Brevet FR2424090A1 — publié le 19791123

La présente invention concerne les équipements servant à couper les matériaux et a notamment pour objet une chaine automatique pour la coupe de matériaux en rouleaux. Elle peut être appliquée, en particulier, dans l'industrie électrotechnique pour la coupe de rouleaux d'acier en vue de la fabrication d'ébauches de grande longueur destinées à constituer des noyaux magnétiques. On connaît une chaine automatique pour la coupe des matériaux en rouleaux, à l'aide de laquelle on peut obtenir des ébauches à rives latérales non parallèles (voir le brevet américain n 3949633, cl. 83-210). La chaine comporte, montés dans l'ordre prévu par la technologie, un dispositif de dévidage, des dispositifs de serrage et de déplacement du matériau, des cisailles pour coupe transversale, un dispositif de coupe oblique équipé d'une cisaille à disque, un dispositif pour la mesure de la longueur de l'ébauche et un dispositif de soutien du matériau coupé. Lorsqu'on désire produire des ébauches à rives latérales non parallèles, on déroule le matériau à une longueur déterminée par la position des butoirs réglables du dispositif de mesure de la longueur de l'ébauche, on coupe en mettant en Jeu la cisaille à coupe transversale, puis, ayant tourné l'ébauche de l'angle nécessaire à l'aide des butoirs, réglables dans le sens transversal, du dispositif de coupe oblique, on coupe à l'aide de la cisaille à disque du meme dispositif, montée de manière à pouvoir se déplacer dans le sens longitudinal. Comme il ressort de ce qu'on vient de décrire, la coupe du rouleau de matériau est réalisée sur une surface plane, dont la longueur n' est pas inférieure à la longueur prescrite de ltébauche coupée. Il en résulte des frais élevés de fabrication de la charnue de coupe, car la quantité de métal utilisé pour sa construction est considérable. En plus, la plage des longueurs des ébauches obtenues sur la chaine mentionnez est limitée par les dimensions économiquement raisonnables des locaux de l'atelier.S'il est nécessaire de produire des ébauches dont la longueur se chiffre par des centaines de mètres, on est obligé de les fabriquer à partir d'un grand nombre de tronçons joints par leurs rives transversales, ce qui conduit à une baisse du rendement de l'ensemble du processus technologique, ainsi que de la précision de fabrication des ébauches, et nécessite une main d'oeuvre importante. Les inconvénients mentionnés sont éliminés dans une autre channe automatique connue pour la coupe de rouleaux de matériaux en ébauche de grande longueur à rives latérales non parallèles (demande de brevet déposée par G.I. Pshenichny, M.A. Âfanasiev et al. sous le numéro 7703018). La chaine comporte, montés dans l'ordre de dérou- lement du processus technologique, un mécanisme dévidoir, une cisaille de coupe transversale, un dispositif de mesure de la longueur de l'ébauche, une cisaille à disque pour la coupe oblique des matériaux en ébauches à rives latérales non parallèles, montée sur un chariot mobile transversalement faisant partir d'un d mécanisme d'avance transversale muni d'un gabarit et d'un poussoir, et un mécanisme d'entidage. Dans cette chaine automatique, la coupe oblique du matériau est réalisée grâce à la combinaison du déplacement latéral de la cisaille à disque et de l'avance longitudinale de l'ébauche enroulée en un rouleau qui est disposé dans le dispositif d'envidage. Ceci permet de supprimer l'influence de la longueur de 1' ébauche à couper sur la longueur de la channe automatique. Dans la chaîne automatique décrite ci-dessus, c'est le compte-tours d'un galet tournant sous l'action du matériau en mouvement qui réalise le comptage de la longueur de lté- bauche à couper. Ce compte-tours fait partie du dispositif de mesure de la longueur de l'ébauche. Ledit galet est ciné- matiquement lié au gabarit du mécanisme de déplacement latéral de la cisaille à disque, alors que le compte-tours est accouplé à la commande de la cisaille de coupe transversale par l'intermédiaire d'un circuit de command. La construction précitée du dispositif de mesure de la longueur et la liaison de ce dispositif avec laZmGnoe de la cisaille et avec la gabarit du mécanisme d'avancement transversal permettent d'obtenir des ébauches de noyaux magnétiques spiroIdaux, dont la longueur et la largeur sont respectes avec une assez grande précision. Mais pour ce genre d'ébauches, en plus des dimensions citées, épaisseur