Brevet FR2240512A1 — publié le 19750307

Cette invention se rapporte aux machines à empiler des tôles et concerne plus particulièrement des perfectionnements aux machines de ce genre du type décrit dans les brevets des Etats Unis d'8mérique N 2.842.834 et N 2.842.838, tous deux délivrés le 15 Juillet 1958. les machines décrites dans ces deux brevets sont sensiblement identiques. Les tôles en question sont constituées par de minces plaques de métal qui sont assemblées en superposition pour former une bobine électrique afin dtaugmenter liinductance s'il s'agit d'un induc-teur ou itinductance mutuelle ?il s' agit d'un transformateur0 Normalement, la bobine est enroulée en ménageant une. partie centrale ouverte et son noyau entoure ses deux branches, en traversant sa partiecentrale. La pratique la plus communement adoptée pour enchevêtrer par interfoliation les tôles en question consiste à insérer ou engager une tôle en forme d'E (comportant une branche centrale ayant approximativement deux fois la largeur de l1une ou l'autre branche ou de sa partie dorsale) pour l'incorporer à la bobine, de façon telle que sa branche centrale traverse sa partie centrale.Une tôle en forme d'I bute contre les extrémités opposées des branches de la tôle à profil en E afin de fermer le trajet magnétique contournant les côtes de la bobine. l'enchevêtrement par "lnterfoliation't est une expression qui se rapporte à l'engager ment de tôles en E alternées à partir de directions aiffSrentes par opposition à la superposition par aboutement selon laquelle les tôles en E sont toutes slignées verticalement. Un désir s'est manifesté chez les techniciens utilisant des machines à empiler les tôles en vue de la constitution de transformateurs ou appareils analogues de pouvoir disposer d'une machine capable de faire face à des tôles ayant des dimensions différentes comme celles qui sont utilisées pour la constitution des transformateurs ayant diverses~-dimensions et une capacité énergétique différenteX Des machines sont commercialement disponibles pour empiler des tôles mesurant 6,35 mm environ dans une gamme de dimensions allant de 6,35 mm à 63,5 mm environ.La grandeur d1une tôle est déterminée par la largeur de la branche centrale de la tôle en E qui est approximativement égale à la largeur de l'ouver- ture de la bobine. Toutes les autres dimensions des tôles sont, suivant les normes industrielles, calculées ou proportionnées par rapport à cette dimension fondamentale. Diverses tentatives ont été faites pour mettre au point des machines à empiler les tôles qui soient réglables pour faire face à des tôles ayant des dimensions différentes. Mais aucune de ces tentatives nta été couronnée de succès commercial. Une tentative faite pour mettre au point une machine réglable utilise une paire de channes disposées à la manière d'un transporteur sur les côtés opposés d'une partie centrale dans laquelle les channes sont équipées de pattes, griffes ou organes de préhension destinés à prélever les tôles à partir des fonds de magasins placés de part et d'autre du poste de bobinage et à les engager directement dans la bobine, par enchevêtrement par interfoliation des tôles en Eo Parmi toutes ces machines à empiler des tôles qui ont été proposées dans l'industrie, la machine décrite dans les brevets des Etats Unis dAmérique sus-rappelés a été celle qui a rencontré le plus de--succès. Toutefois, ce type de machine ne peut être considéré comme constituant une machine simple capable de faire face à des tôles ayant des dimensions les plus différentes, les recherches qui ont conduit à I'invention ont permis de constater qutil est difficile de régler une partie quelconque d'une machine d'empilage des tôles en vue de faire face à des tôles ayant des dimensions différentes si cette partie vient en contact avec les t81es,surtout si cette partie. supporte les tôles tandis qu'elles sont poussées pour être assemblées de manière à constituer une bobine.La raison en est que les tôles sont revêtues d'une couche d'oxyde, ce qui isole chaque tôle électriquement parlant par rapport aux tôles adjacentes. Ce revêtement qui est fortement abrasif est le facteur principal qui provoque l'usure dans