b dans laquelle s'engage le goujon<B>19.</B> On engage ensuite l'autre extrémité de la par tie de noyau sur la mâchoire inférieure<B>30</B> du mandrin central 4 (fig. 2 et 4) qui pivote en <B>31</B> et est poussée vers le haut par un ressort <B>32,</B> une queue<B>33</B> de cette mâchoire pouvant s'engager contre unebutée 34, afin de limiter le mouvement vers le haut.
On serre maintenant l'extrémité perforée (le la deuxième partie du noyau dans l'autre mandrin terminal<B>3</B> (de la même façon qu'on a serré la première partie dans le premier mandrin), et l'autre extrémité de cette partie est aussi placée sur la mâchoire inférieure <B>30</B> du mandrin central 4, de façon<B>à</B> recou vrir l'extrémité de la première partie sur une courte distance.
La mâchoire supérieure<B>35</B> du mandrin central 4 pivote en<B>36</B> et on peut la déplacer<B>à</B> la main dans la position de ser rage représentée aux fig. <B>5</B> et<B>6</B> en déplaçant un bouton<B>37</B> dans la fente<B>38;</B> un levier de blocage<B>39</B> pivotant en 40 peut se déplacer en faisant glisser un bouton 41 dans la lente 42 vers la position de blocage, dans laquelle une queue 43 du levier<B>39</B> s'engage derrière une queue 44 de la mâchoire<B>35.</B> Une lame de res sort 45 est pourvue d'une extrémité crochue 45a disposée de façon<B>à</B> s'engager dans un trou 35a de la mâchoire<B>35,</B> de manière<B>à</B> maintenir temporairement la mâchoire en position stable dans sa position ouverte.
Les parties 2 ayant été ainsi serrées en place, l'opération suivante consiste<B>à</B> placer le <B>fil</B> de façon qu'il soit prêt<B>à</B> être enroulé. En se reportant<B>à</B> la ïig. <B>7,</B> on remarque que le fil se dirige vers le haut<B>à</B> partir de la bobine d'alimentation<B>5</B> (qui est mise sous tension, de faeon convenable au moyen d'un bras élas tique 5a) vers une position dans laquelle il est.
temporairement serré dans une pince élas tique 46, telle qu'un pince-notes. Cette pince est suspendue par un cordon ou un fil 47 qui passe sur des poulies 48 et descend en portant <B>à</B> son extrémité un poids 49 par l'intermé diaire d'un ressort<B>50.</B> Ce poids 49 est monté de manière<B>à</B> glisser verticalement sur des tiges de guidage<B>51,</B> et dans sa position infé rieure il s'appuie sur -une butée<B>52.</B> Afin d'em pêcher le fil de, se tordre, la pince 46 est pourvue d'un #illet <B>53</B> au travers duquel passe un cordon ou fil de guidage fixe 54.
On tire d'abord le fil<B>à</B> la main de façon <B>à</B> former -une boucle, comme le montrent les traits'interrompus <B>56,</B> en prenant soin de tirer de la bobine la quantité additionnelle de fil en laissant immobile la pince 46. La boucle ainsi formée est enfilée<B>à</B> travers une gorge ou lente 4a dirigée vers l'intérieur<B>à</B> partir de la périphérie vers le centre du mandrin 4 (voir fig. <B>8),</B> et cette boucle est passée autour d'un goujon vertical<B>55</B> fixé sur la mâchoire inférieure<B>30,</B> comme le montre la fig. <B>10.</B> Lors qu'on a obtenu cette position, on fait avancer les guides<B>6</B> vers le centre de la machine<B>(à</B> la main d'une manière qui sera décrite ci-après).
