Brevet FR2287799A1 — publié le 19760507

L'invention concerne un dispositif pour la mise en place de rubans isolants sur les éléments d'enroulements de machines électriques, qui comporte des dispositifs de bridage de ltélément d'enroulement qu'il stagit d'isoler, une tête enrouleuse avec son dispositif d'entralnement en rotation et ses bobines d'alimentation en ruban isolant, et un dispositif de palpage pour diriger le déplacement de la tête enrouleuse le long de ltélément d'enroulement à isoler. Un tel dispositif est connu par exemple d'après le brevet suisse CH-PS 420.356. Avec cette enrouleuse connue, un chariot portant une tête enrouleuse se déplace le long d'une barre de copiage, disposée sur un châssis et ayant la forme de la projection horizontale de la barre qu'il stagit d'isoler. La commande de la tête enrouleuse dans le sens de la hauteur (axe des Z) ainsi que celle des mouvements de pivotement autour de son axe horizontal, s'effectuent au moyen de dispositifs de copiage mécaniques. Il existe aussi un dispositif connu, dans lequel la tête enrouleuse est conduite dans le plan de projection horizontal au moyen d'une commande ajustable par câble, qui peut être adaptée à la barre d'enroulement (voir brevet suisse CH-PS 502.014). Pour les parties courbes il faut alors des gabarits mécaniques. Dans le sens de la hauteur, grâce à des mouvements de pivotements, la barre d'enroulement se déplace à hauteur constante. Le but de la présente invention est de réaliser une commande de la tête enrouleuse de manière que la mise en place à la machine de l'enveloppe isolante, sur les éléments d'enroulements en forme de barre , ayant des formes et des dimensionsdifférentes, puisse s'effectuer sans utilisation de gabarits mécaniques adaptés à la forme de la barre considérée et avec une automatisation poussée des opérations. De plus, le dispositif de commande doit assurer un enroulement régulier de l'enveloppe isolante également sur les parties courbées de la barre. Selon la présente invention, le problème ainsi posé est résolu par le fait que le dispositif de palpage se compose d'un premier palpeur photo-électronique qui commande le déplacement horizontal de la tête enrouleuse ainsi que le pivotement de la tête enrouleuse autour de son axe vertical, et d'un deuxième palpeur, également photo-électronique, qui commande le déplacement vertical de la tête enrouleuse ainsi que le pivotement de la tête enrouleuse autour de son axe horizontal, une came de copiage représentant la projection horizontale de la barre qu'il stagit d'isoler étant prévue pour le premier palpeur, et une came représentant la projection verticale de la barre à isoler étant prévue pour le deuxième palpeur. Selon une réalisation préférée de ce nouveau dispositif, la tête enrouleuse et le premier palpeur photoélectronique sont fixés A un bras, la tette enrouleuse pouvant se déplacer dans le sens vertical, vers le haut et vers le bas par rapport au bras, et ce bras est disposé sur un chariot de manière à pouvoir se déplacer le long d'une droite par rapport à ce chariot, le chariot lui-même étant disposé sur un châssis de manière à pouvoir se déplacer le long de celui-ci, les directions de déplacement du bras et du chariot se situant dans un plan horizontal et perpendiculairement l'une par rapport à l'autre, le deuxième palpeur photoélectronique est disposé en outre sur le chariot de telle manière que lui aussi peut se déplacer verticalement vers le haut et vers le bas. Selon un mode particulièrement éprouvé de réalisation de l'invention, les palpeurs photoélectroniques se composent chacun d'une unité centrale comprenant un dispositif à réflexion et disposée de manière à pouvoir se déplacer, d'un moteur de commande relié à cette unité centrale par une transmission à engrenages et de deux autres organe s de réglage également liés fonctionnellement à l'unité centrale, commandant la tête enrouleuse au moyen de servomoteurs. L'invention sera mieux comprise, à l'aide de la description d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention et du dessin annexé dans lequel La figure 1 est une vue schématique de profil d'une machine à enrubanner La figure 2 est une vue schématique en plan de cette mme machine tournée de 900 La figure 3 est une vue schématique de la tête enrouleuse avec la tige palpeuse et le conducteur La figure 4 est une vue en coupe A-A selon la figure 3 La figure 5 est une vue du palpeur photoélectronique avec un embout traceur La figure 6 est un schéma du dispositif de commande. Les pièces et sous-ensembles les plus