CH547221A - Procede de bobinage automatique d'un materiau filiforme et machine a bobiner pour sa mise en oeuvre. - Google Patents

Description

  
 



   Il existe de nombreuses machines à bobiner particulièrement des machines à bobiner des fils trés fins dont le diamètre peut être de l'ordre d'une dizaine de microns. Aucune de ces machines ne permet un fonctionnement entiérement automatique et l'ouvrier doit notamment prendre le fil pour le placer convenablement au début du bobinage de chaque bobine. Il est évident qu'une telle   maniére    de faire est excessivement lente et donc onéreuse particulièrement lorsque l'on bobine des fils fins qui ne sont presque pas visibles et qui se rompent facilement.



   Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en réalisant une machine à bobiner entièrement automatique.



   La présente invention a pour objets un procédé de bobinage et une machine à bobiner comportant une broche et une contre-broche rotatives, un guide-fil dont la position longitudinale est asservie à la rotation de la broche, ainsi qu'une commande numérique commandant tout le cycle de la machine.



   Dans une forme d'exécution particulière de la machine, on utilise les caractéristiques d'un dispositif de commande d'un déplacement linéaire en fonction d'un déplacement rotatif décrites notamment dans le brevet français N  7006159.



   Le procédé de bobinage selon l'invention se distingue par le fait qu'on maintient continuellement sous tension le fil à bobiner entre une bobine débitrice et un dispositif de pincement du fil porté par la broche; qu'on effectue un tour complet de la broche alors que le guide-fil se trouve dans une position extrême du côté de cette broche afin de bien positionner la première spire de la bobine:

   qu'on entraine la broche en rotation pour un nombre de tours correspondant au nombre de spires de la bobine, le guide-fil se déplaçant dans un mouvement de va-et-vient asservi à la rotation de la broche; qu'on ouvre le dispositif de pincement du fil; qu'on effectue, lorsque le guide-fil est en position extrême du côté de la broche, un tour de cette broche pour placer une nouvelle portion de fil dans le dispositif de pincement et ce faisant qu'on extrait simultanément la portion de fil conduisant à la première spire de la bobine; qu'on referme le dispositif de pincement du fil et coupe simultanément l'extrémité du fil provenant de la   dernière    spire de la bobine et enfin qu'on éjecte la bobine terminée.



   L'invention a encore pour objet une machine à bobiner pour la mise en oeuvre du procédé automatique de bobinage décrit qui comprend une broche et une contre-broche rotatives, un moteur d'entrainement de la broche en rotation, un guide-fil déplaçable dans un mouvement de va-et-vient linéaire parallèle à l'axe de la broche et dont le mouvement est asservi à la rotation de la broche ainsi qu'une commande numérique du cycle de la machine à bobiner, caractérisée par le fait qu'elle comporte monté sur la broche un dispositif de pincement du fil à bobiner ainsi qu'un dispositif de sectionnement de ce fil et par le fait qu'elle comporte encore, également montée sur la broche une came provoquant lors de sa rotation conjointe à la broche et lorsque le fil est dans une position axiale correspondante par rapport à la broche l'introduction de ce fil dans le dispositif de pincement de celui-ci.



   Le dessin illustre schématiquement et à titre d'exemple certaines parties d'une forme d'exécution de la machine à bobiner selon l'invention.



   La fig. 1 est une coupe longitudinale de la broche.



   La fig. la est une coupe longitudinale de la broche à 90  par rapport à la fig. 1.



   La fig. 2 est une coupe longitudinale à plus petite échelle de la contre-broche.



   La fig. 3 est une vue partielle de la broche et de la contre-broche en position de bobinage.



   La fig. 4 est une vue partielle de la broche et de la contre-broche à l'instant où une bobine est terminée et où le dispositif de pincement du fil est ouvert.



   La fig. 5 illustre la broche et la contre-broche en position d'éjection de la bobine terminée.



   La fig. 6 illustre la broche et la contre-broche en position de début de bobinage d'une nouvelle bobine.



   La fig. 7 est une vue en bout de la broche.



   La fig. 8 illustre en perspective une vue d'ensemble de la machine.



   Il faut noter que le plus souvent dans la fabrication de bobines miniaturisées utilisant du fil allant d'une dizaine de microns à quelques dizaines de microns en diamètre, il s'agit de réaliser des bobines autoporteuses, c'est-à-dire sans corps ni flancs. Ceci peut être obtenu en effectuant le bobinage à chaud car ces fils sont munis d'une fine couche de matière thermoplastique qui permet de coller les spires les unes aux autres pour former une bobine rigide sans support.