a aussi une grande importance et sa précision est réglementée par les tolérances du laminage. Le noyau spirodal magnétique est obtenu par enroulement, sur un mandrin de forme géométrique déterminée de deux ébauches à longues rives concourantes Jointes suivent la plus grande des rives transversales. La coupe transversale d'un tel noyau est composée d'un grand nombre de bandes rectangulaires de largeurs diverses* ce qui lui donne une forme proche du cercle. Il est évident que les écarts d'épaisseur de l'ébauche peuvent altérer cette forme, en meme temps, à cause du grand nombre de couches d'enroulement, les écarts de l'épaisseur de l'ébauche, méme dans les limites des tolérances de laminage, conduisent à des écarts dépassant les valeurs admissibles des dimensions géométriques de la section transversale du noyau magnétique.En plus, comme l'épaisseur de l'ébauche varie dans les limites de la tolérance suivant sa longueur, la surface de la section transversale du noyau magnétique a une valeur variable, ce qui entratne une instabilité des caractéristiques électriques du noyau. En particulier, en cas d'écart dans le sens d'un dépassement de l'épaisseur prescrite (comme c'est le cas le plus fréquent dans la pratique), pour conserver la forme et les dimensions de section transversale du noyau magnétique il faut diminuer dans celui-ci le nombre de couches d'enroulement, autrement dit, diminuer la longueur de l'ébauche. Lors de la fabrication des ébauches pour les noyaux magnétiques spirodaux sur la channe automatique décrite ci-dessus, la coupe de la longueur excédentaire de l'ébauche nécessite un équipement supplémentaire. De plus, le rendement du processus diminue, et les morceaux coupés du matériau constituent des déchets. En outre, lorsqu'il est nécessaire de fabriquer une ébauche composite suivant sa longueur, ceci entrain un désaccord des dimensions des bouts à Moindre des tronçons et une irrégularité de la ligne de coupe oblique. Le but de l'invention est d'éliminer ces incon vénients. Pour atteindre ce but, on s'est proposé de créer une chaine automatique pour la coupe de rouleaux de matériau en ébauches de grande longueur à rives latérales non parallèles, dans laquelle le dispositif de mesure de la longueur de l'ébauche serait conçu de manière à assurer la correction automatique de la longueur de l'ébauche en fonction de l'épaisseur du matériau à couper. Ce problème est résolu grâce à une chaine automatique pour la coupe de rouleaux de matériaux en ébaucher de grande longueur à rives latérales non parallèles, du type comportant, disposés entre le rouleau de matériau dani le mécanisme de dévidage et le rouleau d'ébauche dans le mécanisme de dévidage et le rouleau d'ébauche dans le mécanise d'envidage, et montés dans l'ordre de succession des ns technologiques sur un bSti immobile, une cisaille de coupe transversale, une cisaille à disques pour oblique et un dispositif pour la mesure de la longueur de l'ébauche, la cisaille à disques pour coupe oblique étant montée sur un chariot se déplaçant transversalement et faisant partie d'un mécanisme d'avance transversale de ladite cisaille à disque, équipé d'un gabarit et d'un poussoir, tandis que le dispositif pour la mesure de la longueur de l'ébauche est relié à la commande de la cisaille de coupe transversale par un circuit de commande et est ciné- matiquement lié au gabarit dudit mécanisme d'avance tras versale, ladite chaine étant caractérisée suivant l'invention, en ce que le dispositif de mesure de la longueur de l'ébauche comporte un galet-palpeur entrant en contact avec le rouleau d'ébauche dans le mécanisme d'enroulement et une table se déplaçant longitudinalement et portent ledit galet-palpeur, le chariot précité à déplace: transversal du mécanisme d'usance transversale étant monté sur ladite table à déplace ment longitudinal. De cette manière, la cisaille de coupe transversale entre en action au'moment où le rouleau d'ébauche dans le dispositif a'enroulement atteint le diamètre prévu. A ce moment, dans ce rouleau de diamètre prévu, le nombre de couche déterminant la longueur de l'ébauche dépend de l'épaisseur du matériau. La liaison entre, d'une part, la table, se dépla çant longitudinalement, du dispositif de mesure de la longueur de l'ébauche, et d'autre part le chariot, se déplaçant transversalement, du mécanisme d'avance transversale, assure la régularité de la ligne de coupe oblique et la différence de largeur prévue