les machines d'empilage des tôles. Les recherches dont il a été parlé ont également permis de constater à cet égard que même des réglages mineurs pour faire face à des tôles de dimensions différentes sont la cause d'une usure dans les éléments des machines qui viennent en prise avec les tôles0 Ceci est la raison primaire qui explique en premier lieu le défaut dtadaptabilité de ces machines en vue de leur réglage afin de travailler des tôles ayant les dimensions les plus différentes. Les recherches en question ont permis de constater en outre, que le mécanisme adopté qui convient pour l'empilage des tôles comme décrit dans les brevets sus-rappelés peut être utilisé dans une machine pourvue de têtes interchangeables, à raison d'une pour chaque dimension de tôle et d'une embase commune mé-rsageant un système capable d'empiler des tôles ayant des dimensions les plus différentes, sans nécessité de prévoir une machine complète séparée pour chaque dimension de tôle. Dans une fabrication typique pour la- prôduction d'un transformateur, toutes les machines servant à ensiler des tôles ayant des dimensions différentes ne sont diaiileursDas en fonctionnement, Celles de ces machines qui ne fonctionnent pas sont normalement mises au repos dans une zone éloignée du chantier, ce qui laisse la zone de production libre en vue de l'utilisation avec une machine de dimensions différentes afin de produire des transformateurs correspondant à la dimension désirée. Ainsi, la totalité de la machine qui n'est pas en-fonctionnement est simplement laissée au repos tant qu'on n'a pas besoin d'elle.Un autre problème qui se pose au point de vue des facilités de production de ce type, c1 est que quand une forte commande est reçue par un constructeur en vue de la fourniture d'un transformateur à dimension de tôle unique, ce constructeur aimerait évidemment pouvoir utiliser autant de machines que ceci est possible pour exécuter la commande. Or il serait utile d'utiliser un grand nombre de machines pour faire face à la commande en question. Toutefois, ceci devient économiquement prohibitif quand des machines séparées sont nécessaires et il nty a aucune certitude que de grosses commandes du transformateur ayant la même dimension continuent à être reçues par le constructeur. On entend ici par "tête" ce qui est décrit avec plus de détails ci-aprèsO toutefois, on peut considérer brièvement que ce mot se rapporte à la partie des machines d'empilage des tôles décrites dans les brevets antérieurs qui sert à maintenir les tôles, les prélève à partir de leurs magasins respectifs et les pousse pour les assembler de manière à former une bobine. En d'autres termes, la "tête" comprend toutes les parties du mécanisme qui accumulent ou chargent les tôles ou qui engagent ou sont engagées par elles ou servent de surfaces de glissement ou de portée aux tôles en mouvement Ainsi, la présente invention n'exige pas l'augmentation de l'écartement des plaques latérales des magasins qui maintiennent les transformateurs, etc... comme ceci est nécessaire dans certaines tentatives antérieures pour réaliser une machine réglable.En outre, on obtient cet avantage intrinsèque déjà noté dans les machines précédentes, que toutes les parties de la machine qui maintiennent ou transportent les tôles peuvent être fixées, en constituant la partie de la machine formant sa tête0 Toutes les dimen sons des tôles changent lorsque la dimension fondamentale de la tôle se modifie, de sorte que n'importe quelle machine qui est fondée sur un réglage en largeur du magasin ou du mécanisme de transfert pourrait également exiger un réglage du mécanisme de calibrage, un réglage du mécanisme préleveur, un réglage de la course de l'organe à va-et-vient, s'il en est prévu un, etc... Grâce à la présente invention, un constructeur qui a reçu une commande particulière à exécuter dans-un temps limité pour la production de transformateurs peut se borner à acheter des têtes supplémentaires ayant les dimensions désirées et utiliser les embases existantes et les mécanismes d'entrainement dont il dispose dans son usine, puisqu'ils ont des dimensions fixes et qu'ils sont capables de faire face à des têtes ayant des dimensions