   Pour supprimer la manutention consistant à devoir reprendre le fil à la main entre chaque bobine pour amorcer une nouvelle bobine, il a fallu développer un dispositif de guidage, de pincement et de découpe du fil permettant de réaliser la même opération automatiquement.



   Le procédé de bobinage automatique consiste donc principalement à maintenir continuellement le fil sous tension, que ce soit entre la bobine en train d'être bobinée et la bobine débitrice, ou entre cette dernière et un dispositif de pincement.



   Ce procédé comprend notamment les opérations suivantes:
 1. Le pincement du fil dans un dispositif de pincement monté sur la broche afin de maintenir le fil sous tension.



   Pendant que le guide-fil se trouve en position extrême de bobinage en direction de la broche, la rotation d'un tour de la broche et de la contre-broche. Ainsi la première spire est appliquée contre la joue de la broche et sa position correcte est assurée.



   3. Le bobinage proprement dit par la rotation de la broche et de la contre-broche conjointement au déplacement de va-et-vient du guide-fil qui est asservi à la rotation de la broche. Ainsi la bobine est formée sur un noyau de la contre-broche et entre les joues de la broche et de la contre-broche. Le nombre de tours de la broche correspond au nombre de spires de la bobine.



   4. Le déplacement jusqu'en position extrême du bobinage du guide-fil en direction de la broche, puis par le déplacement subséquent de ce guide-fil en direction de la broche, I'ouverture du dispositif de pincement du fil. A noter que cela libère le fil d'entrée de la bobine mais que le fil à bobiner reste sous tension entre la dernière spire de la bobine et la bobine débitrice.



   5. La rotation d'un tour de la broche ce qui provoque l'introduction d'une nouvelle portion de fil dans le dispositif de pincement et simultanément, à l'aide d'un ergot porté par le guide-fil, I'extraction de la portion de fil, conduisant à la première spire de la bobine et qui était précédemment maintenue par le dispositif de pincement.



   6. Le retour en position extrême de bobinage, en direction de la broche, du guide-fil provoquant la fermeture du dispositif de pincement du fil. Cette fermeture provoque simultanément, à l'aide d'un couteau, le sectionnement du fil entre la dernière spire de la bobine faite et le dispositif de pincement du fil. Ainsi la bobine réalisée est séparée du fil à bobiner.



   7. L'éjection de la bobine qui ici est réalisée par le retrait de la contre-broche et de son noyau ainsi que par un bec d'éjection assurant que cette extraction soit réalisée même si la bobine colle contre la joue de la contre-broche.



   8. Le retour en position de bobinage de la contre-broche et de son noyau.



   Le cycle continue ainsi par l'opération 2 mentionnée ci-dessus.



  Ainsi on a réalisé un cycle de bobinage entièrement automatique sans aucune intervention manuelle ce qui était le but recherché.



   La machine à bobiner comporte une base   I    sur laquelle sont montés les différents éléments de la machine. Une broche 2 entraînée en rotation par un moteur électrique pas à pas contenu dans le boîtier 3, une contre-broche 4 rotative, mais entraînée en rotation par la broche 2. Cette contre-broche comporte un noyau 5 émergeant hors d'une joue 6. Ce noyau 5 ainsi que cette joue 6  sont déplaçables linéairement suivant l'axe de la contre-broche
 soit conjointement soit indépendamment l'un par rapport à l'au
 tre.



   La machine à bobiner comporte encore un guide-fil 7 pouvant
 se déplacer suivant une direction parallèle à l'axe de la broche et de la contre-broche ainsi que perpendiculairement à cette direc
 tion.



   Les déplacements de va-et-vient parallèle à l'axe de la broche du guide-fil 7 sont asservis à la rotation de la broche de manière à
 distribuer convenablement les spires d'une bobine.



   Enfin la machine comporte encore une bobine débitrice de fil 8, un dispositif de tension de ce fil ainsi qu'une commande digi
 tale électronique provoquant suivant une séquence déterminée les
 différentes opérations du cycle de bobinage. Cette commande fait
 usage de conception et d'éléments classiques et ne sera pas décrite
 ici.