de l'ébauche le long de ses rives transversales, ce qui permet à son tour, lors de la préparation des ébauches composant la longueur, d'obtenir une ligne de coupe oblique régulière dans les limites de toute la longueur de l'ébauche composite ainsi formée. De la sorte, la channe automatique réalisée selon l'invention assure la correction automatique de la longueur de ébauche suivant l'épaisseur du matériau coupé, en respectant les largeurs prévues de l'ébauche le long de ses rives latérales. En conséquence, les ébauches de noyau magnétique spirodal ainsi fabriquées permettent d'obtenir des caractéristiques électriques stables de ce dernier. Dans un cas particulier, le chariot du mécanisme d'avance transversale peut btre rigidement lié au gabarit, le poussoir coopérant avec le gabarit pouvant entre monté sur le but fixe avec possibilité de déplacement pour positionnement. On assure ainsi une liaison cinématique plus simple et plus fiable entre le galet-palpeur et le gabarit du mécanismé d'avance transversale. Afin de simplifier la réalisation de la liaison entre le galet-palpeur et la commande de la cisaille de coupe transversale, il est utile que la table soit dotée d'une butée et que le circuit de commande de la cisaille de coupe transversale comporte un interrupteur de fin de course monté en position fixe et coopérant avec cette butée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description suivante de différents exemples de réalisation non limitatifs, faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 représente une vue schématique de la chaîne automatique pour la coupe de rouleaux de matériau en ébauches de grande longueur à rives latérales non parallèles, suivant l'invention - La figure 2 est une vue partielle, en plan, de la meme chaine automatique - La figure 3 représente une ébauche obtenue par coupe sur la chaîne automatique montrée sur les figures 1 et 2 - La figure 4 est une vue en coupe suivant IV-IV de la figure 3 - La figure 5 représente un noyau magnétique spi roldal réalisé à partir d'ébauches selon la figure 3 (vue à plus grande échelle que celles des figures 3 et 4) - La figure 6 est une vue en coupe suivant VI-VI de la figure 5, les différentes couches étant représentées par des hachures orientées différemment. La chaîne automatique pour la coupe de rouleaux de matériaux en ébauches d'une grande longueur à rives latérales non parallèle comporte, montés en série, un mécanisme de dévidage 1 avec un mandrin 2 pour le rouleau de matériau à couper, un dispositif de serrage 3 avec une règle à ressort 4, une cisaille à coupe transversale 5 se présen- tant sous forme d'une cisaille à guillotine, une cisaille à disques 6 pour la coupe longitudinale du matériau afin d'obtenir des bandes à rives parallèles, une cisaille à disques 7 pour la coupe oblique desdites bandes en ébauches de grande longueur à rives latérales non parallèles, un dispositif 8 de mesure de la longueur des ébauches, un mécanisme d'envidage 9 avec un mandrin 10 pour les rouleaux d'ébauches se formant à la suite de la coupe; Le mandrin 10 est lié à une commande de rotation Il (figure 2) comprenait un moteur électrique 12 et un couple d'engreflage 13o Les mécanismes cités de cette chaîne automatique sont montés sur un bSti fixe 14 commun (figure 1). La cisaille à disques 7 de coupe oblique est dotée d'un mécanisme d'avance transversale 15 comprenant un chariot 16 se déplaçant trans versalenent et sur lequel est fixée la cisaille à disques 7, un gabarit 17 fixé sur le chariot 16 (figure 2), et un poussoir 18 se présentant sous forme d'un galet en contact avec le gabarit 17 et monté sur un coulisseau 19 glissant dans les glissières 20 du bftti fixe 14.Les glissières 20 sont perpendiculaires au sens d'avance du matériau. Dans le coulisseau 19 est montée pne vis 21 dont l'écrou 22 est fixé sur le b ti fixe 14 (figure 1), tandis que sa poignée 23 est dégagée à l'extérieur (figure 2). La vis 21 sert à déplacer, pour positionnement, le poussoir 18 par rapport au gabarit 17. Le dispositif 8 de mesure de la longueur de 1 'ébauche comporte un galet-palpeur 24 (figure 1) et une table à déplacement longitudinal 25 portant ledit galetpalpeur et mobile le long de guidages 26 (figure 2) prévus sur le btti fixe 14 et parallèles au mouvement d'avance de l'ébauche.Le galet-palpeur 24 (figure 1) est monté dans le voisinage immédiat du mandrin 10 de façon que la surface latérale du galet touche la surface