Brevet FR2281802A1 — publié le 19760312

Cette invention concerne une poinçonneuse pour le découpage à l'emporte-pièce des encoches de feuilles annulaires de t81e pour dynamos d'un diamètre relativement grand et divisées en segments, comprenant un chariot destiné à porter les segments de tole et déplacé pas à pas le long d'une glissière en arc de cercle au moyen dtune broche filetée entraînée en rotation et articulée à ce chariot. La fabrication de feuilles de tole pour dynamos a lieu économiquement sur des poinçonneuses fonctionnant automatiquement et équipées de plateaux de mise en place et de serrage rotatifs et réglables pour les différentes dimensions des tales de dynamos. Dans ces poinçonneuses connues, le plateau de mise en place et de serrage est déplacé angulairement en synchronisme avec chaque course du poussoir en fonction de la division nécessaire des encoches de chaque tôle de dynamo. Pour réduire la quantité des matières premières, notamment lorsqu'il s'agit de tôles de dynamos d'un diamètre relativement grand, on divise en plusieurs segments les disques de tôle de stator et de rotor. Cependant, dans le cas de très grandes dimensions, il est difficile d'encocher les segments de tale sur des poinçonneuses connues et fonctionnant automatiquement, lorsque la distance maximale entre l'ase de rotation du plateau de serrage et l'outil de découpage à l'emporte-pièce est inférieure au rayon de courbure de segment de tôle à encocher. Il est vrai qu'il est possible de construire des poinçonneuses équipées dX grands plateaux de serrage auxquels sont cependant imposés des limites lorsque le diamètre des disques de tôle atteint plusieurs mètres. Le brevet allemand 1 627 227 propose une poinçonneuse dans laquelle le plateau de serrage entraîné en rotation pas à pas est complémentairement déplacé pas à pas dans deux directions croisées et perpendiculaires à l'axe de rotation, un mécanisme d'entratne- ment étant prévu pour chaque sens du déplacement et actionné en synchronisme avec les mouvements de va-et-vient du poussoir. Les deux mécanismes d'entraînement sont alors conçus sous la forme de mécanismes progressifs finement réglables et actionnés par voie hydraulique ou pneumatique, tandis que le mécanisme d'entraînement en rotation du plateau de serrage est lui-mme conçu sous la forme d'un mécanisme d'entraînement pas à pas actionné par la poinçonneuse. Cette poinçonneuse doit permettre d'encocher irréprochablement des segments de tale de dynamos, et ce par le fait qu'on fait simplement tourner ces segments autour de l'axe du plateau de serrage et d'une amplitude angulaire correspondant à la division des encoches, tandis que le plateau de serrage est déplacé simultanément dans deux directions perpendiculaires et toujours d'une amplitude constante. La division des encoches est très imprécise sur cette poin conneuse,étant donné qu'à chaque opération d'encochage l'axe de rotation du plateau de serrage doit être localisé sur un cercle dont le centre coïncide avec le centre de courbure du segment de t81e de dynamo, ce qui n'est cependant pas possible lorsque le plateau de serrage est déplacé en translation d'une amplitude toujours constante. Pour cette raison, cette poinçonneuse connue ne peut être utilisée que lorsque les segments de tôle de dynamo ne présentent qu'un nombre relativement restreint d'encoches. Pour remédier à ces inconvénients dans une poinçonneuse destinée au découpage à l'emporte-pièce des encoches de tôles de dynamo de grand diamètre divisées en segments, comprenant un plateau de serrage de chaque segment entraîné en rotation pas à pas d'une amplitude correspondant à la division des encoches et déplacé pas à pas en translation dans deux directions perpendiculaires à son axe de rotation au moyen d'un mécanisme d'entraînement actionné en synchronisme avec le mouvement de va-et-vient du poussoir pour chaque sens du déplacement, la Demanderesse a déjà proposé d'utiliser pour chaque déplacement en translation du plateau de serrage un mécanisme d'entraînement comprenant un moteur tournant pas à pas, commandé par voie électronique et dont le couple de rotation est de préférence amplifié par voie hydraulique. L'avantage qu'on peut obtenir avec cette poinçonneuse consiste en ce qu'il est maintenant possible de fabriquer des seg ments de tôle pour dynamos de dimensions quelconques et présentant un nombre d'encoches