   La broche se termine par une joue 9 dont le perçage central 10
 est destiné à recevoir le noyau 5 de la contre-broche. Lorsque le noyau 5 est en position de bobinage, introduit dans le perçage 10, il est accouplé à la broche à l'aide d'une goupille 11 venant se loger dans sa fente terminale 12. Dans cette position les joues 6 et 9 des contre-broches et broches définissent la longueur de la bobine à faire. La joue 9 de la broche comporte encore une rainure 13 d'introduction du fil permettant d'amener le fil à bobiner jusque sur le noyau 5 pour former la première spire sans qu'il gêne par la suite la formation de la bobine et particulièrement la planéité de son flanc en contact avec la joue 9 de la broche.



   La joue 9 est solidaire d'une came 14 d'introduction du fil dans un dispositif de pincement de celui-ci. Cette came se présente sous la forme d'un plateau de forme généralement circulaire munie d'une échancrure 15 définissant un bec 16.



   Un manchon coulissant axialement 17 sur la broche est guidé par des goupilles 18, 19, 20 et soumis à l'action d'un ressort tendant à le déplacer contre la face arrière de la came 14. La face frontale de ce manchon 17 définit avec la face arrière de la came 14 une fente d'épaisseur variable. La face frontale de ce manchon coulissant 17 comporte, situé entre les goupilles 19 et 20 un tampon de pincement 21 destiné à entrer en contact avec la face arrière de la came 14 et à pincer le fil à bobiner. Cette face frontale du manchon 17 présente encore un couteau 22, situé entre les goupilles 18 et 19, destiné à sectionner le fil en venant buter contre la face arrière de la came 14. L'arête de ce couteau 22 est toutefois en retrait par rapport à la face frontale du tampon 21, en matériau élastique, lorsque celui-ci n'est pas comprimé.

  De cette façon lors du rapprochement du manchon 17 de la came 14, le fil est d'abord pincé par le tampon 21 avant d'être sectionné par le couteau 22. Les goupilles 18, 19 et 20 définissent des appuis pour le fil venant s'enrouler autour d'elles. La dernière goupille 20 est munie d'une fente hélicoïdale 23 permettant de guider le fil à travers une encoche 24 de la came 14 pour faire sortir le fil d'entre cette came et le manchon.



   Lorsqu'une bobine est terminée, le fil f1 sortant de la dernière spire bobinée et provenant de la bobine débitrice 8 est déplacé vers la gauche (fig. 4) par le guide-fil au-delà de sa position extrême gauche de bobinage, de manière à être appliqué contre la joue 9 puis à s'étendre au-delà du plan défini par la came 14.



   Dans cette position le guide-fil déplace le manchon 17 de manière à libérer le fil.



   Le fil f2 provenant de la première spire centrale de la bobine passe dans la rainure hélicoïdale 23 de la goupille 20, passe au-delà de la came 14 par son entaille 24 mais n'est plus pincé entre la face arrière de cette came et le tampon 21.



   Lorsque le guide-fil est dans cette position de fin de bobinage, un extracteur 25, solidaire de ce guide-fil est placé sur le chemin de la portion de fil f2.



   Lors de la rotation d'un tour de la broche prévue à l'opération 5 du procédé de bobinage, l'extracteur 23 dégage le fil f2 d'entre la came 14 et le manchon 17 et le fil f1 passant dans l'entaille 15 est introduit entre le manchon 17 et la came 14. Ce fil fi vient s'appuyer sur les goupilles 18 à 20 et est situé au droit du tampon 21 de pincement et du couteau 22.



   Lorsque le guide-fil revient en position de début de bobinage, le fil f1 prend la place du fil F2, guidé par la rainure 23 et vient se loger dans la rainure 13 de la joue 9.



   Simultanément le manchon 17 revient en direction de la came 14 provoquant d'abord le pincement du fil par le tampon élastique 21 puis son sectionnement par le couteau 22. Le fil est donc toujours maintenu sous tension et il est prêt pour le bobinage d'une nouvelle bobine.



   Ce nouveau bobinage peut avoir lieu une fois que l'extraction de la bobine faite a été effectuée. Pour ce faire la contre-broche se déplace vers la droite (fig. 5) séparant la bobine faite de la joue 9 de la broche, puis le noyau 5 et rétracté à l'intérieur de la contrebroche et enfin un levier d'éjection 26 chasse la bobine qui peut éventuellement coller contre la joue 6 de la contre-broche. Ces mouvements de la contre-broche sont commandés par la commande numérique pneumatiquement, mécaniquement ou hydrauliquement.



   Il faut encore noter que l'écartement des deux becs du guide-fil doit être déterminé avec grande exactitude. En effet pour un bon bobinage il faut que le fil ait aussi peu d'ébat que possible dans son guide toutefois avec du fil de quelques microns de diamètre il faut éviter tout coincement qui entraînerait une rupture de celuici.



