Brevet FR2390819A1 — publié le 19781208

La présente invention concerné les machines à bobiner du type comprenant une broche destinée à recevoir une carcasse à bobiner, un moteur pour entraîner en rotation la broche et undispositif guide-fil animé d'un mouvement alternatif parallèle à l'axe de rotation de la broche, pour former sur la carcasse des couches successives de spires0 Dans les machines classiques, la broche est entraînée directement par le moteur. Compte tenu de l'inertie importante des organes en rotation, le temps de démarrage est relativement long, de l'ordre de plusieurs secondes, etil en va de même pour le freinage.Comme le temps de bobinage proprement dit est très court, par exemple 6 s pour une bobine de 600 spires entraînée à 6 000 tr/mn, on conçoit l'importance économique d'une réduction de ces temps improductifse Toutefois, il faut éviter en même temps un démarrage trop brutal qui, en élévant très rapidement la tension dufil, risquerait de provoquer sa rupture. L'invention vise par conséquent une machine à bobiner dans laquelle les temps de démarrage et de freinage soient très courts et en même temps les risques de;ruptureldu fil au démarrage très réduits. Â cet effet, la machine à bobiner selon l'invention comprend un embrayage électromagnétique dont le circuit magnétique portant l'électro-aimant est calé sur un-arbre entraîné par le moteur et dont l'armature mobile est solidaire en rotation de la broche, les faces de contact du circuit magnOtique et de l'armature mobile étant tronconiques0 L'interposition d'un embrayage entre la broche et le moteur réduit considérablement les temps de démarrage et de freinage puisque le moteur tourne en permanence et que seule est à prendre en considération l'inertie de broche et des organes associés.D'autre part, la forme tronconique de l'entrefer de l'embrayage électromagnetique a pour conséquence que la course de déplacement de l'armature mobile est plus importante que l'entrefer, ce qui donne audémarrage un caractère très progressif et réduit les risques de rupture du fil. L'invention sera bien comprise à la lecture-de la description suivantes faite en se référant au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une vue générale de la machine à bobiner; - la figure 2 est une vue en coupe axiale montrant en détail le système d'entraînement de la broche selon l'invention, et - la figure 3 représente la variation de la vitesse de la broche au cours d'un cycle complet de bobinage. La machine à bobiner représentée à la figure 1 comprend une broche 10 entraînée en rotation à partir d'un moteur Il et portant un mandrin 5 destiné à recevoir une carcasse à bobiner 1. La formation des spires de fil conducteur sur la carcasse entraînée en rotation par la broche 10 résulte du mouvement de rotation d'un guide-fil 50, mouvement assimilable à une translation étant donné que l'angle de rotation est très petit. Pour une vitesse de rotation déterminée de la carcasse 1 et un diamètre donné du fil, il est facile de définir la vitesse du guide-fil pour que les spires soient jointives. Le mouvement du guide-fil 50 s'inverse chaque fois que la spire en train d'être formée est la dernière spire d'une couche. Il est prévu, pour réaliser cette inversion, d'une part un mécanisme d'entraînement 60 capable de faire tourner le guide-fil dans un sens ou dans l'autre, d'autre part deux ensembles de détection opto-électroniques 80 qui délivrent un signal au moment où le fil arrive au voisinage d'une des joues de la carcasse. Ce signal est envoyé à un circuit de commande du mécanisme 60, dont une partie est repérée en 75 et provoque l'inversåon- du mouvement de rotation du guide-fil. Le mécanisme d'entraînement 60 du guide-fil, tel que schématisé sur la figure 1, comprend un disque solidaire du guide-fil et deux électro-aimants solidaires de pignons coniques entraînés en sens inverse à la même vitesse par un pignon unique, celui-ci étant lui-même entraîné par le système d'entraînement de la broche 10 par l'intermédiaire d'une vis 70. Suivant le signal reçu par le circuit de commande du mécanisme 60, le disque est entrainé par l'un ou l'autre des électro-aimants. Chaque ensemble de détection 80 comprend une tête optique 81 en deux parties reliées chacune à un guide de lumière 82 formé de fibres optiques. Le faisceau est généré par une source 83 commune pour les deux ensembles 80 et recueilli sur un photo-détecteur. Chaque passage du fil entre les deux parties de l'une des têtes 81 interrompt le faisceau et se traduit ainsi par un signal, à la sortie du photo-détecteur, qui, après un traitement appro prié, provoque l'inversion du mécanisme d'entraînement 60. Le système d'entraînement qui fait l'objet de la prXsente invention se compose essentiellement