importants de la machine à enrubanner, sont représentés sur les figures 1 et/ou 2. Le reperde 1 désigne un châssis, qui comporte les rails de guidage 2 sur lesquels est disposé un chariot mobile 3. Ce chariot 3 porte également des rails de guidage 4 sur lesquels coulisse un bras 6 à ltextrémité duquel on trouve un dispositif support 6 avec une tête enrouleuse 7. Cette tête enrouleuse 7 connue en soi quant à sa structure, présente comme le montre la figure 2, un anneau enrouleur tournant Il (figure 1)-sur lequel sont fixés deux rouleaux de ruban 12, tournant autour du conducteur 10 qu'il s'agit d'enrubanner, bridé dans les dispositifs de fixation 8 et 9. L'anneau enrouleur 11 est entraîné par le moteur 13 et il comporte une ouverture en forme d'encoche 14.Les dispositifs de fixation 9 sont pourvus de moyens 9' pour assurer leur ouverture et leur fermeture automatique au passage de la te te enrouleuse 7. La commande du déplacement de la tête enrouleuse 7 le long du conducteur 10 qutil s'agit d'enrubanner, est réalisée au moyen des servomoteurs 15, 16, 17, 18, 19 (figure 1). La commande de ces moteurs 15, 16, 17, 18, 19, s'effectue à l'aide de deux palpeurs photoélectroniques 20, 21, fixés sur le bras 5 et sur le chariot 3, et pour chacun desquels il est prévu une courbe de copiage 22, 23. Ces courbes de copiage 22, 23 peuvent être tracées par exemple sur deux plaques 24, 25, recouvertes de préférence de papier à dessin épais, et qui sont fixées au châssis 1. Le palpeur photoélectronique 21, mobile dans le sens vertical, est lié mécaniquement à la tête enrouleuse 7 par l'intermédiaire d'une crémaillère 26 et à un arbre de longueur variable 27 portant à ses deux extrémités des roues dentées 28, 29. L'arbre de longueur variable 27 est constitué par une tige 27 qui coulisse dans un manchon 27'. Les figures 3 et 4 montrent la tête enrouleuse 7 équipée d'une tige palpeuse mécanique 30. De même que l'embout traceur 31 représenté dans la figure 5, la tige palpeuse 30 sert à élaborer les courbes de copiage 22, 23. Pour élaborer celles-ci, on procède, par exemple, comme suit On bride dans les supports 8, 9 un prototype du conducteur 10 dont il faudra réaliser ultérieurement l'isolement, on fixe la tige de palpage 30 à l'intérieur de la tête enrouleuse 7 et les embouts traceurs 31 sur les palpeurs photoélectroniques 20, 21 ; on bascule alors la tête enrouleuse 7 pour la placer autour du conducteur 10, l'anneau enrouleur étant orienté de manière que lorsqu'on abaisse la tête enrouleuse 7, le conducteur 10 passe par l'encoche 14 pour pénétrer à l'intérieur de l'anneau enrouleur. On déplace ensuite la tête enrouleuse 7 équipée de la tige de palpage 30 à la main, par exemple à partir du dispositif support 8 de gauche (figure 2), de manière que la tige de palpage 30 se trouve toujours à une distance de 2 à 15mm au-dessus du conducteur 10, et que le plan vertical de la tête enrouleuse 7 qui se confond avec le plan du dessin de la figure 3, coupe à peu près perpendiculairement l'axe du conducteur. Comme les conducteurs à enrubanner 10 ne présentent en général qu'une faible hauteur, il est apparu judicieux de ne pas faire pivoter l'anneau enrouleur 11 autour de son axe horizontal (axe W) au cours de ce palpage. Un déplacement de la tête enrouleuse 7 le long du conducteur 10 (figure 2) entre le support 8 et le premier support 9, provoque aussi bien un déplacement du chariot 3 (selon la direction des x), aucun déplacement du bras 5 (selon la direction des y). Comme le bras 5 est disposé sur le chariot 3 de telle sorte qu'il doit aussi accompagner les déplacements du chariot 3, l'embout traceur 31 fixé sur le palpeur photoélectronique 20 solidaire du bras 5, trace sur la plaque 24, en tant que courbe de copiage, la résultante du déplacement du chariot 3 et du déplacement du bras 5, les directions de ces déplacements étant perpendiculaires entre elles. Le deuxième embout traceur 31 fixé au palpeur photoélectronique 21 solidaire du chariot 3, ne trace sur la plaque 21 que le déplacement du chariot 3. Si l'on déplace aussi la tête enrouleuse 7 dans le sens vertical (figure 1), ce déplacement transmis par l'arbre 27 et la crémaillère 26 sera également enregistré par le deuxième embout traceur. Le premier embout traceur 31 par contre, ne réagit pas à un déplacement vertical de la tête enrouleuse 7. Lors d'une translation de la tête enrouleuse 7 le long de la partie rectiligne du conducteur 10, disposée parallèlement aux rails de guidage 7, seul le chariot 3 se déplace. Aussi bien le premier que le deuxième embouts