Brevet FR2435430A1 — publié le 19800404

L'invention concerne le trancanage de produits en grande longueur, notamment de produits de section circulaire. Les installations connues qui effectuent ce travail sont de différents types, hydrauliques, mécaniques, ou électriques, mais toutes comportent un chariot de guidage du produit le long de la génératrice de la bobine en rotation, le mouvement linéaire alternatif de ce chariot s'effectuant â une vitesse proportionnelle à la vitesse de rotation de la broche qui porte la bobine, le coefficient de proportionnalité étant variable, de sorte que ces installations sont relativement compliquées.De plus, si elles donnent satisfaction pour l'enroulement de produits de section méplate, elles nécessitent des interventions lorsqu'il s'agit de produits de section circulaire, car on doit alors ap- pliquer manuellement la première spire contre le flasque de la bobine et agir constamment sur le réglage de la vitesse du chariot de guidage du produit; il convient, en effet, que l'enrou- lement se fasse à spires parfaitement jointives et serrées les unes contre les autres, Si lwon ne veut pas que les spires d'une couche s'incrustent dans les interstices de la couche immédiate- ment inférieure, en d'autres termes, pour que le rangement des spires demeure parfait en vue de l'obtention d'une bobine de volume minimum, de bonne présentation et facile a' dérouler ultérieurement, et aussi de grande résistance à la déformation Si l'enroulement est ensuite sorti de la bobine après avoir été ligaturé sous forme de botte. Le but de l'invention est de réaliser une installation qui ne présente pas les inconvénients précités des installations connues. A cet effet, dans une installation qui comporte, d'une manière habituelle, des moyens d'amenage du produit et des moyens de guidage dudit produit sur une bobine entrainée en rotation, ainsi que des moyens pour assurer un déplacement relatif axial desdits moyens de guidage par rapport à la bobine, suivant l'invention, les moyens de déplacement relatif axial des moyens de guidage du produit par rapport à la bobine sont commandés par un système de copiage à gabarit et palpeur, le gabarit étant constitué par la partie du produit comprise entre les moyens de guidage et la spire de produit déjà formée sur la bobine. Grâce à cette disposition particulière, la position des moyens de guidage du produit n'est plus liée à un emplacement théorique, mais à la position réelle de la partie de produit déjà enroulée, la vitesse desdits moyens de guidage n'est plus liée directement à la vitesse de rotation de la bobine, et le pas d'enroulement n'a plus besoin d'être réglé, étant donné que le produit, sous l'effet du système de copiage se place automatiquement à l'endroit voulu pour que les spires soient bien serrées les unes contre les autres. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et de l'examen de dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation d'une installation de trancanage suivant l'invention. Sur ces dessins: Fig.1 représente l'ensemble de l'installation au cours de l'enroulement d'une couche de produit de gauche à droite sur la bobine, Fig.2 représente la même installation au cours de l'enroulement d'une couche de produit dans le sens inverse, et Fig.3 montre une variante des moyens de détection du début de l'enroulement d'une nouvelle couche de produit. L'installation représentée sur la Fig.1 est destinée au trancanage d'un produit 1 qui, dans l'exemple, est de section circulaire. Elle comporte essentiellement : un dispositif d'amenage 2, un chariot 3 de guidage du produit, mobile sur des rails 5, et muni de galets verticaux 4 de guidage du produit, ainsi qu'une bobine 6 d'enroulement du produit, dont l'axe 7 est parallèle à la direction des rails 5. Le dispositif d'amenage 2 comporte des galets Il d'entrat- nement du produit dans une direction fl perpendiculaire à celle des rails 5 sur lesquels se déplace le chariot 3; les galets Il sont entraînés en rotation par un moteur 12 de préférence à vitesse réglable. La bobine 6 est entraînée en rotation par un au trie moteur 15 dont l'alimentation est soumise à l'action d'un régulateur 16 de façon telle que le couple d'entraînement de la bobine soit réglé à une valeur prédéterminée capable de conférer, au produit en cours d'enroulements une tension de valeur appropriée. Les déplacements du chariot 3 sur ses rails 5 sont assurés par un vérin