différentes. En plus de ce qui vient d'être dit, quand il est désirable dtarrêter la production de certains transformateurs mesurant des dimensions déterminées, la production peut être poursuivie avec les embases destinèés à ces machines tandis que seules les têtes ont besoin d'être transportées en vue d'être mises au repos. Grâce à la simple permutation que prévoit la présente invention, le changement des têtes devient une tache très simple. D'autres particularités et avantages de l'invention découlent de la suite de cette description qui se lit en regard du dessin schématique annexé qui représente, simplement à titre drexemple d'ailleurs, un mode de réalisation de la machine et dans lequel La fig. 1 est une vue en perspective supérieure d'une machine à empiler des tôles conforme à 11 invention. La fig. 2 est une vue en perspective fragmentaire éclatées de cette machine, certains des éléments étant supposés séparés. La fig. 3 est une vue en plan de la came réglable destinée à l'entrainement de la tête transversale. Comme représenté dans la fig. 1, il s'agit ici d'une machine d'empilage de tôles comprenant une embase de support désignée dans son ensemble par 10 et étudiée de manière à reposer sur la surface supérieure d'un établi ou d'une table, une tête de travail désignée généralement par 11, et un mécanisme d'entrainement 12 monté du côté droit de l'embase 10. Celle-ci sert de bâti puisqu'elle est constituée par une simple pièce moulée. Cette embase tO comprend un socle de gauche 13 relativement petit, un évidement central 14 et un socle de droite 15.Une semelle de liaison 16 stétend le long du fond de l'embase 10 entre les socles 13 et 150 Une extrémité de la tête Il est supportée par le socle 13, son autre extrémité étant supportée par le socle 15 et chevauchant I1 évidement 14. Celui-ci est placé bien entendu au-dessous de la partie centrale de la tête 10 et permet à l'opérateur d'accéder au fond d'une bobine (représentée et désignée par 17 dans le dessin) pour redresser au besoin les conducteurs. Cette bobine 17 est maintenue dans la partie centrale de la tête 11 dans un poste de bobinage désigné dans son ensemble par 18 lorsque des tôles sont en cours d'insertion dedans. De-part et d'autre du poste de bobinage 18 sont placés des magasins 20 et 21.Chacun de ces magasins est semblable et comprend des fentes respectives destinées à maintenir une pile de tôles en I 23 et des fentes pour maintenir des tôles en s 24,25. Les tôles en I sont placées plus près du poste de bobinage 18 que les tôles en E. les plaques latérales verticales des magasins 20,21 sont montées sur les sommets de premier et second rails latéraux allongés 27,28 qui forment~le bâti de support des éléments de la tête 11. Cotes rails latéraux 27,28 sont fixés l'un à l'autre au moyen de barres transversales inférieures dont l'une est représentée dans la figo 2 et désignée par 30. Comme le montre la fig.2, une paire de fentes 31,31a sont usinées dans les plaques latérales 27,28 et reçoivent une glissière à va-et-vient dont une partie est représentée et désignée par 32.Au-dessus des glissières sont placées les surfaces de glissement 33,34. les piles de tôles en E et de tôles en I reposent dans leurs magasins associés avec ces surfaces de glissement 33,34.- Des mécanismes de- prélèvement et de poussée décrits dans les brevets sus-rappelés sont montés au sommet de la glissière 32, de sorte que quand elle va et vient (par exemple de la gauche vers la droite dans la fig. 1) une tôle en E est prélevée à la pile 24 et est acheminée le long des rails 33,34 au-dessous de la pile de tôles en I 22 pour progresser vers la bobinie 17. Tandis que la tôle à profil en E passe -au-dessous de la pile 22, une tôle à profil en I est prélevée au fond de cette pile, en -formant ainsi une première paire de tôles.Des organes de calibrage sont prévus à la par2aie avant de chacune de ces piles, de façon qu'un nombre pré déi4rminé seulement de tales soit prélevé (en principe une), La tôle en I est ainsi superposée à la tôle en E et cette première paRre de tales est amenée à une position intermédiaire telle que 37 dans la fig. 1 et déposée à cet-endroit. La tôle 32 est alors soumise