également quelconque, parce que l'axe de rotation du plateau de serrage est localisé avec la plus grande préci- sion sur un cercle centré sur l'axe de rotation du segment de tôle et décalé par rapport à l'axe de rotation du plateau de serrage dans chaque position finale de découpage à l'emporte-pièce. Ceci est rendu possible par-le fait que le nombre de pas des moteurs, qui varie d'une encoche à l'autre, est intégré à ces derniers par l'intermédiaire d tun programme ou de commutateurs de présélection digitale Bien entendu il est cependant également possible de mettre en oeuvre d'autres procédés connus de programmation pour la commande des moteurs tournant pas à pas, par exemple une commande de la trajectoire circulaire dans laquelle l'axe du plateau de serrage est localisé point par point sur un arc de cercle d'un rayon de courbure approprié. Ce principe n'impose que l'intégration du rayon de courbure et du nombre nécessaire des points. On connaît également une poinçonneuse (Brevet allemand 398 005) dans laquelle les segments de tôle sont fixés sur un chariot mobile le long d'une glissière incurvée fixe. Cette glissière permet l'établissement dtune trajectoire courbe d'avancement. Pour le déplacement pas à pas, le chariot est doté d'un secteur denté (ou d'une crémaillère) coopérant avec un cliquet de propulsion ou avec un petit pignon d'entraînement. ttentraînement en rotation de ce petit pigon a lieu par l'intermédiaire d'un mécanisme du type Ferguson, dans lequel est intercalé un train de pignons interchangètbles. Un inconvénient réside dans le fait qu'il n'est pas seulement nécessaire de changer les pignons interchangeables pour chaque division des encoches, mais également dans le fait que la fabrication des crémaillères incurvées ou des cliquets de propulsion est extrêmement compliquée et peut donner lieu à des imprecisions. L'invention intervient en ce point, et en son but est de remédier aux inconvénients précités et de créer une poinçonneuse fonctionnant également avec une glissière incurvée d'une conception beaucoup plus simple et permettant un réglage plus précis. Pour la solution de ce problème dans une poinçonneuse du type précédemment décrit, l'invention propose de relier cinématiquement la broche filetée à au moins deux moteurs commandés par voie électronique, tournant pas à pas avec des amplitudes suffisamment faibles et bien définies, dont le premier est directement accouplé à la broche filetée pour l'entraîner en rotation, tandis que cette broche filetée est reliée cinématiquement au deuxième moteur de façon qu'elle soit complémentairement déplacée axialement par ltintermédiaire d'organes de transmission transformant le mouvement de rotation du deuxième moteur en un mouvement longitudinal. Une autre particularité de l'invention. consiste en ce que les deux moteurs tournant pas à pas sont dotés de rapports de transmission différents pour déplacer le chariot d'une amplitude différente à chaque pas. Pour obtenir un mouvement d'avancement autant que possible sans jeu, on utilise la broche d'entraînement de préférence sous la forme d'une broche montée à pivotement sur une articulation à rotule d'une manière connue en soi. Un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux de l'invention consite en ce que l'extrémité de la broche filetée reliée au mécanisme d'entraînement est montée à rotation dans un bottier cylindrique réglable présentant sur le pourtour extérieur un filetage et dans lequel cette broche est immobilisée axialement par des rondelles, et en ce que le bottier cylindrique réglable est rendu solidaire en rotation d'une couronne dentée engrenant avec un petit pignon, lui-meme solidaire en rotation de la broche du deuxième moteur tournant pas à pas. Une- autre particularité importe de l'invention réside dans le fait que le premier moteur tournant pas à pas, directement accouplé à la broche filetée, agit à chaque pas sur celle-ci de façon que l'amplitude du déplacement soit supérieure à celle que produit le deuxième moteur tournant pas à pas. L'avantage important de lanouvelle poinçonneuse fonction nant selon le nouveau principe consiste en ce que l'utilisation de deux moteurs tournant pas à pas, dont l'un présente pour chaque pas un rapport de démultiplication relativement grand et l'autre un rapport très faible, permet d'augmenter la vitesse d'avancement sans négliger le réglage fin, ce qui