   Pour ce faire, et ne pouvant pas mesurer avec exactitude une fente de quelques microns, on usine les faces des becs du guide-fil se faisant face de manière qu'elles soient parfaitement planes. Puis ces faces étant maintenues l'une contre l'autre on perce un trou axé sur la fente entre les deux becs dont la cote est exacte mais d'une dimension aisément mesurable, par exemple 2 à 3 mm. Puis pour définir l'écartement des becs on place dans ce perçage une goupille ou une cale dont la dimension extérieure est égale à celle du perçage augmentée de la distance entre bec désirée. Il est ainsi facile de mesurer une cale de 2,012 mm pour assurer par exemple le libre passage d'un fil de 11 microns entre les becs du guide-fil.



   Pour pouvoir réaliser des bobines de façon très précise il faut que le fil soit guidé aussi près que possible de la bobine. Ceci est obtenu en approchant, lors du bobinage le guide-fil en direction de l'axe de la broche. 

Claims (1)

1. REVENDICATIONS

   I. Procédé de bobinage automatique d'un matériau filiforme, caractérisé par le fait qu'on maintient continuellement sous tension le fil à bobiner entre une bobine débitrice et un dispositif de pincement du fil porté par la broche; qu'on effectue un tour complet de la broche alors que le guide-fil se trouve dans une position extrême du côté de cette broche afin de bien positionner la première spire de la bobine; qu'on entraine la broche en rotation pour un nombre de tours correspondant au nombre de spires de la bobine, le guide-fil se déplaçant dans un mouvement de va-etvient asservi à la rotation de la broche; qu'on ouvre le dispositif de pincement du fil;

   qu'on effectue, lorsque le guide-fil est en position extrême du côté de la broche, un tour de cette broche pour placer une nouvelle portion de fil dans le dispositif de pincement et ce faisant qu'on extrait simultanément la portion de fil conduisant à la première spire de la bobine; qu'on referme le dispositif de pincement du fil et coupe simultanément l'extrémité du fil provenant de la dernière spire de la bobine et enfin qu'on éjecte la bobine terminée.

   II. Machine à bobiner pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, comprenant une broche et une contre-broche rotatives, un moteur d'entraînement de la broche en rotation, un guide-fil déplaçable dans un mouvement de va-et-vient linéaire parallèle à l'axe de la broche et dont le mouvement est asservi à la rotation de la broche ainsi qu'une commande numérique du cycle de la machine à bobiner, caractérisée par le fait qu'elle comporte montés sur la broche un dispositif de pincement du fil à bobiner ainsi qu'un dispositif de sectionnement de ce fil et par le fait qu'elle comporte encore, également montée sur la broche une came provoquant lors de sa rotation conjointe à la broche et lorsque le fil est dans une position axiale correspondante par rapport à la broche l'introduction de ce fil dans le dispositif de pincement de celui-ci.

   SOUS-REVENDICATIONS Machine selon la revendication Il, caractérisée par le fait que la came est formée d'un plateau comprenant au moins une entaille radiale.

   2. Machine selon la sous-revendication 1, caractérisée par le fait que la broche comporte une pièce déplaçable axialement et soumise à une action de rappel tendant à la déplacer en direction de la came.

   3. Machine selon la sous-revendication 2, caractérisée par le fait que la broche comporte trois goupilles s'étendant axialement et disposées entre la came et la pièce mobile, ces goupilles définissent des appuis pour un fil introduit entre ces deux éléments.

   4. Machine selon la sous-revendication 3, caractérisée par le fait que la pièce mobile comporte sur sa face dirigée vers la face arrière de la came un couteau et un tampon de pincement élastique.

   5. Machine selon la sous-revendication 4, caractérisée par le fait que le couteau est situé sur une droite reliant les première et seconde goupilles tandis que le tampon élastique est situé sur une droite reliant la seconde et la troisième goupilles.

   6. Machine selon la sous-revendication 5, caractérisée par le fait que la troisième goupille présente une rainure hélicoïdale guidant le fil logé entre la came et la pièce mobile jusqu'au-delà de la came.

   7. Machine selon la revendication Il, caractérisée par le fait que le guide-fil comporte un extracteur.

   8. Machine selon la revendication Il, caractérisée par le fait que le guide-fil est déplaçable suivant une direction perpendiculaire à l'axe de la broche.