traceurs 31 ne tracent dans ce cas en tant que courbes de copiage sur les plaques 24 et 25 correspondantes, qu'une ligne droite. On corrige ensuite les courbes de copiage 22, 23, ainsi élaborées, qui représentent respectivement d'une manière approximative la projection horizontale et la projection verticale du conducteur 10, et on colle par dessus une bande isolante noire de préférence et large d'environ 5mm. Il est apparu particulièrement judicieux de tracer d'avance, avant le alpage, sur les plaques 24, 25, recouvertes de papier à dessin épais, les parties droites des courbes de copiage 22, 23, qui correspondent aux parties droites du conducteur 10, qui sont disposées parallèlement aux rails de guidage 2 du chariot 3, de glisser ensuite des curseurs 32, 32' (figure 2) sur les parties des courbes de copiage 22, 23, qui correspondent aux parties courbées du conducteur 10, et de compléter sur ces curseurs 32, 32', les courbes de copiage selon la méthode décrite ci-dessus. Pour chaque type de bobine on obtient alors un jeu de tels curseurs qui peuvent être glissés sur les plaques selon les besoins. Les servomoteurs 15, 16, 17, 18, 19, sont équipés d'accouplements électriques débrayables, de sorte que pendant le palpage manuel du conducteur 10, on n'entraine pas les servomoteurs ni les engrenages de transmission. La figure 6 montre le schéma du montage de commande de la machine à enrubanner. Chacun des deux palpeurs photoélectroniques 20, 21, se compose d'une unité centrale 33, 33', d'un moteur de commande 34, 34', et de deux autres organes de réglage respectivement 35, 36, et 37, 38. L'unité centrale 33, 331, comprend une lampe à incandescence dont la lumière est projectée sur la courbe de copiage à travers un diaphragme en forme de flèche et une lentille condenseur. La lumière refletée par le contour noir et blanc (courbe de copiage noire sur fond blanc) est recueillie par une photorésistance, et transformée en un signal électrique. Selon la position de la courbe de copiage par rapport à la photorésistance et par rapport à l'axe de rotation mécanique de l'unité centrale 33, 33', il apparalt un signal de correction provoquant la rotation vers la gauche ou vers la droite. Ce signal électrique est trasmis au moteur de commande par l'intermédiaire d'un amplificateur électronique, et ce moteur agit par l'intermédiaire d'une transmission à engrenages en faisant tourner l'unité centrale 33, 33t, de manière que celle-ci se trouve exactement au-dessus de la courbe de copiage 22, 23. Le palpeur photoélectronique 20 comprend en outre un émetteur de consignes "sinus-cosinus" 35, qui, au moyen des servomoteurs 15 et 16, commande l'avance de la tête enrouleuse 7, de telle sorte que par application de la relation sin 9 + cos c= 1 la vitesse de progression de la tête enrouleuse 7 dans le plan horizontal, reste constante. Comme autre organe de réglage, le palpeur photoélectronique 20 comprend un dispositif de commande 36 pour le pivotement de la tete enrouleuse 7 autour de son axe vertical (axe V). Cet élément de réglage 36 est constitué par exemple par un pont auto compcnsateur à courant continu ou à courant alternatif. Une rotation de l'unité centrale 33 provoque une variation de résistance. La tension qui en résulte à la sortie du pont provoque, par l'intermédiaire du servomoteur 17, un pivotement de la tête enrouleuse. On peut utiliser un pont auto compensateur convenablement dimensionné à courant continu ou à courant alternatif, également pour l'organe de réglage 37 du palpeur photoélectronique 21 qui, au moyen du servomoteur 1S, commande le pivotement de la tête enrouleuse 7 autour de son axe horizontal (axe W). L'organe de réglage 38 détermine un réglage de la vitesse de rotation du servomoteur 19 et ainsi, un réglage en hauteur de la tête enrouleuse. Cet organe de réglage 38 peut aussi être réalisé sous la forme d'un pont à courant continu ou à courant alternatif. Dans ce cas, cependant, il n'est pas nécessaire que ce soit un-pont autocompensateur. Pour procéder à ltenrubannage du conducteur 10, on retire la tige de palpage mécanique 30 de la tête enrouleuse 7, ainsi que les embouts traceurs 31 des palpeurs photoélectroniques 20, 21, et on bride le conducteur à isoler 10 dans les supports 8, 9. On glisse jusqu'à l'extrémité gauche du conducteur la tête enrouleuse 7, qui entoure le conducteur 10, on fixe les extrémités des rubans isolants à la surface du conducteur, et on enclenche ensuite le dispositif de commande. La tête enrouleuse enrbanne alors automa tiîuement le conducteur 10.Afin de pouvoir