du rouleau lorsque l'ébauche s'enroule sur le mandrin. L'axe du galet-palpeur 24 se-trouve au niveau de l'axe horizontal du mandrin 10, tandis que le plan de Jonction des lames de la cisaille de coupe transversale 5, de la cisaille à disques 6 de coupe longitudinale 6 et de la cisaille à disques 7 de coupe oblique se trouve au niveau de la génératrice du galet-palpeur 24, de sorte que l'ébauche contourne ce galet pendant qu'elle s'enroule autour du mandrin 10. Le galet palpeur 24 peut aussi store disposé de toute autre manière appropriée, mais celle qui vient d'strie décrite est préférable au point de vue de la précision de la mesure de la longueur de 1' ébauche Sur les guidages 27 de la table 25, perpendicuaires aux guidage 26 (figure 2), est monté le chariot 16 se déplaçant transversalement (figure 1), du mécanisme dtavance transversale 15, ce qui assure la liaison cinématique entre le galet-palpeur 24 et le gabarit 17 (figure 2). Ce mode de liaison cinématique est préférable, ce qui n'exclut nullement la possibilité d'appliquer d'autres variantes de réalisation : par exemple, le gabarit et la table à déplacement longitudinal peuvent titre reliés par une crémaillère. Sur celle des faces terminales de la table 25 (figure t) qui est orientée dans le sens opposé à l'avance du matériau, est montée une butée 28. Le circuit de commande de la cisaille 5 de coupe transversale comporte un interrupteur de fin de course 29 monté fixe sur le bâti de ladite cisaille et coopérant avec la butée 28 en fin de course de la table 25, fin de course déterminée par le déplacement du galet-palpeur 24 à la suite de la modification du diamètre du rouleau d'ébauche à mesure de son enroulement autour du mandrin 10. La chaine automatique fonctionne de la façon suivante. A partir du rouleau 30 (figure 1) enroulé sur le mandrin 2 du mécanisme de dévidagel, le matériau à couper (bande 31) passe par le dispositif de serrage 3 et la cisaille de coupe transversale 5 ouverte, avance vers la cisaille à disques 6 de coupe longitudinale, ayant une ou plusieurs paires de lames circulaires parallèles. La règle à ressort 4 du dispositif de serrage 3 freine quelque peu la bande 31, en créant ainsi la tension nécessaire au moment de sa coupe.La bande 31 est coupée par la cisaille à disques 6 en au moins deux bandes rectangulaires 32 (figure 2) dont chacune, en passant par la cisaille à disques 7 de coupe oblique est coupée en deux ébauches 33 à rives latérales ata parallèles, après quoi, ces dernières, ayant contourné le galet-palpeur 24 (figure 1), s'enroulent sur le mandrin de commande 10 du mécanisme d'enroulement 9. Au cas où la largeur de la bande Dl est égale a celle de deux ébauches 33, on ne réalise pas la coupe longi- tudinale. Dans ce cas, on enlève les couteaux de la cisaille de coupe longitudinale 6 et la bande t1 passe directement la cisaille à disques 7 de coupe oblique. Avant de procéder au travail sur cette cisaille, on positionne le chariot 16 du mécanisme d'avance transversale 15 dans les guidages 27 (figure 2) à l'aide de la vis 21 du poussoir 18, de façon que la position des disques de la cisaille à disques 7 de coupe oblique, par rapport à l'une des rives latérales de la bande 32, corresponde à une largeur déterminée de la rive transversale de l'une des ébauches. Avant que les bouts des ébauches 33 soient engagés dans le mandrin 10, le déplacement du chariot 16 dans les guidages 27 est réalisé à la main. A mesure que les ébauches 33 s'enroulent sur le mandrin 10, le galet-palpeur 24, en contact avec le rouleau 34 de l'ébauche 33 (figure 1), déplace la table 25, qui lui est liée rigidement dans le sens opposé au sens de déplacement du matériau. Le chariot 16 monté dans les guidages 27 de cette table se déplace lui aussi.A ce moment, le gabarit 17 (figure 2) qui lui est rigidement accouplé, en se dépla çant par rapport au poussoir 18, déplace doucement le chariot 16 perpendiculairement au déplacement du matériau, à l'en- contre de l'effort du ressort (non montré sur les dessins) poussant ce chariot vers le poussoir 18, Lorsque le rouleau 34 atteint le diamètre prévu (figure 1), la table 25 agit par sa butée 28 sur le levier de l'interrupteur de fin de course 29 du circuit de commande de la cisaille 5 de coupe transversale; ladite commande entre en action et la coupe de l'ébauche 33 s'effectue. Etant donné que, dans le rouleau enroulé 34 de diamètre calculé, le nombre de couches de matériau, déterminant