permet à son tour d'obtenir un nombre de courses d'avancement beaucoup plus grand. Bien entendu on peut également utiliser un nombre de moteurs supérieur à deux sans s'écarter du principe de l'invention. Un mode de mise en oeuvre quelconque de l'invention sera décrit ci-après en détail et à titre d'exemple en regard du dessin annexé, sur lequel La figure 1 est une vue en élévation latérale de la poin çonneuse selon l'invention équipée d'un plateau pour la mise en place et le serrage de la pièce à façonner. La figure 2 est une vue en élévation de face de la poin çonneuse selon la figure 1. La figure 3 est une vue en plan du plateau de mise en place et de serrage selon la figure 1. La figure 4 est une vue en coupe faite suivant la ligne À-B de la figure 3 et montre le chariot à support sur lequel est serré un segment d'une tôle de rotor. La figure 5 est une vue en coupe faite survatrt la ligne C-D de la figure 3 et montre en plan le plateau de mise en place et de serrage selon la figure 3 dont le chariot à support porte un segment d'une tôle de stator. La figure 6 est une vue par dessus du plateau de mise enplace suivant la figure 1 avec un segment de tôle de stator serré sur le support du chariot et La figure 7 est une vue en coupe du chariot faite suivant la ligne E-F de la figure 6. En ce qui concerne la poinçonneuse que montrent les figures 1 et 2, le chiffre de référence 1 désigne le plateau de mise en place et de serrage monté à coulissement sur des glissières 2 de façon à pouvoir entre déplacé en direction et en partant de l'outil de découpage à l'emporte-pièce fixé au poussoir 3. Pour le déplacement du plateau de serrage, on utilise par exemple une broche filetée 4 que l'opérateur fait tourner d'une manière connue en soi au moyen d'un volant de manoeuvre 5. Ainsi que le montre la figure 3, une glissière en arc de cercle 6 dont le centre de courbure est localisé en 6a, est fixée sur e plateau de serrage 1 pour servir de guide à un chariot 7. Pour la réduction des frottements, ce chariot 7 est doté de rouleaux 8 et 9 prenant appui sur les flancs latéraux incurvés 6b et 6c de la glissière 6. Pour le guidage irréprochable du chariot 7, il suffit de prévoir deux rouleaux de guidage sur chaque côté de la glissière 6, les deux rouleaux de guidage 9 touchant le flanc intérieur 6c de la glissière 6 étant montés d'une manière connue en soi sur des pivots décentrés 10 pour pouvoir autre amenés en contact sans jeu avec la glissière par un mouvement de rotation de ces pivots décentrés 10. Ainsi que le montrent les figures 5 et 4, le chariot 7 porte un support Il équipé d'un dispositif de serrage 12 indiqué schématiquement et destiné à immobiliser les segments de tôle 13 qui doivent etre encochés, et-qui sont des segments de tôle de rotor dont le centre de courbure est localisé en 13a dans l'exemple de réalisation selon les figures 1 à 5. Le déplacement du chariot 7 le long de la glissière en arc de cercle 6 est obtenu grâce à une broche filetée 14 montée à rotation dans une rotule sphétique et en prise avec un écrou 15 Celui-ci est articulé au chariot 7 dans un plan horizontal au moyen d'un pivot non représenté centré sur un axe perpendiculaire à l'axe 15a du filetage. Ainsi que le montre la figure 5, la broche d'entraînement 14 est montée à rotation dans un bottier cylindrique réglable 17. Pour le blocage axial de la broche d'entraSnement 14 par rapport au bottier réglable 17, les deux éléments sont assemblés et serrés au moyen d'un organe d'accouplement 18 et par l'intermédiaire d'un conssinet axial 19 et d'une rondelle 14a. Le bottier réglable 17 est vissé (au moyen d'un filetage sans jeu 17a) dans un autre coussinet 20 présentant sur le pourtour intérieur un filetage correspondant 20a et qui est rigidement encastré dans une plaque porte palier 21. Celle-ci est orientable autour de l'axe 22a de deux tourillons 22, eux-m8mes montés à pivotement dans deux chapes 23 fixées au plateau 1 destiné à la mise en place et au serrage de la pièce à façonner. L'entraînement de la broche filetée 14 a lieu au moyen d'un moteur 24 conçu pour tourner pas à pas. Pour l'absorption du couple de réaction, ce moteur 24 est fixé à un plateau porteur 26 duquel part au moins une broche 27, à son tour en prise sans jeu avec un alésage pratiqué dans le plateau porteur 21. Etant donné que le plateau porteur 26 doit pouvoir se déplacer axialement dans