hydraulique 21 du type différentiel dont la tige de piston 22 a une section égale à la moitié de celle du piston 23. Le cylindre 24 de ce vérin est relié au chariot 3 par une tige d'attelage 25, tandis que sa tige de piston 22 est reliée à un support fixe 26 par une tige de retenue 27. La chambre annulaire 31 du vérin 21 est alimentée directement et en permanence en huile sous pression à partir d'une pompe 33 à laquelle est associé un limiteur de pression 34. L'autre chambre 32 du vérin peut être sélectivement alimentée en huile sous pression à partir de la même source ou mise à la bâche 36, par l'un ou l'autre de deux circuits. Le premier circuit, utilisable pour provoquer des déplacements du chariot 3 à vitesse lente, comporte une valve 37 à commande mécanique, dite valve de copiage pour des raisons qu'on comprendra mieux plus loin, et une électro-valve 38 à deux positions, à savoir une position d'ouverture et une position de fermeture.Le second circuit, utilisable pour provoquer des déplacements rapides du chariot 3, comporte une électro-valve auxiliaire 41 interposée entre, dune part, la chambre 32 du vérin 21 et, d'autre part, la pompe 33 et la bâche 36; cette électro-valve est à trois positions1 à savoir: une position d'alimentation du vérin, une position de mise du vérin à la purge, et une position de blocage du circuit. La valve de copiage 37 est une valve inverseuse dont la position médiane est une position d'arrêt vers laquelle le tiroir 44 de ladite valve est rappelé élastiquementtBpar un dispositif à ressort 45. Le corps 47 de la valve de copiage 37 est porté par le chariot 3 et son tiroir 44 est actionné à partir d'une paire de galets palpeurs 51 portés par un support 52 mobile sur le chariot 3 dans une direction parallèle à la direction de déplacement dudit chariot; l'écartement de ces galets palpeurs est égal au diamètre du produit à enrouler et ce dernier passe entre lesdits galets. La liaison entre le support 52 des galets palpeurs et le tiroir 44 de la valve de copiage 37 comporte: un levier à deux bras 54 monté sur un pivot 55 porté par le chariot 3, une bielle 56 qui relie l'un des bras du levier 54 au support 52, et une liaison à course morte constituée par une fourchette 57 solidaire du tiroir 44 de la valve de copiage et dans laquelle est engagée l'extrémité de l'autre bras du. levier 54. Â ce dernier est associé un amortisseur 58. Le contrôle des électro-valves 38 et 41 est assuré, par l'intermédiaire d'un coffret électrique 62, à partir de quatre détecteurs de position du chariot 3 constitués par des contacts électriques 63-1, 63-2, 63-3, 63-4 d'emplacements fixes actionnés par un index 65 porté par le chariot 3. Les emplacements des contacts 63-3 et 63-4 sont tels qu'ils sont soumis à l'action de l'index 65 lorsque la position du chariot sur ses rails est telle que l'axe de la partie du produit 1 emprisonnée entre les galets de guidage 4 se trouve dans le plan géométrique de la face interne du flasque gauche 6G de la bobine 6 ou du flasque droit 6D, respectivement. rour que le produit s'enroule en spires convenablement serrées les unes contre les autres; il est nécessaire que le chariot présente un certain retard "Rot par rapport au plan de la spire en cours d'enroulement. Les contacts 63-1 et 63-2 occupent des emplacements tels qu'ils sont soumis à l'action de l'index 65 lorsque la position du chariot sur ses rails est telle que l'axe de la partie du produit 1 emprisonnée entre les galets de guidage 4 se trouve en retard de la valeur "Ro" par rapport au plan médian de la dernière spire d'une couche de produit en cours d'enroulement contre le flasque 6G ou le flasque 6D de la bobine, respectivement. Les contacts 63-3 et 63-4 peuvent être aussi tels qu'ils s'enclenchent lorsque la spire en formation arrivée le long du flasque correspondant commence à être sur une géntratrice différente de celle du cylindre constitué par le produit enroulé (six. 3). Dans ce cas, les contacts 63-1 et 63-2 seraient enclenchés une fraction de tour après l'enclenchement des contacta 63-3 et 63-4. Le contact 63-3, par exemple serait porté par un support 71 d'appui élastique d'un galet 72 contre une rangée de spires formées, tandis qu'un piston 74 d'appui d'un galet 75 contre la spire en formation actionnerait ledit contact. On peut ajuster la valeur du retard tiow en fonction des caractéristiques du produit à enrouler et du diamètre de la bobine, en réglant la largeur