Chacun des guides, comme le montre la fig. <B>9,</B> est formé dune bande coudée<B>56</B> présentant une rainure de guidage 56a et portant une poulie de guidage<B>57,</B> et chacun des brins de fil se trouvant de part et d'autre du mandrin 4 est conduit d'abord dans les rainures 56a, puis vers le bas et ensuite autour des poulies <B>57,</B> en prenant soin que la boucle initiale du fil soit placée correctement, de manière que les faces plates soient verticales derrière le goujon<B>55</B> et horizontales<B>là</B> où les fils croi sent les parties du noya-Li, comme le montre la lig. <B>10.</B>
On met maintenant la machine en marche. <B>A.</B> cet effet, on retire un verrou<B>58</B> (fig. <B>1</B> et 12) d'un trou dans une barre coillissante <B>60</B> <B>à</B> laquelle est attachée une fourche<B>61</B> action nant un embrayage<B>à</B> friction. L'embrayage <B>à</B> friction est représenté en<B>59</B> et la pièce mobile axialement 59a<B>de</B> cet embrayage est calée sur l'arbre principal<B>13,</B> tandis que la pièce relativement fixe de l'embrayage est commandée par la courroie<B>62 à</B> partir d'un moteur.
Le verrou étant retiré et l'embrayage étant enclenché, les diverses roues<B>10,</B> lla, 12 et 1.4 sont mises en rotation, de inanière <B>à</B> faire tourner les mandrins<B>3</B> et 4 par Finter- médiaire des arbres<B>9</B> et de manière<B>à</B> faire avancer les guides<B>6</B> du centre de la machine vers les extrémités extérieures des parties du noyau, ce qui a pour effet d'enrouler le fil en hélice sur les parties.
L'avancement des guides<B>6</B> au moyen des vis d'avancement<B>8</B> a lieu de la façon suivante- Les chariots<B>7</B> au-.,-- quels sont fixés les -aides<B>6</B> sont montés de manière<B>à</B> glisser sur deux barres de guidage horizontales<B>63,</B> et chaque ehariot porte aussi un bras 64 pivotant en<B>65</B> sur -une chape fixée au chariot.
Ce bras 64 polie un goujon ou doigt<B>66</B> (fig. 2) s'engageant dans les filets de la vis d'avancement, et ce bras est poussé normalement de façon<B>à</B> s'engager avec la vis au moyen d'un ressort<B>à</B> boudin<B>67</B> (fig. 12), d#où il résulte que lorsque la vis d'avancement tourne, le doigt<B>66,</B> le bras 64, le chariot<B>7</B> et le guide<B>6</B> subissent tous ensemble un mouve ment d'avancement.
Afin que les parties du noyau 2 soient sup portées aussi près que possible de la région où le fil est enroulé, chaque partie est associée <B>à</B> un dispositif de stabilisation de course com prenant deux rouleaux<B>68 (à</B> raison d'un rou leau de chaque côté des parties:
fîg. <B>6</B> et<B>11)</B> qui sont fixés sur des coulisseaux<B>69</B> pouvant glisser dans un disque<B>70</B> et tirés l'un vers l'a-Litre par des ressorts<B>71.</B> Ce disque est dis posé de àçon <B>à</B> pouvoir tourner avec les par ties du noyau et<B>à</B> pouvoir avancer avec les guides<B>6</B> grâce au fait qu'il est supporté par un châssis en forme<B>de</B> cage<B>72</B> monté libre ment sur l'arbre<B>9</B> et relié par une Iourche <B>73</B> au chariot<B>î</B> (fig. 2).
Ces rouleaux<B>68</B> sont donc placés immédiatement derrière les guides <B>6</B> et ils avancent en môme temps que les gaides en conservant toujours la même posi tion relative.
Deux nez 74 fixés sur les coulisseaux <B>69</B> <B>à</B> chacune des extrémités du rouleau s'en gagent<B>à</B> l'extrémité extérieure de chaque course d'avancement sur deux cames<B>75</B> en forme de coins<B>(à</B> raison d'une came de cha que côté du mandrin terminal associé<B>3</B> de façon<B>à</B> ouvrir les nez et<B>à</B> les écarter comme le montre la fig. 2. Dans cette position, les rouleaux se trouvent au-delà des extrémités des parties du noyau en laissant la voie libre pour enlever une partie garnie de fil ou pour en fixer un nouveau.
Lorsque l'on vient de fixer de nouvelles parties de noyau et lorsque le fil est prêt<B>à</B> être mis en place sur les guides<B>6,</B> on fait avancer ces guides vers le centre comme indiqué précédemment. Cette man#uvre, qui est effectuée en soulevant le bras 64 de façon<B>à</B> dégager le doigt<B>66</B> de la vis d'avancement<B>8</B> et en déplaçant le chariot <B>à</B> la main vers le centre de la machine, trans porte en même temps les rouleaux<B>68</B> (qui se dégagent des cames<B>75</B> et roulent sur la partie du noyau vers le centre de la machine).
