Brevet FR2725301A1 — publié le 19960405

DISPOSITIF DE FABRICATION DE FAISCEAUX DE FILS ELECI RIOUES L'invention concerne un dispositif pour fabriquer des faisceaux de câbles électriques. L'utilisation de faisceaux électriques est largement répandue pour les systèmes dans lesquels, les dispositifs d'alimentation ou de commande sont éloignés des moteurs ou des capteurs, comme les ascenceurs par exemple. Ces faisceaux électriques se présentent sous la forme d'une pluralité de fils électriques parallèles, assemblés entre eux à intervalles réguliers, et équipés à leurs extrémités libres de connecteurs. La fabrication de tels faisceaux s'effectue de manière générale par une succession d'opérations manuelles. Ainsi, la première opération consiste à dérouler chacun des câbles entrant dans la constitution du faisceau considéré, et à en mesurer la longueur. Ensuite, il convient de rassembler ces différents câbles déroulés et mesurés pour les solidariser, par exemple au moyen d'un adhésif ou d'un collier de serrage. Enfin, l'opération terminale consiste à dénuder les extrémités libres desdits câbles, à les sertir, et monter des connecteurs sur ces extrémités ainsi dénudées. Un tel enchainement d'opérations manuelles, notamment les mesures successives des longueurs de câbles, multiplie les risques d'erreurs et de défauts au niveau du faisceau alors obtenu. En outre, le renvidage se fait consécutivement à l'opération d'assemblage des câbles, ce qui nécessite un atelier de dimensions conséquentes pour une telle fabrication. Enfin et surtout, la durée de réalisation et le personnel requis sont relativement importants, ce qui évidemment diminue notoirement l'interêt économique de cette fabrication. L'objet de l'invention est de pallier ces différents inconvénients. L'invention vise à automatiser certaines étapes de la fabrication des faisceaux électriques. Elle concerne un dispositif pour la fabrication d'un faisceau de fils ou câbles électriques qui comprend - des moyens d'alimentation d'une pluralité de fils ou câbles électriques, - des moyens pour dérouler ces fils ou câbles sensiblement parallèlement les uns aux autres, - des moyens de renvidage du faisceau constitué. Ce dispositif se caractérise en ce qu'il comprend également - des moyens destinés à selectionner pour la constitution du faisceau en formation, un nombre prédéterminé de fils ou câbles électriques parmi la pluralité de fils ou câbles disponibles, - des moyens aptes à faire varier périodiquement la vitesse de déroulage en fonction de la longueur de faisceau formée, pour permettre l'assemblage périodique des fils ou câbles formant le faisceau, - et des moyens pour couper le faisceau selon une longueur finale prédéterminée. En d'autres termes, l'invention consiste à réaliser automatiquement et en même temps - la selection des fils ou câbles entrant dans la constitution du faisceau; - le déroulage desdits fils ou câbles; - la mesure des longueurs déroulées - et la mise en parallèle des fils ou câbles constitutifs du faisceau. En outre, le dispositif selon l'invention réalise en parallèle les fonctions de déroulage, assemblage et renvidage du faisceau formé, ce qui permet des gains importants de temps et d'espace. Dans une forme de réalisation de l'invention, les moyens destinés à sélectionner chaque fil ou câble sont associés à des organes destinés à faire progresser le fil ou câble considéré, lesdits organes étant constitués pour chaque fil ou câble: - d'un arbre d'entrainement apte à faire progresser le fil ou câble considéré, monté sur un arbre moteur, - d'une roulette porteuse, associée audit fil ou câble, associée à des moyens aptes à l'éloigner ou le rapprocher de l'arbre d'entrainement, de sorte que lors du déplacement de ladite roulette porteuse, le fil ou câble est pressé sur l'arbre d'entrainement, de telle sorte à aboutir à la progression de celui-ci. Autrement dit, tous les fils ou câbles sélectionnables reposent chacun sur une roulette porteuse indépendante, et la sélection d'un fil ou câble déterminé s'effectue par l'actionnement