effectuer des corrections même en cours d'enrubannage, par rapport à l'axe W, un dispositif qui a fait ses preuves consiste en une commande complementaire pertnettant au personnel opérateur de corriger la commande du servopotentiomètre correspondant au moyen d'un potentiomètre. Avec cette nouvelle machine enrouleuse, il est ainsi possible de réaliser l'isolation à la machine des conducteurs, en particulier de barre d'anroulements d'alternateurs, sans que le conducteur de la machine ait à guider la tête enrouleuse. Les tâches de l'opérateur se limitent à des opérations auxiliaires (par exemple remplacement du conducteur, réglage de la vitesse, mise en marche, arrêt etc...). De plus la machine fonctionne sans dispositifs supplémentaires onéreux (gabarits, chaines, etc...). REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour la mise en place de rubans isolants sur les éléments d'enroulements de machines électriques, qui comporte des supports pour le bridage de l'élément d'enroulement à isoler, une tête enrouleuse avec son dispositif d'entralnement en rotation, et avec des bobines d'alimentation en ruban isolant, et un dispositif palpeur pour commander le mouvement de la tête enrouleuse le long de l'élément de bobinage à isoler, caractérisé en ce que le dispositif de palpage se compose d'un premier palpeur photoélectronique qui commande le déplacement horizontal de la tête enrouleuse (7) ainsi que le pivotement de la tête enrouleuse (7) autour de son axe vertical (axe V), et d'un deuxième palpeur photoélectronique (21) qui commande le déplacement vertical de la tête enrouleuse (7) ainsi que le pivotement de la tête enrouleuse (7) autour de son axe horizontal (axer N), une courbe de copiage (22) représentant la projection horizontale du conducteur (lo) qu'il s'agit d'isoler étant prévue pour le premier palpeur photoélectronique (20) et une courbe de copiage (23) représentant la projection verticale du conducteur qu'il s'agit d'isoler (10) étant prévue pour le deuxième palpeur photoélectronique (21). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête enrouleuse (7) et le premier palpeur photoélectronique (20) sont fixés à un bras (5), la tête enrouleuse (7) pouvant se déplacer verticalement vers le haut et vers le bas par rapport au bras (5), que le bras (5) est monté mobile le long d'une droite sur un chariot (3), et que le chariot (3) est disposé mobile sur un châssis (1), les directions de déplacement du bras (5) et du chariot (3) étant perpendiculaires entre elles, et disposées dans le plan horizontal, et en ce que le deuxième palpeur photoélectronique (21) est disposé sur le chariot (3) de telle sorte qu'il peut se déplacer lui aussi verticalement vers le haut et vers le bas. 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les palpeurs photoélectroniques (20, 21) se composent chacun d'une unité centrale (33, 33') comportant un dispositif à réflexion et monté de manière à pouvoir se déplacer, d'un moteur de commande (34, 34') relié à cette unité centrale par une transmission à engrenages, et de deux autres organes de réglage (35, 36 37, 38), également en relation fonctionnelle avec l'unité centrale (33, 33'), qui à l'aide de servomoteurs (15, 16, 17, 18, 19) commandent la tête enrouleuse (7). 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux organes de réglage du premier palpeur photoélectronique (10) sont un élaborateur de consignes "sinus-cosinus" (35) et un pont autocompensateur à courant continu ou à courant alternatif (36), et que les deux organes de réglage du deuxième palpeur photoélectronique (21) sont un pont autocompensateur à courant continu ou à courant alternatif (37), et un pont à courant alternatif non autocompensateur (38). 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les courbes de copiage (22, 23) prévues pour les palpeurs photoélectroniques (20, 21) sont disposées sur des plaques (24, 25) fixées au châssis (1). 6.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties des courbes de copiage (22, 23) qui correspon dent à la partie courbée du conducteur à enrubanner (10) sont reportées sur des curseurs interchangeables, (32, 32' 7.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour l'élaboration des courbes de copiage (22, 23) la tête enrouleuse (7) est pourvue d'une tige de palpage mécanique (30) et que les deux palpeurs photoélectroniques (22, 23) sont équipés chacun d'un embout traceur (31). 8.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les servomoteurs (15, 16, 17, 18, 19) sont équipés d'accou plements débrayables électriques.