Brevet FR2484296A1 — publié le 19811218

-1- Procédé et dispositif d'évacuation et de mise en forme d'un fil usé L'invention se rapporte à un procédé et un dispositif d'évacuation et de mise en forme compacte d'un fil usé après son passage dans la zone d'usinage d'une machine à découper une pièce métallique par décharges électriques érosives. Une telle machine comprend un générateur d'impulsions électriques pour faire éclater les décharges érosives entre le fil et la pièce; elle comprend en outre des organes de guidage et d'entrarnement du fil qui permettent, d'une part, un déplacernent lent de manière à découper la pièce selon iune forme voulue et, d'autre part, un défilement longitudinal !@ rapide. Ce dernier permet de constamment renouveler la portion de fil soumise à l'action des décharges érosives, sans quoi l'usure du fil provo- querait sa rupture presque immédliate. Pécisément à cause de cette usure, et aussi à cause de modifications de stzructure, le fil ne peut être zéutilis pour l'usinage; si l'on voulait quand même le faire, il faudrait considérablement diminuer la puissance fournie par le générateuro C'est pourquoi le fil usé est habituellement vendu comme métal de récupé- ration et il faut prévoir des moyens pour l'emmagasiner sous forme compacte. Pour fixer les idées, il faut signaler que la vitesse de défile- ment est typiquement de 5 mètres à la minute, de sorte que 200 mi= nutes d'usinage donnent 1 km de fil de rebut; un tel débit nécessite évidemment des moyens d'évacuation et d'emmagasinage compacts. La solution simple est d'enrouler le fil sur une bobine réceptrice entraînée par un moteur. Toutefois, on exige de plus en plus que les machines à fil puissent travailler des heures sans intervention manuelle et on a développé à cet effet des dispositifs d'enfilage automatique qui interviennent en cas de rupture du fil ou de changement de pièce; dès lors, le fil n'est plus d'un seul tenant et la bobine réceptrice exige un dispositif compliqué pour provoquer le début de l'enroulement à chaque opération d'enfilage. La solution de laisser le fil se disposer en vrac dans un récipient est inacceptable, à cause du volume exagéré que - 2 prendraient les kilomètres de fil produits par exemple au cours d'une nuit d'usinage. On a utilisé un système pour découper le fil en petits morceaux à l'aide d'un couteau animé d'un mouvement alternatif (brevet américain No. 3.822.374) ou à l'aide d'un outil tournant muni de plu- sieurs tranchants (brevet allemand No. 2.755.740). La matière ne s'emmagasine sous forme comptacte que si les morceaux coupés sont courts, ce qui provoque une usure rapide des parties tranchantes et exige donc un entretien; pour le transport,il faut prévoir des récipients fermés. Dans le premier brevet cité, on a aussi proposé un tube de guidage qui force le fil à s'enrouler régulièrement dans un récipient monté sur un plateau tournant, ce qui exige un moteur et un réglage pour adapter- la vitesse de rotation à la vitesse de défilement. L'objet de l'invention est un procédé de mise en forme compacte du fil usé qui soit simple, n'exige aucune intervention humaine et qui évite de recourir à des pièces coupantes nécessitant un entretien. Il est caractérisé en ce que l'on fait subir audit fil, au fur et à mesure de sa sortie de la machine, des flexions alternées entraînant des déformations permanentes, de manière à effacer les déformations non contrôlées produites sur le fil lors de son passage à travers la machine et en ce qu'on dirige ce fil dans un récipient pour qu'il s'enroule de lui-même dans ce dernier. De cette manière, on obtient un enroulement de forme torique, ou couronne, dans un récipient situé dans l'axe de sortie du fil. Sans ce procédé, le fil sortirait de la machine avec des déformations non con- trôlées à grand rayon de courbure qui résultent du passage au travers de la machine, de sorte que, de temps à autre, le fil changerait spontané- ment de sens d'enroulement; on obtiendrait ainsi un enroulement dé- sordonné et volumineux à l'excès. Grâce aux déformations permanentes selon le procédé, le fil s'écrouit et acquiert une certaine raideur; de plus, on lui donne de préférence une direction générale rectiligne. Ainsi, une fois le mouvement amorcé dans un sens, l'enroulement se poursuit dans le récipient de manière parfaitement régulière. L'avantage fondamental de l'invention est que les déformations permanentes alternées sont obtenues par un dispositif particulièrement simple et peu coûteux et conduisent néanmoins à une solution totalement automatique au problème de l'enroulement sous forme compacte du fil de rebut produit par une machine à fil, en dépit de la complication -3- provoquée par les ruptures de continuité dans le déroulement du fil qui apparaissent lors des opérations d'enfilage automatique. Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'ex- emple, une forme d'exécution d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La figure 1 est une vue générale d'une machine à fil équipée d'un dispositif d'évacuation du fil usé permettant son enroulement sous forme compacte. La figure 2 est une vue à grande échelle dudit dispositif. On reconnaît à la figure 1 les organes usuels d'une machine utilisant un fil 1 pour le découpage d'une pièce métallique 2 par dé- charges électriques érosives. Le fil est débité par une bobine 3 fixée sur une plaque 4; deux guides 5 et 6, solidaires d'un double bras rigide 7 en forme de U, assurent le guidage précis du fil 1 qui traverse la pièce 2 de haut en bas. Un générateur électrique, non représenté, est relié au fil par des contacts d'amenée du courant, non représentés, pour faire éclater des décharges érosives entre le fil et la pièce. Après le dernier guide 6, le fil est pris entre deux courroies plates 8 et 9 qui assurent et sa traction par friction et son transport jusqu'à un dispositif 10 d'éva- cuation permettant son enroulement sous forme d'un