Brevet FR2642740A1 — publié le 19900810

La présente invention est relative à l'obtention en série de bobines, notamment pour l'électricité. L'opération de bobinage consiste à enrouler sur une carcasse ou noyau, du fil, en cuivre émaillé généralement, en provenance d'une bobine mère dite "nourrice" avec passage intermédiaire dans un régulateur de tension de fil appelé "dévidoir". L'enroulement se fait sur une broche tournante portant la carcasse et équipée de l'outil approprié. La production en série des bobines est habituellement effectuée sur des machines multibroches, généralement à six, huit,,-douze, dix-huit broches, ou même plus, ces broches travaillant en parallèle, ce qui implique la présence d'autant de nourrices et de dévidoirs travaillant également en parallèle qu'il y a de broches. Les nourrices et dévidoirs sont généralement portés par une structure commune dite "table dévidoir". Dans ce genre d'exploitation industrielle, les critbrcs de production et de rentabilité actuels, par exemple séries courtes, production "juste-àtemps", atelier flexible, etc..., imposent de très fréquents changements du type de bobines à fabriquer. Ces opérations nécessaires de changement sont très dispendieuses de temps, essentiellement en ce qui concerne le changement, au niveau de la tabledévidoir, du type de fil, car un changement rapide des outils sur les broches est déjà relativement bien maîtrisé. Ainsi actuellement, le changement de fil se fait de façon purement manuelle et, par exemple pour une installation de bobinage a douze broches peut prendre plus d'une demiheure, durée pendant laquelle la production est arrêtée. Par ailleurs, cette tâche est particulièrement fastidieuse et non-valorisante. La présente invention vise à s'affranchir de ces limitations et inconvénients en proposant une installation de bobinage permettant un changement automatique du fil en un temps très court, la préparation d'un autre type de fil- pouvant se faire en "temps masqué" c'est-à-dire à l'avance, pendant que,avantinterruption, l'installation continue à produire. L'invention concerne également un procédé de changement de fil sur une telle installation. Les caractéristiques de l'invention et ses avantages apparaitront à la lumière oe la description qui suit et pour l'intelligence de laquelle on se référera aux dessins, dont: - la figure 1 est une vue schématique d'ensemble d'une installation selon l'invention, 26q42740 -2- - les figures 2A et 28 illustrent le procédé traditionnel pour réaliser une bobine, - les figures 3A à 3L représentent schématiquement les phases successives du procédé de changement automatique de fil, conformément à l'invention. Dans ce qui suit, on ne fait référence, sauf exception, qu'à une opération de bobinage c'est-à-dire pour une seule bobine, considérée isolément, étant entendu que les mêmes situations et phénomènes surviennent simultanément-et parallèlement pour la production d'autres bobines, selon la capacité de l'installation à broches multiples. A la figure 1, apparait schématiquement une bobineuse fixe usuelle 4 et qui ne fait pas partie en soi de l'essence de l'invention. Comme connu, elle est porteuse entre autres de broches 41, d'une table XYZ, 42 c'est-à-dire à déplacement commandé selon trois directions par l'intermédiaire de moteurs 43. Selon l'état de la technique illustré par les figures 2A et 2B pour une seule bobine supposée montée sur sa broche respective (non représentée), on opère d'abord l'accrochage du fil 1 en provenance d'une table dévidoir,sortant d'un tube guide-fil 13 porté par aussi la bobineuse, sur un plot d'amarrage 44 porté par la bobineuse, puis le fil 1 est accroché sur le premier terminal 45 de la bobine 47. Le bobinage proprement dit intervient alors, après séparation du plot d'amarrage 44, jusqu'à ce qu'à la fin de cette phase, le fil 1 soit accroché au second terminal 46 de la bobine 47 pour parachever l'opération. Après rupture du fil 1, on peut alors revenir l'amarrer à nouveau sur le plot 44 qui a été nettoyé entre-temps, et reprendre le cycle pour une nouvelle bobine 47. Ces opérations, résultat du travail de la broche et de la table XYZ 42, sont parfaitement connues de l'homme du métier et ne nécessitent pas d'autres développements. Il n'était cependant pas inutile de les rappeler pour la compréhension de l'invention. Selon l'invention, on attribue chaque type de fil 1 à une table dévidoir distincte 5, 5', ces tables 5, 5' étant mobiles en translation (figuré par la double flèche 8) le long d'un rail 81 et de préférence, par motorisation (non figurée) et chacune peut donc être amenée dans le champ de la bobineuse 4 et en être dégagée pour laisser place à une autre. Chaque table dévidoir 5, comme illustré à la figure 1, est porteuse, correspondant à chaque broche 41 de la bobineuse 4, d'une nourrice 2 et d'un dévidoir 3 régulateur de la tension du fil 1 qu'il distribue, comme il est connu de l'homme du métier. Elle est en outre équipée