de cette roulette jusqu'à ce que le fil ou câble entre en contact avec l'arbre d'entrainement qui, partant, le fait avancer. Par ailleurs, lesdites roulettes sont pourvues de flasques latéraux, qui, même lorsque les roulettes ne sont pas activées, s'étendent partiellement de part et d'autre du rouleau d'entrainement, de telle sorte à définir une gorge à l'extérieur de laquelle le fil ou câble ne peut s'échapper. Avantageusement, le déplacement de chaque roulette porteuse par rapport au rouleau d'entrainement est commandé par un vérin actionné par l'organe de commande du dispositif pendant une durée déterminée, liée à la longueur souhaitée du fil ou câble considéré.. Dans une forme pratique d'exécution, l'arbre d'entrainement présente un ensemble de roues dentées, coaxiales avec ledit arbre, et destinées à venir coopérer avec le fil ou câble au sein de la gorge définie par la roulette porteuse du fil ou câble sélectionné. Autrement dit lorsque le fil n'est pas sélectionné, il reste emprisonné dans la gorge et ne peut pas sortir de l'espace qui lui est imparti. Avantageusement en pratique - les roulettes porteuses comportent un organe destiné à mesurer la longueur de fil déroulé; - le dispositif est géré par un micro-ordinateur destiné notamment, en fonction du faisceau à réaliser, à sélectionner les fils ou câbles constitutifs du faisceau considéré et éventuellement paramétré, et à mesurer la longueur déroulée desdits fils ou câbles, ledit microordinateur induisant notamment le fonctionnement des vérins des roulettes porteuses; des moyens d'alimentation du moteur de l'arbre comportant les rouleaux d'entrainement des moyens de renvidage. - les moyens de formation du faisceau sont constitués par un organe susceptible d'entourer périodiquement le faisceau formé d'un collier, notamment adhésif - les moyens aptes à couper le faisceau formé sont constitués d'une lame actionnée sur ordre de l'organe de commande du dispositif en fonction de la longueur totale du faisceau. Dans une forme pratique d'exécution, le dispositif comprend également un organe apte à maintenir les fils ou câbles sous une tension suffisante, entre l'organe de déroulage et l'organe de renvidage, pour faciliter l'opération de formation du faisceau. Avantageusement en pratique, l'organe de maintien sous tension des fils ou câbles non encore assemblés est constitué par un arbre s étendant perpendiculairement par rapport à la direction de déroulement desdits fils ou câbles, et comportant au dessus de chacun desdits fils ou câbles une masselotte, susceptible de pivoter autour dudit arbre, lesquelles masselottes reposent par gravité sur lesdits fils ou câbles et forment, de par leur appui sur les fils ou câbles, un angle aigu en direction du sens de déroulement, interdisant le retour en arrière des fils ou câbles considérés. Dans une forme avantageuse de réalisation, les moyens de renvidage sont constitués - par un organe de traction constitué de deux cvlindres coopérant l'un avec l'autre, et d'axes de rotation parallèles, à savoir un cylindre d'entrainement, mû en rotation, recouvert d'un matériau à coefficient de frottement élevé et apte à entrainer le faisceau, un cylindre de guidage destiné à coopérer avec le cylindre d'entrainement, recouvert d'un matériau à faible coefficient de frottement, typiquement du polvtétrafluoroéthvlène (PTFE), - et par un organe de lovage, constitué par un plateau tournant apte à recevoir le support de stockage des faisceaux réalisés, et mû en rotation par un moteur, la vitesse de rotation du plateau tournant et du cylindre d'entrainement étant corrélées afin d'assurer l'enroulement uniforme du faisceau réalisé. De préférence, les différents moteurs (déroulage, renvidage, reception) sont gérés par le micro-ordinateur. Dans une variante de réalisation, le dispositif comprend également des moyens de test de continuité électrique de chaque fil du faisceau terminé. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. La figure I est une vue d'ensemble schématique du dispositif conforme à l'invention. La figure 2 est une vue détaillée de l'organe de sélection-dévidage. La figure 3 est une vue de l'organe de maintien des fils sous tension. La figure 4 est une vue de l'organe de renvidage. Comme représenté à la figure 1, le dispositif selon l'invention se décompose en six zones distinctes, à savoir - l'organe d'alimentation (10), - l'organe de déroulage et de sélection (20), - l'organe anti-retour (40), - l'organe de coupe (50), - l'organe d'assemblage (60), - et l'organe de renvidage (70,80). L'organe d'alimentation est constitué par une dizaine de bobines (11) de fil électrique mono- ou pluriconducteurs, de couleurs différentes. L'extrémité du fil de chaque bobine passe dans un peigne (12), qui constitue le point d'entrée dans le dispositif proprement dit de l'inven-ion. On peut également utiliser comme cable des paires torsadées, dont le guidage est assuré jusqu'à l'entrée du peigne par un tube rigide, par exemple réalisé en PVC. Cette première zone du dispositif permet d'alimenter l'organe de dévidage par une nappe de fils parallèles espacés régulièrement. La deuxième zone du dispositif est constituée par l'organe de sélection-dévidage (20) représenté en figure 2. La fonction de dévidage est assurée par un arbre d'entrainement (21), placé perpendiculairement par rapport à la direction de progression des fils et au dessus de ceux-ci. Cet arbre (21) est fixé à un axe (23), lui-même monté en sortie d'un motoréducteur (33). L'arbre (21) comporte un certain nombre de roues dentées ou molettées (22,23), de faible épaisseur, coaxiales avec l'arbre (21). Ces roues (22,23) sont en nombre égal au nombre de fils utilisables par le dispositif. Les roues (22,23) sont destinées à coopérer avec les organes de sélection des fils constitutifs du faisceau. Ces organes de sélection sont constitués par des roulettes porteuses (24), dont l'axe de rotation (28) est monté sur un étrier (30). Cet étrier (30) vient entourer la roulette (24) par deux bras (29), dont les extrémités sont articulées selon un axe fixe (27) s'étendant parallèlement à l'axe de rotation (23) de l'arbre (21). En outre, la partie pleine (34) de l'étrier (30) est destinée à coopérer avec l'extrémité d'un vérin (31), dont la position dépend de la sélection ou non du fil en question. Ainsi, si le fil est sélectionné, le vérin (31) est en position haute, l'étrier (30) est donc en position relevée, ce qui entraine que la roulette (24) est au contact de la roue (22) de l'arbre d'entrainement (21). De la sorte, le fil se trouve poussé par la roulette porteuse (24) contre la roue (22), ce qui permet son dévidage. La roulette (24) comporte avantageusement des flasques latéraux (25), dont les dimension sont calculées pour que lorsque l'étrier (30) est en position basse, la périphérie de la roue (23) demeure inserrée entre les flasques (25). De la sorte, l'axe (26) de la roulette (24), les flasques (25) et la roue (23) définissent un point de passage obligé du fil, le piégeant à ce niveau, de façon à éviter le "déraillement" dudit fil hors de ce passage ainsi défini. La troisième zone (40) du dispositif comprend un organe anti-recul des fils. Cet organe est destiné, d'une part à maintenir les fils sous une tension suffisante, nécessaire à l'opération d'assemblage des fils entre eux, et d'autre part, à ne pas perturber le fonctionnement de l'organe de mesure de la longueur de fil déroulé. Cet organe est placé juste après l'organe de déroulage-sélection (20). Il se compose d'un axe (42) perpendiculaire aux fils et parallèle à l'axe (23) de l'arbre d'entrainement (21), et sur lequel des masselottes (41) sont montées libres en rotation au niveau de leur extrémité supérieure. Ces masselottes (41) ont une longueur supérieure à la distance qui sépare l'axe (42) du plan de déplacement des fils.De la sorte, par simple gravité, elles reposent sur les fils et forme par rapport à ceux-ci un angle aigu (43) qui, en cas de mouvement du fil dans le sens contraire au déroulage classique, prend appui et mord le fil, et donc le bloque, interdisant de la