enroulement torique compact 12 emmagasiné dans un récipient 13. Ce dispositif 10 qui sera décrit plus loin, donne au fil la déformation 11 visible à la figure, 2. Les courroies plates 8 et 9, dont la disposition est mieux visible à la figure 2, sont entraînées à la même vitesse linéaire par un moteur, non re- présenté. Au sujet de la cinématique des mouvements du fil par rapport à la pièce, il faut relever que l'ensemble des organes d'entrafnement et de guidage du fil sont solidaires soit de la plaque 4, soit du double bras 7 en forme du U. Cet ensemble forme un tout animé d'un mouvement X perpendiculaire au plan du dessin, entraîne par un moteur, non re- présenté, et coulissant à l'aide d'une glissière 14 sur un portique 15 solidaire d'un socle fixe 16 de la machine. En revanche, la pièce 2, montée sur un support 17, lui-même monté sur une table 18, forme avec un bac 19 un tout animé d'un mouvement Y perpendiculaire au premier, grâce à une pièce 20 coulissant sur le socle 16 sous l'effet d'un moteur 21. Une commande numérique, non représentée, coordonne les mouve- ments X et Y en vue du découpage de la pièce selon une forme voulue. - 4 - La figure 2 montre, à grande échelle, une forme d'exécution possible du dispositif d'évacuation du fil usé permettant son enroulement sous forme d'un enroulement torique, ou couronne, compact. On y retrouve les courroies plates 8 et 9 déjà mentionnées et il faut se rappeler qu'elles sont entrarnées par un moteur, non représenté. La trajectoire du fil a été indiquée par son axe d'entrée 22 et son axe de sortie 23. Par friction, la courroie plate 8 entrarne une courroie crantée 24 et cette dernière entraîne à son tour une autre courroie crantée 25 par engrènement sur un trajet commun situé sur l'axe 23. Le médaillon 26 montre le dessin des dents, qui correspond à une succession de trapèzes dont les angles peuvent être quelque peu arrondis; à titre d'exemple, la périodicité peut être de 5 mm et la hauteur de 2 mm. Le fil, emprisonné entre ces dents, subit une déformation permanente, ou écrouissage, de grande amplitude, qui est bien supérieure à toute dé- formation qui a été subie auparavant lors du passage à travers la ma- chine. Il présente alors une forme sinusoïdale, comme indiqué par 11. Les contraintes principales sont celles qui résultent des flexions alternées imposées par la forme des dents des courroies crantées. Dans une moindre mesure, le fil est également sollicité en allongement pur, du fait que le chemin entre les courroies crantées est plus long qu'entre les courroies plates. Le point capital est que les grandes déformations permanentes qui résultent des flexions ont pour effet d'effacer les faibles déformations subies auparavant lors du passage à travers la machine. Ce phénomène d'effacement est fondamentalement le même que celui qui apparaft lorsqu'on étire le fil de façon à lui donner un grand allongement. Toutefois, la mise en oeuvre de l'allongement pur avec une déformation suffisante conduit à une forte traction sur le fil, traction qui engendre de fortes pressions et de fortes usures sur le système d'entraînement constitué par des courroies plates. L'engrènement sur des courroies crantées permet de beaucoup diminuer l'effort de traction, et bien sûr l'usure des courroies crantées. Le point le plus remarquable de l'invention est qu'elle n'exige qu'un minimum de pièces supplémentaires sans aucun moteur, ni réglage automatique, pour autant que le système de traction et de transport constitué par les courroies plates 8 et 9 existe déjà. -5 - En définitive, comme le montre la figure 1, le fil s'enroule spontanément dans le récipient 13 en forme de couronne, sans jamais changer de sens d'enroulement au cours du passage d'un fil d'un seul tenant. D'autres formes d'exécution peuvent être réalisées. Par exemple, on peut utiliser avec succès des courroies présentant une autre forme de dent que celle représentée à la figure 2. Comme modification plus importante, on peut renoncer à lentrarnement direct des courroies crantées 24 et 25 par friction sur l'une des courroies plates 9; dans ce cas, l'entrarnement du jeu de courroies crantées est réalisé par un mécanisme auxiliaire, par exemple une autre courroie réservée à cet effet avec un jeu de poulies de diamètres différents. Cette manière de faire présente Pavantage de pouvoir régler l'effort de traction sur le fil à une valeur prédéterminée, grace à un choix judicieux des diamètres des 1 poulies de ce mécanisme auxiliaire. En allant plus loin dans cette voie, on peut même remplacer les courroies crantées par deux roues dentées avec engrènernent; en jouant et sur les flexions alternées imposées par les dents et sur un effort de traction suffisantE on peut aboutir au même résultat, mais au prix d'un mécanisme plus délicat à réaliser. -6- Revendications 1. Procédé d'évacuation et de mise en forme compacte d'un fil usé après son passage dans la zone d'usinage d'une machine à découper une pièce métallique par décharges électriques érosive, c a r a c t é r i s é en ce que l'on fait subir audit fil, au fur et à mesure de sa sortie de la machine, des flexions alternées entraînant des déformations permanentes, de manière à effacer les déformations non contrôlées produites sur le fil lors de son passage à travers la machine, et en ce qu'on dirige ce fil dans un récipient pour qu'il s'enroule de lui-même dans ce dernier. 2. Procédé selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que lesdites flexions sont alternées de manière à donner au fil une forme générale rectiligne. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la reven- dication 1 ou la revendication 2, c a r a c t é r i s é en ce qu'il com- porte un jeu de deux courroies crantées engrenées l'une avec l'autre et déplacées sur un trajet commun, de manière à forcer le fil à emprunter ledit trajet et à y subir les flexions imposées par la forme des dents desdites courroies crantées.