du moteur Il tournant à vitesse constante et d'un ensemble de transmission comprenant un embrayage électro-magnétique 20 et un frein électro-magnétique 30, le mouvement étant transmis à partir du moteur 11 par un système à poulies et courroie 13o L'ensemble de transmission est représenté de façon plus détaillée à la figure 2. L'arbre 12 est l'arbre menant entratné par le moteur 11. Cet arbre, supporté par un palier à roulements 14, porte une armature 21 qui constitue le circuit magnétique de l'embrayage 20 et qui est clavetée à l'extrémité de l'arbre 12o L'armature 21 porte l'électro-aimant 22 alimenté par les bagues collectrices 23 et 23'. L'armature mobile 25 est solidaire en rotation de la broche 10 à- entraîner, mais peut effectuer une -translation, la liaison entre l'armature 25 et la broche 10 étant fournie par exemple par des cannelures axiales. L'armature 25 est rappelée en position débrayée par un ressort de compression 26, retenu par une rondelle fixée à l'extrémité de la broche 10. On voit sur la figure 2 que l'entrefer est conique, les faces de friction 24, 24' de l'armature 21 et les faces de friction 27, 27' de l'armature 25 étant tronconiques, la course e que doit effectuer l'armature 25 pour arriver à la position embrayée est donc supérieure à l'entrefer e, qui est égal à e sin ( étant l'angle de conicité des faces de friction). Cette forme particulière de l'entrefer donne lieu, lors du démarrage,-à un phénomène de glissement pendant un temps très court, qui permet un embrayage progressif et évite ainsi la rupture du fil. Ceci est illustré à la figure 3, qui représente la variation de la vitesse de rotation de la broche 10, dans le cas d'un moteur tournant à 6000 tr/mn et d'une bobine à 600 spires. On voit que la broche prend très vitew sa vitesse se de palier correspondant à la vitesse de l'arbre 12, du fait que l'inertie de la broche est très faible-. Cependant, la pente de la tangente à l'origine de la courbe-de la figure 3 est nulle, ou du moins très faible, grâce i la forme conique de l'entrefer, ce qui traduit le phénomène de glissement précité et le caractère progressif de l'embrayage. Le frein électromagnétique 30 monté à la suite de l'em- brayage 20 permet d'accélérer le freinage lorsqu'on coupe l'est citation de l'électro-aimant 22. Ce frein de type classique comprend un disque 40 calé sur la broche 10, une armature 31 formant le circuit magnétique, une bobine d'électro-aimant 32 montée sur l'armature 31 et une armature mobile 35 maintenue écartée du disque 40 par des ressorts. Lorsque l'électro-aimant 32 est excité, l'armature mobile 35 se rapproche de l'armature 31 en assurant le freinage du disque 40.Bien entendu, lrexci- tation-de l'électro-aimant 32 se produit lorsqu'on coupe l'excitation de l'électro-aimant 22, les deux électro-aimants étant commandés par des relais qui sont commutés simultanément. La combinaison de l'embrayage 20 et du frein 30 permet de réduire très sensiblement les temps d'accélération et de freinage par rapport au cas où le moteur doit être lancé et freiné à chaque bobinage. On arrive au total à un temps de l'ordre de 0,2 à 0,3 s, à comparer avec le temps de bobinage proprement dit, qui est par exemple de 6 s si le moteur tourne à 6000 trsan et la bobine comporte 600 spires. On notera d'autre part que la machine de la figure 1 est munie d'un dispositif de comptage comprenant un disque 15 percé d'un trou et calé sur la broche 10, et un ensemble électrooptique 16 avec une source et un photodétecteur dont les impulsions de sortie sont envoyées à un compteur. Celui-ci est positionné pour envoyer un signal de commande lorsque la broche a effectué (N-n) tours, N étant le nombre de spires former sur la bobine, et n le nombre de tours nécessaire à l'arrêt complet par freinage de la broche. Un électro-aimant agit sur une came en forme de cardioïde qui bloque la broche dans une position angulaire déterminée correspondant exactement à la formation du nombre de spires demandé. R E V E N D I C A T I O N S 10- Machine à bobiner comprenant une broche destinée à recevoir une carcasse à~bobiner, un moteur pour entraîner en rotation la broche et un dispositif guide-fil animé d'un mouvement alternatif parallèle à 11 axe de rotation de la broche, pour former sur la carcasse des couches successives de spires, caractérisée par le fait qu'elle comprend un embrayage électromagnétique dont le circuit magnétique portant 11 électro-aimant est calé sur un arbre entraîné par le moteur et dont l'armature mobile est solidaire en rotation de la broche, les faces de contact du circuit magnétique et de l'armature mobile étant tronconiques. 2.- Machine selon la revendication 1, dans laquelle un frein électromagnétique est monté sur l'arbre de la broche.