d'une barre guide-fils 6 et d'une barre d'accrochage des fils 7. Il est à noter que la barre guide-fils selon l'état de la technique fait 26'42740 -3- partie de la bobineuse 4, alOrs que selon l'invention, elle est embarquée sur la table-dévidoir 5. La barre guide-fils 6 porte des guide-fils 13 correspondant à chaque broche 41, respectivement nourrice 2 et dévidoir 3. Ces guide-fils, comme selon l'état de la technique évoqué-plus haut en référence aux figures 2A et 2B, servent à guider le fil'l 1 pendant les opérations d'amarrage, d'accrochage et de bobinage sur la bobineuse 4. La barre d'accrochage 7 porte des pattes ou pinces d'assujet- tissement 12 servant à maintenir en aval des guide-fils 13, l'extrémité des fils 1 quand la table dévidoir 5 est au repos. Les barres guide-fils 6 et d'accrochage 7 de la table dévidoir peuvent être déplacées verticalement comme figuré par la double flèche au moyen d'un moteur d'axe 11 avec transmission à câble 111 sur la barre d'accrochage 7. Pour l'opération de bobinage, la table dévidoir 5 se trouve le long du rail 81 au niveau de la station de travail que représente la bobineuse 4. Un dispositif automatique porté par la bobineuse 4 permet de solidariser la barre guide-fils 6 de la table XYZ 42 de la bobineuse 4 pour les opérations de bobinage et de libérer cette barre 6 pour la rendre à la table ddvidoir 5 quand la bobineuse 4 est au repos. Le fonctionnement de l'installation selon l'invention est illustré schématiquement par la succession des figures 3A à 3L qui sont des vues transversales au niveau de la bobineuse 4 dans un plan perpendi- culaire au-rail 81. On retrouve esquissés la bobineuse 4 avec sa table XYZ 42, ses parties de support et motrices 43, un axe de broche 41 et un plot d'amarrage 44 de la bobineuse 4. A la figure 3A, le fonctionnement de la bobineuse 4 est arrêté juste à la fin de la production d'une série de bobines (non figurée). La barre d'accrochage 7 de la table dévidoir 5 (non figurée) est remontée dans sa position supérieure de dégagement (flèche ascendante O10 de la figure 1). La barre guide-fils 6 portant le guide-fil 13 est solidaire de la table XYZ 42. Le fil 1 est accroché au plot d'amarrage 44 de la bobineuse 4. Il y a lieu de procéder au changement du fil 1 pour commencer la production d'une nouvelle série de bobines. A la figure 3B, la barre d'accrochage 7 est amenée à sa position basse (flèche descendante 10) c'est-à-dire sa position de travail. A la figure 3C, la table XYZ 42, et donc la barre guide-fils 6 qui en est solidaire, est amenée par déplacement transversal et vertical ascendant en position d'accrochage du fil 1 et le fil est accroché sur la 26'42740 - 4 - patte ou pince d'assujettissement 12 de la barre d'accrochage 7. Cette opération d'accrochage terminée, la fil i est rompu par le cassefil usuel de la bobineuse 4 comme illustré à la figure 3D, le plot d'amarrage 44 restant porteur de la section du fil 1 séparée. La barre guide-fils 6, par déplacement de la table XYZ 42, est alors déposée sur la table dévidoir 5, c'est-à-dire dans la position représentée dans la partie gauche de la figure 3E. La table XYZ 42, libérée de la barre guide-fils 6, est ensuite ramenée en arrière pour arriver dans la position illustrée dans la partie droite de la figure 3E. Ensuite, comme à la figure 3F, les barres guide-fils 6 et d'accrochage 7, maintenant portées par la table dévidoir 5, sont amenées en position haute (flèche ascendante O10), ce qui les efface entièrement de l'espace correspondant à la station de bobinage. Il n'y a alors plus aucune emprise entre la bobineuse 4 et la table dévidoir 5. La table d(vidoir 5, par déplacement sur le rail 81, est alors sortie du champ de la bobineuse 4 et on se trouve dans la situation illustrée par la figure 1 (côté de droite). Le plot d'amarrage 44 est débarrassé du reliquat de fil 1 et, comme représenté à la figure 3G, lu bobineuse 4 est prête à recevoir le nouveau fil 1' pour la production d'une nouvelle série de bobincas. Une nouvelle table dévidoir 5' porteuse du nouveau type de fil 1' représentée dans la partie gauche de la figure 1, et pour le reste, parfaitement identique à la première 5,est prête à être déplacée 8' le long du rail 81 pour venir en position d'emprise avec la bobineuse 4. Les références relativcs à cette seconde table dévidoir 5' sont les mêmes que pour la première 5, mais affectées de l'indice ' (prime). On est dans la situation illustrée par la figure 3H, dès que la table dévidoir 5' a été amenée à la station de bobinage. Dans la phase suivante, à la figure 3I, l'ensemble de la barre guide-fils 6' et de la barre d'accrochage 7' est amené en position basse selon la flèche descendante 10'. La table XYZ 42 est commandée pour venir prendre en charge la barre guide-fils 6' et se solidariser avec elle. On est alors dans la situation illustrée à la figure 3J. La table XYZ 42 porteuse de la barre guide-fils 6' est alors déplacée pour venir accrocher le