à un mouvement de va-et-vient vers la gauche en prélevant ainsi une seconde paire de tôles superposées comprenant une tôle en E à même la pile 25 et une tôle en I à même la pile 23 avant qu'elle ne soient déposées en un endroit intermédiaire 38 en position de superposition.Ainsi, quand la glissière 32 atteint sa position située le plus à gauche, elle est prête à prélever une troisième paire de tôles à même le magasin. En même temps cependant une surface de poussée agit à proximité de l'endroit 37 pour pousser la première paire de tôles précédemment déposée à cet endroit en vue dtassurer son assemblabe en vue de la constitution de la bobine 17, la tôle en I étant sur chant et engageant une tôle en E précédemment insérée pour parachever l'environnement de la bobine, la tôle en E se trouvant au fond de la pile.De façon analogue, lors du mouvement de va-et-vient suivant vers la gauche de la glissière 32, une quatrième paire de tôles est prélevée à même le magasin 25 et la seeonde paire de tôles. est simul tanément sollicitée de venir en relation d'assemblaige pour former la bobine 17. Ainsi, pour chaque mouvement de va-et-vient se produisant pendant le fonctionnement normal, une paire de tôles superposées ese prélevée à même le magasin respectif et une paire de tôles précédemment prélevée est déplacée pour venir en position d'assemblage en vue de la constitution de la bobine, les tôles finales à profil en U étant insérées à partir des côtés alternés pour produire une pile à éléments enchevêtrés par interfotion. Le mécanisme dea prélèvement et de poussée des tôles est représenté et décrit a dans les brevets des Etats Unis d'Amérique précédemment signalés a quels on pourra se reporter. Ces brevets contiennent l'indication d'un certain nombre de détails mécaniques utiles. Comme mentionné ci-avant, l'invention a trait à une machine capable de faire face à une tête correspondant à des tôles de dimensions différentes0 Ainsi, le mot têtes englobe la structure décrite ci-avant et comportant les magasins 20,21, les rails latéraux 27,28, le poste central de bobinage 18, la glissière à va-et vient 32 et tous les mécanismes montés sur cette glissière 32 pour prélever les tôles aux magasins en vue de les débiter aux endroits intermédiaires 37,38, puis de les insérer dans la bobine 17. Si l'on considère maintenant la partie de la machine destinée à faire face à des têtes interchangeables de dimensions différentes, il convient de se reporter à-la fig.2. le socle 13 comprend une surface horizontale supérieure 40 qui stétend dans le même plan qu'une surface horizontale supérieure du socle 15. Ces-deux surfaces supportent les rails latéraux 27,28 des tôles interchangeables et comme ces rails sont placés à des intervalles différents qui dépendent des dimensions des tôles, ces surfaces planes supérieures accommodent des têtes ayant elles-mêmes des dimensions différentes. Un axe vertical 43 se dresse au-dessus du socle 13 sur sa surface 40; il est étudié de manière à seSoger dans une ouverture cylindrique 44de la barre de liaison transversale 30. Chaque tête comporte une pareille barre de liaison et une ouverture semblable à tune de ses extrémités.La fonction de l'axe 43 est d'assurer la mise en place de la tête 11 et de l'empêcher de se déplacer dans une direction longitudinale c'est-à-dire de gauche à droite dans la fig. li L'ouverture 44 est usinée-dans le socle 15; elle s'étend dans la- direction du mouvement de va-et-vient de la glissière 22. Une tête transversale désignée généralement par 45 comprend un bras rectangulaire allongé 46 qui est logé pour pouvoir s'y déplacer par coulissement dans 1' ouverture 44 et qui comprend une surface supérieure située dans le même plan que la- surface 41 du socle 15. Une traverse 47 est soudée à la partie supérieure du bras 46 en un endroit situé à quelque distance de la tête 11 et comprend- une fente 48 prétendant perpendiculairement à la direction du mouvement de va-et-vient de ce bras 46. A l'extrémité opposée de ce bras est prévu un axe vertical.49 capable de se loger dans une ouverture 50 de la gEissière~32. Ainsi,-les têtes interchangeables seront montées sur l'embase 10 par abaissement de l'ouverture