une certaine mesure en même temps que le moteur 24, la broche 27 est guidée dans le plateau porte-palier 21 au moyen d'une glissière à billes 28. Au-dessous du moteur 24 tournant pas à pas est fixé au plateau porteur 26 un autre moteur 29 tournant également pas à pas, et dont la broche est rendue solidaire en rotation d'un petit pignon 30 engrenant avec une couronne dentée 17b fixée au pourtour extérieur du bottier cylindrique 17. Les figures 6 et 7 ne se distinguent des figures 3 et 4 uniquement par le fait que le segment de tôle 31 serré sur le support il est un segment de stator. Le mode de fonctionnement de la poinçonneuse selon l'inven- tion est le suivant lie serrage du segment de tôle 13 sur le support il du chariot 7 a lieu de façon que le centre de courbure 13a coïncide avec le centre de courbure 6a de la glissière 6 qui est déjà prédéterminé par rapport au chariot 7. Pour permettre un serrage rapide et précis, les différents organes de serrage 12 peuvent Aetre réglables en fonction des dimensions de chacun des segments de tôle pour dynamos.Ensuite, l'opérateur fait fourner le volant de manoeuvre 5 et en môme temps la broche filetée 4 pour déplacer le plateau de.serrage jusqu a ce que les centres de courbure superposés 6a et 13 soient espacés dans la proportion nécessaire du poinçon fixé au poussoir 3. lie diamètre du cercle primitif des encoches est ainsi déterminé, et le chariot 7 peut être bloqué contre tout déplacement complémentaire accidentel. Au début du découpage à lemporte-pièce des encoches, le chariot 7 occupe la position représentée sur la figure 3. La poin çonneuse exécute alors sans interruption le nombre nécessaire de découpages à ltemporte-pièce des encoches pour un segment de tôle 13, et le mécanisme d'entraînement comprenant les deux moteurs 24 et 29 fait avancer le chariot 7 par l'intermédiaire de la broche filetée 14, chaque fois après le découpage d'une encoche. L'ampli tude de ce déplacement intermittent du chariot 7 dépend alors de la division des encoches N1 - N7 du segment de tôle 13.La valeur numérique de cette amplitude est égale à la division des encoches, exprimée par l'angle de rotation autour des centres de courbure 6a et 13a. tant donné que la broche filetée 14 ne transmet au chariot 7 qu'une composante de la course que celui-ci doit exécuter, de sorte que le déplacement exact en arc de cercle est uniquement déterminé par la glissière 6, il est nécessaire de modifier en permanence l'amplitude du mouvement d'avancement obtenu grâce à la broche filetée 14 dans les limites d'un segment de tôle de dynamo 13. Pour réduire autant que possible la durée de façonnage d'un segment de tôle de dynamo 13, les poinçonneuses à utiliser doivent fonctionner avec un grand nombre de courses de poinçonnage. Il en résulte cependant une réduction correspondante du temps disponible pour le déplacement nécessaire du segment de tôle 13 par le déplacement du chariot 7 le long de la glissière 6. Pour obtenir néanmoins un mouvement d'avancement précis du chariot malgré le peu de temps disponible, la broche filetée 14 est entraînée en rotation par deux moteurs 24 et 29 tournant pas à pas et dont chacun intervient pour faire avancer le chariot 7 d'une fraction déterminée de la course totale. Ainsi le moteur 24 entrant en action transmet directement son mouvement de rotation à la broche filetée 14 qui fait alors avancer le chariot 7 dans une proportion égale au pas du filetage.Le moteur 29 peut entrer en action simul ténement et son mouvement de rotation est alors transformé en un déplacement axial du bottier cylindrique, donc également de la broche filetée 14, par l'intermédiaire du petit pignon 30 et de la couronne dentée 17a. Grâce à la fixation des moteurs 24 et 29 au plateau porteur 26, on obtient avec certitude qu'un mouvement de rotation du bottier réglable 17 ne donne pas lieu à un déplacement axial relatif entre le pignon 30 et la couronne dentée .17a avec laquelle il engrène. Pour obtenir une vitesse d'avancement aussi grande que possible du chariot 7 et néanmoins une haute précision de la division, on peut choisir le pas d'avancement par fraction de rotation relativement grand pour le moteur 24, et au contraire relativement faible pour le moteur 29. À titre d'exemple, pour un déplacement de 8,86 mm du chariot 7, le moteur 24 peut effectuer un mouvement d'avancement de 8,5 mm en 17 grands pas, chacun