la longueur 1 de l'ébauche, dépend de l'épaisseur S du matériau il est évident qu'en cas de tolérances positives de l'épaisseur de la bande, la longueur de l'ébauche obtenue est quelque peu inférieure à celle préscrite, tandis qu'en cas de tolérances d'épaisseur négatives, cette longueur est un peu supérieure à celle prescrite.Autrement dit, grace aux particularités de la conception proposée du dispositif 8 de mesure de la longueur de l'ébauche, les ébauches résul tant de la coupe (figure 3) ont une surface constante S = de leur section transversale parallèle à sa rive longue formant avec les rives transversales des angles droits (figure 4). Comme il a déjà été signalé plus haut, ces ébauches sont utilisées pour la fabrication de noyaux magnétiques spiroidaux. Dans le plus simple des cas (pratique pour l'explication), un tel noyau est une spirale plate (figure 5) composée d'ébauches mises côte à côte par leur rive large et devenant de plus en plus étroites, cette spirale ayant une section transversale en forme de cercle (figure 6). La surface de ce cercle dépend de la largeur totale des bandes qui le forment et de l'épaisseur g de chacune des bandes. La largeur totale des bandes, pour une largeur donnée constante de l'ébauche le long de ses rives longitudinales et pour le périmètre calculé du mandrin sur lequel s'enroule l'ébauche lors de la fabrication du noyau magnétique, est déterminée par le nombre de bandes dans la section transversale du noyau magnétique, dépendant en fin de compte de la longueur de l'ébauche. De la sorte, la constance de la surface S s de la section transversale de l'ébauche, assurée par la coupe sur la chaine automatique décrite, conditionne la constance de la surface de la section transversale du noyau magnétique spiroïdal, ce qui assure la stabilité de ses caractéristiques électriques. L'angle d'inclinaison de la rive oblique de l'ébauche ou bien la configuration de cette rive, est déterminé par la forme de la surface de travail du gabarit 170 En miasme temps, la liaison cinématique entre le galet-palpeur 24 et le gabarit 17 assure l'obtention de la différence prévue des largeurs des rives transversales des ébauches Ainsi, la chaîne automatique, objet de l'invention assure une correction automatique de la longueur des ébauches en fonction de l'épaisseur du atériau à couper, ce qui permet d'élever la qualité et la produivité ans la fa- brication des noyaux magnétiques spiroïdaux et de su ar les déchets de matériau. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. - Chaîne automatique pour la coupe de rouleaux de matériau en ébauches de grande longueur à rives latérales non parallèles, du type comportant, entre le rouleau de matériau se trouvant dans un mécanisme de dévidage et le rouleau d'ébauche se trouvant dans un mécanisme d'envidage, les organes suivants montés sur un bâti fixe et disposés dans tordre de succession des opérations : une cisaille de coupe transversale, une cisaille à disques de coupe oblique, et un dispositif de mesure de la longueur des ébauches, la cisaille de coupe oblique étant montée sur un chariot à déplacement transversal faisant partie d'un mécanisme d'avance transversale comprenant un gabarit et un poussoir, le dispositif de mesure de la longueur des ébauches étant relié à la commande de la cisaille de coupe transversale par un circuit de commande et étant cinématiquement relié au gabarit du mécanisme d'avance transversale, caractérisée en ce que le dispositif de mesure de la longueur des ébauches comporte un galet-palpeur se trouvant en contact -avec le rouleau d'ébauche dans le mécanisme d'envidage, ainsi qu'une table à déplacement longitudinal portant ledit galet-palpeur le chariot à déplacement transversal du mécanisme d'avance transversale étant monté sur ladite table à déplacement longitudinal. 2. - Chaîne automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le chariot à déplacement transversal du mécanisme d'avance transversale est rigidement lié au gabarit, tandis que le poussoir coopérant avec le gabarit est monté sur le bgti fixe précité d'une manière mobile pour permettre son positionnement. 3. - Chaîne automatique selon l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisée en ce que la table a déplcement longitudinal est équipée d'une butée, et que le circuit de commande de la cisaille de coupe transversale comporte un interrupteur de fin de course monté fixe coopérant avec ette butée.