Lorsque la quantité voulue de fil a été enroulée, l'embrayage<B>59</B> se déclenche auto- matiquenient, de façon<B>à</B> arrêter la machine par l'engagement de la butée<B>à</B> vis réglable <B>76</B> (fig. 1.2) fixée sur le chariot de droite<B>7</B> contre l'extrémité de la barre coulissante<B>60.</B> Dès que la butée a poussé la barre de<B>f</B> açon <B>à</B> déclencher l'embrayage, on pousse le verrou <B>58,</B> de manière<B>à</B> l'engager dans le trou de la barre coulissante et<B>à</B> la bloquer dans la posi tion d'arrêt.
On coupe alors le fil aux extré mités des parties du noyau garnies comme le montre la fig. <B>15.</B> On pratique une coupure d'abord aux environs de la région de la pou lie de guidage<B>57</B> située<B>à</B> gauche, l'extrémité partant<B>de</B> la partie du noyau étant libérée comme le montrent les traits interrompus, tandis que l'autre extrémité partant de la bo bine d'alimentation est tenue<B>à</B> la main. Du côté droit, on voit que la pince élastique 46 a été tirée tout près de la poulie<B>57</B> (et le poids 49 non représenté a été soulevé jusqu'au sommet) par le fil qui, partant de la partie du noyau, se dirige vers la pince.
On libère alors la courte extrémité du fil tenue par la pince en la laissant libre comme le montrent les traits interrompus, et on attache alors la pince de l'autre côté sur l'extrémité coupée du<B>fil</B> qui part de la bobine d'alimentation. On libère alors la pince et elle se relève dans la position de départ représentée<B>à</B> la fig. <B>7</B> sous l'action du poids 49; une nouvelle por- tion de fil est ainsi tirée automatiquement, suivant une longueur mesurée.
Pour enlever les parties de noyau garnies de fil, on ouvre les organes de serrage des mandrins et on donne aux deux parties un mouvement de tor sion, afin de les retirer longitudinalement, l'une<B>de</B> ces parties devant passer<B>à</B> travers l'ouvert-Lire 3a ménagée dans le mandrin<B>3.</B> A-Li moment de leur enlèvement, les parties se trouvent bout<B>à</B> bout, le fil formant entre elles une boucle, comme le montre la fig. <B>16.</B> Pour achever l'élément, on fait tourner les deux parties de<B>90"</B> dans la position représentée<B>à</B> la fig. <B>17,
</B> puis on leur fait exécuter un mou- veinent de torsion pour former une autre spire sur chaque partie, ce qui les rapproche l'une de l'autre comme le montre la fig. <B>18.</B>
<B>il</B> est tout<B>à</B> fait désirable que le pas du fil sur une partie devienne progressivement de plus en plus petit en se dirigeant vers Pextrémité étroite de cette partie, et on peut obtenir facilement cette condition au moyen de la machine décrite ci-dessus en faisant va rier la vitesse d'avancement du fil.<B>A</B> cet effet, la vis d'avancement<B>8</B> présente une hélice ou filetage<B>à</B> pas variable. Le point où le pas change correspond de préférence pratique- nient au point de la partie du noyau où la largeur varie.
Cette condition est clairement représentée dans l'exemple des fig. <B>13</B> et 14 ou Fextrémité étroite de la partie du noyau eu a est enroulée sous un très petit pas par; la partie correspondante<B>à</B> petit pas<B>A</B> de la vis d'avancement. L'extrémité la plus large de la partie du noyau située en<B>b</B> est enrou <B>lée</B> sous un pas beaucoup plus grand par la partie<B>à</B> grand pas B de la vis d'avancement, i tandis qu'entre la portion étroite et la por tion large de la partie du noyau en c, le pas du fil est un pas intermédiaire effectué par la portion<B>C</B> de la vis d'avancement dont le pas a aussi une valeur intermédiaire.
Si on le veut, on peut couper, mesurer et réalimenter le fil automatiquement entre les opérations successives d'enroulement.