respective 44 ou 50 sur les axes 43,49.Il est préférable que la tête transversale 45-soit placée tout d'abord dans la position d'extrême droite et que la glissière 32 soit amenée par traction à sa position de droite, ltouverture 50 étant placée au-dessus de l'axe 49 avant le placement de l'ouverture 44 sur l'axell43. Au-dessus du socle 15 est placé le carter 51 dtune came rec tangulaire comportant un bossage central 52 dans lequel est logé un palier 53. Dans ce carter 51 se trouve une came désignée dans son ensemble par 54 qui- comprend un arbre vertical 55 traversant le palier 53 et monté sur une poulie 56o Celle-ci est entraînée au moyen d'une courroie 57 qui est entrainée à son tour par un moteur électrique de type classique. La came 54 est ainsi entrat- née en rotation; elle comprend un plateau-came 58 contre la face inférieure duquel est monté amoviblement un maneton désigné par 60. La face de dessous du plateau-came 58 est bien visible dans la figo 3. Le maneton 60 comprend un axe de mise en place 61 dont une extrémité se loge dans une ouverture de ce plateau-came 58, et dont l'autre extrémité est équipée dlun palier 62. Le maneton comprend deux ailes 63 et 64 qui sont ajourées pour recevoir des vis 66 et 67 engagées dans des orifices à filetage interne correspondants du plateau-came 580 Le palier 62 se loge dans la fente 48 de la traverse 47 de la tête transversale 45. Si l'on examine la fig. 3, on y voit représentés un certain nombre d'orifices dont trois sont désignés respec-tivement par 70, 71 et 72 afin de recevoir l'axe de mise en place 61 du maneton 60. Chacun de ces orifices 70-72 est placé à une distance radiale différente à partir du centre du plateau-came 58 pour régler la course du bras 46 et déterminer ainsi la course de la glissière à va-et-vient 32. Chacun des orifices 70-72 est pourvu, en outre, de deux ouvertures latérales taraudées pour recevoir les vis 66,67 destinées à l'assujettissement du maneton 60 au plateau-came 58. Tandis que la came 54 est entraînée en rotation, le palier 62 du maneton 60 va et vient dans la fente 48, en obligeant ainsi le-bras 46 à aller et venir dans une direction transversale. Comme indiqué dans les brevets sus-visés, le mouvement résultant est extrêmement avantageux dans ce type de machine, du fait que la glissière 32 est amenée à s'arrêter sans heurt à chaque extrémité de son mouvement alternatif avant l'inversion de son sens de marche. Lorsqu'on modifie la machine pour faire face à une tête de dimensions différentes, il peut ou non être nécessaire de changer l'emplacement du maneton 60 suivant les dimensions des tôles que la nouvelle tête est appelée à empiler0 C'est ainsi, par exemple, qu'on a utilisé les quatre orifices séparés représentés dans le plateau-came 58 dans la fig. 3 pour accommoder des têtes dont la dimension va de 6,35 mm à 19 > 7 mm environ Chacun de ces orifices est capable de loger plus d'une tête de dimensions différentes suivant la course du maneton correspondant à ces têtes. Un certain nombre d'emplacements assignés au maneton 60 peuvent varier avec des considérations de mise au point et il est possible de ntutili- ser qu'une seule course pour le maneton pour toutes les dimensions différentes des têtes, bien que, en procédant ainsi, ceci provoquerait un déplacement inutile pour les tôles ayant les dimensions les plus petites. Les détails de réalisation peuvent être modifiés, en dehors des principes sus-indiqués, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICÂTION - 1.-Machine pour l'empilage de tôles destinée notamment à la constitution de bobines électriques en vue de faire face à des dimensions différentes de ces tôles, caractérisée en ce qu'elle comprend une tête d'insertion des tôles de dimension unitaire pour en faire une bobine comportant des magasins de maintien des tôles et un équipement pour prélever ces tôles à partir de ces magasins et les engager dans la bobine par une plaque à va-et-vient, une embase étudiée pour supporter cette tête et comprenant des organes de mise en place en prise avec une partie fixe de cette tête pour définir la position de celle-ci tout en I'empêchant d'exécuter un mouvement longitudinal par rapport à cette embase, et un mécanisme d'entraînement en va-et-vient engageant de façon amovible une glissière de cette tête afin de lui imprimer un mouvement alternatif, cette tête étant dégagée de cette embase et remplaçable par une tête correspondant à des tôles de différentes dimensions. 