effective de la fourchette 57 par tout moyen classique approprié (non représenté). Le fonctionnement de l'installation est le suivant: Au départ, le chariot 3 se trouve devant le flasque de gauche 6G de la bobine 6, c'est-à-dire à la position qui correspond au contact 63-3, les moteurs 12 et 15 du dispositif dtamenage et de la bobine sont mis en marche, et la valve de copiage 37 est actuellement en position médiane de repos, car le levier 54 se trouve au milieu de la fourchette 57, de sorte que le chariot 3 est immobile, l'électro-valve 41 est fermée. La première spire de produit se forme sur la bobine.Afin que le produit ne commence pas à former une deuxième spire par-dessus la première, mais tombe à c8té de la première spire, le chariot est, en réalité, initialement décalé très légèrement vers la droite d'une quantité "d" par rapport à la position théorique indiquée plus haut. Ainsi, pour un produit d'un diamètre de 10 mm un décalage "d" d'une valeur de l'ordre de 0,5 mm est suffisant (pour un produit rond évidemment). Le produit commence à s'enrouler en spires jointi- ves. Le chariot immobile prend progressivement du retard par rapport à l'endroit où s'enroule le produit sur la bobine.Le support 52 qui porte les galets palpeurs 51 se déplace progres- sivement dans le sens de la flèche f2, c'est-à-dire vers la droite sur le chariot de guidage 3 pendant que s'amenuise la course morte du levier 54 dans la fourchette 57. À l'instant où ce retard atteint la valeur de référence URon, le levier 54 commence à ouvrir la valve de copiage 37 et l'indes 65 du chariot actionne le contact 63-1 qui assure l'ouverture de l'électro- valve 38, de sorte que la chambre 32 du vérin 21 est alimentée et que le cylindre 24 de ce vérin sé déplace vers la droite en entraînant avec lui le chariot 3.Dès lors, le mouvement du chariot 3 est asservi au déplacement axial du point d'enroulement du produit sur la bobine, avec le retard constant de référence "sso" grâce au système de servo-commande de la valve de copiage 37 par les galets palpeurs 51 qui réalise un système de copiage dans lequel le gabarit est constitué par la spire de produit formée sur la bobine. Le produit s'enroule en spires jointives serrées. À l'instant où la spire en formation atteint le flasque droit 6D de la bobine, le contact 63-2 est actionné par l'index 65 du chariot de guidage et assure la mise en position de l'électro-valve 41 pour l'alimentation directe de la chambre 32 du vérin 21, de sorte que le chariot de guidage 3 se déplace maintenant en vitesse rapide, touJours dans le même sens, jusqu'à l'actionnement du contact 63-4, an vue de la préparation d'un retard "Ron inverse pour la formation de la deuxième couche de produit de la droite vers la gauche. Toujours au décalage "d" près, le chariot se trouve maintenant devant le flasque 6D de droite de la bobine.La première spire de la deuxième couche de produit se forme sur la dernière spire de la première couche et, lorsque son tour est complet, le produit bascule à c8té de cette première spire pour commencer à former la deuxième spire. Le contact 63-4 avait provoqué l'ouverture de l'électro valve 38 et le positionnement de l'électro-valve 41 pour la mise à la purge de la chambre 32 du vérin 21, de sorte que, dès que le produit sera suffisamment incliné entre la bobine et le chariot, le retard "Ro inverse sera atteint et la valve 37 sera en mesure de contrôler le débit de purge de la chambre 32 du vérin et, par suite, la vitesse d'avancement du chariot maintenant dans le sens de la flèche f3 (Fig.2), c'est-à-dire de la droite vers la gauche, la course morte de la fourchette 57 étant rat trappée. La fin de l'enroulement de la deuxième couche de produit s'effectuera contre le flasque gauche 6G de la bobine de la même manière que la fin de l'enroulement de la première couche contre le flasque de droite 6D, mais, sous le contrôle des contacts 63-1 et 63-3 successivement. Quant à l'enroulement de la troisième couche, il se produira rigoureusement dans les mêmes conditions que celui de la première couche. On a expliqué plus haut que, pour que la deuxième spire d'une couche vienne se placer à c8té de la première et non par dessus celle-ci, on avait ebt recours à un décalage initial "d", mais on pourrait procéder d'une autre manière et cela serait d'ailleurs pratiquement indispensable pour l'enroulement d'un produit de section rectangulaire.On détecterait l'arrivée du produit