fil 1' sur le plot d'amarrage 44 de la bobineuse 4, comme représenté à la figure 3K. Cet accrochage réalisé, le fil 1' est à son extrémité décroché de façon connue en soi par éjecteur de la barre d'accrochage 7', comme illustré à la figure 3L. La barre d'accrochage 7' ainsi libérée peut alors être remontée (flèche ascendante 26'42740 -5 - ') et l'on se trouve-dans une situation o le travail de bobinage avec le nouveau fil 1' peut commencer, c'est-à-dire celle de la figure 3A qui correspond toutefois à celle de fin de production, bobinage terminé, mais pour le reste, est la même. Dans ce qui précède, il est clair que ne sont décrits que les caractères de l'invention qui uont au-delà de l'état de la technique traditionnelle que maîtrise parfaitement l'homme du métier. Ainsi ne sont pas développées les fonctions connues de déplacement de la table XYZ 42, ni ses fonctions d'accrochage, bobinage, rupture de fil, etc... Il en va de même des moyens de motorisation des tables dévidoirs 5, 5' sur le rail 81 (flèche 8) et des barres guide-fils 6, 6' et d'accrochage 7, 7' (flèche 10) et des moyens de solidarisation- désolidarisation de la barre guide-fils 6, 6' sur la table XYZ 42. I1 reste à noter que l'invention est totalement étrangère à des problèmes de changement d'outils sur les broches 41 de bobinage. Il ne s'agit que d'un changement de fils, les outils utilisés pouvant le cas échéant être les mêmes malgré le changement de fils. Pour une bobineuse à douze broches, un changement de fils classique occasionne un arrêt de la bobineuse généralement supérieur à une demiheure. Le changement automatique selon l'invention peraet de réduire cette interruption à environ 3 mn. Il n'y a donc quasiment plus de temps de production perdu pour le changement de fil. -6. R E V E N DI CA T I ONS i.- Installation de bobinage comprenant: - une bobineuse (4) pourvue d'au moins une broche tournante (41) et d'une table XYZ (42) commandable, - et au moins deux tables dévidoirs (5, 5') assurant respectivement pour chaque broche (41) l'alimentation en fils de types différents (1, 1') par une nourrice (2, 2') et un dévidoir (3, 3'-), caractérisée par le fait que chaque table dévidoir (5) porte une barre guide-fils (6) et une barre d'accrochage (7) du fil (1) commandables on déplacement vertical (10), que des moyens permettent en position de travail de solidariser la barre guide-fils (6) de la table XYZ(42), pour l'accro- chage (44) du fil (1), son bobinage et sa rupture, la barre d'accrochage (7 restant alors commandable individuellement, et de désolidariser la barre guide-fils. 6) de la table XYZ(42) le bobinage terminé, pour si besoin est, libérer et dégager la table dévidoir (5) de l'emprise de la bobincuse (4) et lui ensubstituer une autre (5') pourvuet- d'un autre type de fil (l'). 2.- Installation de bobinage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque table dévidoir (5, 5') est mobile et commandable en position par rapport à la bobineuse (4) le long d'un rail (81). 3.- Installation de bobinage selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les déplacements (8, 8') des tables dévidoirs (5, 5') se font sous l'action d'un moteur commandé. 4.- Installation de bobinage selon l'une quelconque des reverndica- tions 1 à 3, caractérisée par le fait que les déplacements verticaux (10) de la barre guide-fils (6) et de la barre d'accrochage (7) par rapport à la table dévidoir (5) se Font par un moteur (11, 111,) commandé. 5.- Procédé pour le changement automatique de fil dans une installa- tion de bobinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractéri- sé par le fait qu'il consiste, après arrêt du bobinage et accrochage de l'extrémité du fil (1) sur un plot d'amarrage (44) de la bobineuse (4), à amener (10) la barre d'accrochage (7) en position basse, - à déplacer la table XYZ (42) pour accrocher le fil (1) sur les pattes ou pinces (12) d'accrochage de la barre d'accrochage (7), à rompre le fil (1) au moyen du casse-fil de la bobineuse (4), - à déplacer la table XYZ (42) pour déposer par désolidarisation la barre guide-fils (6) sur la table dévidoir (5), à dégager la table XYZ (42) ainsi libérée de la barre guide-fils (6), - à ramener (10) en position haute sur la table dévidoir (5) la barre -7 _ guide-fils (6) et la barre d'accrochage (7), - à dégager (8) la table dévidoir (5) du champ de la bobineuse (4), - a amener (8') une nouvelle table dévidoir (5') équipée du nouveau fil (1') dans le camp de la bobineuse (4), - à amener (l10) la barre guide-fils (6') et la barre d'accrochage (7') en position basse, - à déplacer la table XYZ (42) pour prendre en charge la barre guide-fils (6') et s'en solidariser, - à déplacer la table XYZ (42) porteuse de la barre guide- fils (6') pour accrocher le fil (1') sur le plot d'amarrage (44) de la bobineuse (4), - à décrocher le fil (1') de la barre d'accrochage (7'), - et à Remonter (10') la barre d'accrochage (7') vers sa position haute de dégagement.