2.- Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le mécanisme d'entrainement comprend en outre un équipement pour régler sélectivement la course de la glissière afin de définir par là même la course correspondant à des tôles de dimensions dif fentes. 3.- Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le mécanisme d'entrainement alternatif comprend une tête transversale pourvue d'un bras s'étendant dans la direction de son vaet-vient et un organe transversal ménageant une fente, un plateaucame rotatif comportant un palier se logeant dans la fente de cette tête transversale pour la faire aller et venir, un de ces bras coulissants allongés étant pourvu d'un orifice et l'autre étant muni dtan axe correspondant pour se loger dedans quand une tête est montée sur l'embase. 4.- Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'embase comprend un premier et un second socles latéraux supportant une tête et séparés par un évidement placé au-dessous d'une tête supportée par ces socles, chacun de ces derniers délimitant une surface. horizontale s'étendant dans le même plan que la surface horizontale de l'autre et capable de supporter ces têtes interchangrables ayant des largeurs différentes0 5.- Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, pour l'engagement sélectif des tôles en relation d'enche vêtrement par interfoliation pour former une bobine, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs têtes, dont chacune est capable d'engager-des tôles ayant une dimension différente dansa bobine et comprenant un organe d'engagement à va-et-vient pour insérer ces tôles dans cette bobine, une embase comprenant des socles espacés 'n- recevant- et supportant les extrémités respectives de l'une de ces têtes et aptes à faire face à des têtes correspondant à des tôles de dimensions différentes, un équipement associé avec un de ces socles pour la mise en place d'une extrémité de la tête sur l'emba- se, tout en empêchant le mouvement longitudinal de cette tête par rapport à cette embase, un organe entraîneur monté à va-et-vient dans l'autre socle et capable d'engager amoviblement la glissière de cette tête, et un système moteur pour faire aller et venir cet organe d' entraînement0 6.- Machine suivant la revendication 5, caractérisée en outre en ce qu'elle comprend un équipement pour régler sélectivement la course l'organe d'entraînement de telle façon que lorsque des têtes correspondant à des tôles de dimensions différentes sont montées sur l'embase, la course de la glissière de chaque tête puisse être réglée. 7e~~ Machine suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le mécanisme de réglage comprend un plateau-came rotatif délimitant plusieurs orifices dont chacun est placé selon un intervalle différent à partir de son axe de rotation, un équipement de montage de ce plateau-came en vue de sa rotation autour d'un axe vertical, un maneton fixé amaviblement à ce plateau-came et mis en place au moyen dlun des orifices pratiqués dedans, une tête transversale comprenant une fente transversale recevant un palier solidaire du maneton et un bras allongé se logeant dans une fente de l'autre socle, ce bras dlentralnement étant logé dans cette fente pour empêcher un mouvement latéral tout en permettant le mouvement de va-et-vient de ce bras dans cette fente, et un système comprenant un maneton d'entraînement fixé à un des bras allongés de la tête transversale et de l'organe dtinsertion, l'autre ménageant une ouverture reeevant le maneton d'entratnement. 8.- Machine suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif de mise en place comprend un axe de~placement solidaire dtun des socles et capable de se loger dans un orifice à position correspondante prévu sur la tête et eh ce que le système d'entraînement comprend une tête transversale munie d'un axe d1 entraine ment capable de se loger dans un orifice correspondant de l'organe d' insertion0