le long du flasque 6G ou 6D par le contact 63-1 ou 63-2 pour produire un rattrapage rapide du retard "Rot, une mesure de un tour, environ, de la bobine et la mise en action de ltélectro- valve 41, puis une avance rapide du chariot en sens inverse jusqu'au passage du chariot sur deux contacts supplémentaires qui provoqueraient le passage de l'avance rapide à l'avance normale de copiage après établissement du retard de référence "Ro". Dans l'exemple qu'on vient de décrire, la commande du chariot de guidage est une commande hydraulique et le copiage se fait également par voie hydraulique, mais on pourrait réaliser des installations analogues dans lesquelles le chariot serait entraîné par d'autres moyens, par exemple une vis-mère entraînée par un moteur approprié à deux sens de rotation, par exemple un moteur électrique ou un moteur hydraulique, et dans lesquelles on pourrait aussi utiliser d'autres moyens de copiage, par exemple un système de palpeur à contacts électriques ou encore à éléments photo-électriques, avec toutes les combinaisons possibles de l'utilisation conjointe de ces différents moyens. Par ailleurs, dans l'installation décrite, la bobine est à poste fixe, tandis que le dispositif de guidage du produit et le système de copiage sont portés nar un chariot mobile. mais on pourrait adopter la disposition inverse dans laquelle la bobine serait mobileaxialemttandis aue le reste de-l'installation serait monté à poste fixe. RlXDICAEIONS 1.- Installation de trancanage d'un produit à spires join- tives, comportant des moyens d'amenage du produit et des moyens de guidage dudit produit sur une bobine entraînée en rotation, ainsi que des moyens pour assurer un déplacement relatif axial desdits moyens de guidage par rapport à la bobine, caractérisée en ce que les moyens (21) de déplacement relatif axial des moyens (4) de guidage du produit (1) par rapport à la bobine (6) sont commandés par un système de copiage à gabarit et palpeur d'exploration du gabarit, le gabarit étant constitué par la partie de produit (1) comprise entre les moyens de guidage (4) et la spire de produit déjà formée sur la bobine (6). 2.- Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le système de copiage (37, 54, 56) comporte une liaison à course morte (57) pour introduire un retard de référence (Ro) dans le déplacement relatif axial des moyens (4) de guidage du produit (1) par rapport à la bobine (6), ainsi que des moyens (41) de suppression rapide dudit retard lors de la formation Bes spires extrêmes de chaque couche de produit sur la bobine. 3.- Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de suppression rapide du retard précité con sistent envies moyens auxiliafres (41) de commande des moyens (21) de commande de déplacement relatif axial des moyens (4) de guidage du produit (1) par rapport à la bobine (6), lesdits moyens auxiliaires de commande (413 étant placés sons la dépendance d'élé- ments (63-1, 63-2, 63-3, 63-4) de détection du début et de la fin de l'enroulement d'une couche de produit. 4.- Installation suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les éléments (63-1, 63-2, 63-3, 63-4) de détection du début et de la fin de l'enroulement d'une couche de produit sont conçus et agencés pour détecter la position relative des moyens de guidage (4) par rapport à la bobine (6) au voisinage des fins de course du déplacement relatif axial des moyens (4) de guidage du produit (1) par rapport à la bobine (6). 5.- Installation suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les éléments (63-1, 63-2, 63-3, 63-4) de détection du début et de la fin de l'enroulement d'une couche de produit sont conçus et agencés pour détecter la position relative d'une spire de produit par rapport à la surface du cylindre géométrique formé par les spires enroulées. 6.- Installation suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de déplacement relatif axial des moyens (4) de guidage du produit (1) par rapport à la bobine (6) sont cons titués par un vérin hydraulique (21) alimenté par une valve inverseuse (37) reliee-au palpeur (51) par l'intermédiaire de la liaison à course morte (57), tandis que les moyens auxiliaires de commande précités sont constitués par une électro-valve (41) d'alimentation et de mise à la purge rapides commandée par les éléments de détection précités constitués par des contacts électriques places au voisinage des fins de courses du mouvement relatif précité.