de 0,5 mm, tandis que le moteur 29 intervient simultanément pour effectuer le déplacé restant de 0,36 mm en 18 pas, chacun de 0,02 mm, par rapport au déplacement axial du bottier réglable 17. Ainsi que le montre cet exemple, chacun des mouvements d'avancement nécessaires du chariot peut Qtre obtenu avec un nombre restreint d'interventions de chacun des moteurs 24 et 29. Il n'est alors pas seulement possible d'additionner les mouvements d'avancement de la manière précédemment décrite, mais également de les retrancher de la manière décrite ci-après. Dans le cas, le moteur 24 doit exécuter 19 pas faisant avancer le chariot 7 de 9 mm. Simultanément, le moteur 29 intervierrt pour exécuter 7 pas, chacun de 0,02 mm en arrière par rapport au déplacement longitudinal du bottier réglable 17. Le procédé utilisé dans chaque cas dépend du minimum de temps disponible pour le déplacement du chariot. il convient de noter complémentairement que les mouvements des moteurs 24 et 29 tournant pas à pas peuvent également avoir lieu successivement, bien qutil soit possible de faire intervenir à la fois un seul de ces moteurs. Etant donné que le mouvement d'avancement total de la broche -filetée 14 se modifie pour un déplacement constant du segment de tôle 13 d'une encoche à la suivante, il est bien entendu qu'il en résulte obligatoirement une modification du nombre de pas que doivent exécuter les moteurs 24 et 29. Ces pas sont donc calculés d'avance et intégrés aux moteurs avant chaque intervention au moyen d'un dispositif de programmation connu en soi. Il est également possible que le moteur 24 exécute un nombre de pas invariable pour un segment de tôle déterminé, tandis que le moteur 29 reçoit le nombre de pas nécessaire par l'intermédiaire d'un dispositif de programmation pour établir avec certitude la division exacte des encoches ou des mouvements d'avancement différents en fonction du déplacement en arc de cercle. Bien entendu, sans s'écarter du principe de l'invention, il est alors encore possible d'imaginer d'autres variantes de réalisation qui ne sont cependant pas représentées sur le dessin. R E-V E N I) i C A T i 0 N S 1. Poinçonneuse pour le découpage à l'emporte-pièce des encoches des feuilles annulaires de tôle d'un diamètre relativement grand pour dynamos, comprenant un chariot destiné à porter les segments de tôle et mobile pas à pas le long d'une glissière au moyen d'une broche filetée articulée à ce chariot, caractérisée par le fait que la broche filetée 14 est reliée cinématiquement à au moins deux moteurs 24 et 29 commandés par voie électronique tournant pas à pas avec des amplitudes suffisamment faibles et bien définies, dont le premier 24 est directement accouplé à la broche filetée 14 pour l'entraîner en rotation, tandis que cette broche filetée est reliée-cinématiquement au deuxième moteur 29 de façon qu'elle soit complémentairement déplacée axialement par l'intermédiaire d'organes de transmission transformant le mouvement de rotation du deuxième moteur 29 en un mouvement longitudinal. 2. Poinçonneuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les deux moteurs tournant pas à pas 24 et 29 sont dotés de rapports de transmission différents pour déplacer le chariot 7 d'une amplitude différente à chaque pas. 3. Poinçonneuse selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la broche d'entràînement filetée 14 est conçue sous la forme d'une broche montée à pivotement sur une articulation à rotule d'une manière connue en soi. 4. Poinçonneuse selon les revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que l'extrémité de la broche filetée 14 reliée au mécanisme d'entratnement est montée à rotation dans un bottier cylindrique réglable 17 présentant sur le pourtour extérieur un filetage 17a et dans lequel cette broche est immobilisée axialement par des rondelles 14a, et par cet autre fait que le boîtier cylindrique réglable 17 est rendu solidaire en rotation d'une couronne dentée 17b engrenant avec un petit pignon 30, lui-même solidaire en rotation de la broche du deuxième moteur tournant pas à pas 29. 5. Poinçonneuse selon les revendications I à 4, caractérisée par le fait que le premier moteur tournant pas à pas 24, directement accouplé à la broche filetée 14, agit à chaque pas sur celle-ci de façon que l'amplitude du déplacement soit supérieure à à celle que produit le deuxième moteur tournant pas à pas 29.