sorte tout retour en arrière. La quatrième zone (50) assure la découpe des fils. Elle se compose d'une lame (51) et d'une contre-lame (52). Cette lame (51) est actionnée par un vérin, dont le fonctionnement est géré par le micro-ordinateur de commande, en fonction des longueurs déroulées. Le dispositif comprend également des moyens d'assemblage (60) des différents fils en un faisceau proprement dit. En fonction des différentes utilisations, cet organe est apte à positionner autour des fils, soit un ruban de matériau adhésif, soit un collier de matière plastisque ou tout autre moyen d'assemblage. Comme représenté en figure A, le dispositif comprend des moyens de renvidage (70,80), permettant de conditionner le faisceau obtenu sous une forme transportable. Ces moyens se décomposent en un organe de traction (70) et un organe de lovage (80). L'organe de traction (70) est composé d'un ensemble de deux cylindres verticaux, dont l'un, dit cylindre d'entrainement (71), est recouvert d'un matériau à fort coefficient de frottement, typiquement une couche de caoutchouc de 10 mm d'épaisseur, et l'autre, dit cylindre de guidage (74), est au contraire, recouvert d'un matériau à faible coefficient de frottement, typiquement du polvtétrafluoroéthvlène. Le cylindre d'entrainement (71) comporte des flasques (72), afin d'éviter au fil de sortir de la zone de guidage ainsi définie entre les deux flasques. En outre, ce cylindre (71) est mû en rotation par un moto-réducteur (78). Le cylindre de guidage est destiné à exercer une pression sur le faisceau assemblé contre le cylindre d'entrainement, pour assurer justement l'entraînement de celui-ci.Du fait de la relative souplesse du matériau de revêtement du cylindre d'en-trainement (71), et compte tenu de la pression ainsi exercée, l'ensemble ainsi constitué peut aisément assurer la progression dudit faisceau, nonobstant le profil non régulier ni parfaitement cvlindrique de celui-ci. L'organe de lovage (80) est composé d'un plateau tournant (82) sur lequel est posé, par exemple une bobine à joues (81). Ce plateau tournant est mû en rotation par un moto-réducteur (84) et un jeu d'engrenages (83). Le fonctionnement de l'ensemble du dispositif est géré par un microordinateur (90), qui a en charge, notamment de selectionner les fils constitutifs du faisceaux et de coordonner les différents moteurs qui fonctionnent simultanément. Le micro-ordinateur (90) est ainsi relié - aux compteurs incrémentaux qui équipent toutes les roulettes (24) de l'organe de dévidage (20), - aux vérins (31) de l'organe de sélection, - au vérin de l'organe de coupe (50), - au moteur (33) de l'arbre d'entrainement (21), - aux moteurs (78,84) de l'organe de renvidage (70,80). Pour la fabrication d'un faisceau déterminé, le micro-ordinateur actionne les vérins (31) permettant le dévidage des fils souhaités, de sorte que ces fils viennent au contact des roues (22, 23) de l'arbre d'entrainement (21). Ensuite, le micro-ordinateur actionne le moteur (33) pour faire avancer les fils choisis. La sélection des fils peut varier au fur et à mesure de la constitution d'un même faisceau. Ainsi, on peut commencer à dérouler un fil particulier, par exemple le fil de masse, avant de dérouler les autres fils. Pendant le déroulage du fil, les compteurs incrémentaux placés sur les roulettes porteuses (24) informent le micro-ordinateur de la longueur déroulée pour chaque fil. Avantageusement, ces compteurs équipent les roulettes porteuses (24) et non pas l'arbre d'entrainement (21), et ce, pour d'une part, disposer d'informations indépendantes, et pour d'autre part et surtout, s'affanchir des phénomènes de glissement des fils par rapport aux roues (22, 23). En fonction de la longueur de fil déroulé et selon un critère paramétrable, le micro-ordinateur ralentit périodiquement la vitesse de déroulage pour permettre à l'organe d'assemblage (60) des fils de placer le collier dans des bonnes conditions. Parallèlement, le micro-ordinateur actionne les moteurs (78,84) de l'organe de traction (70) et de lovage (80). Bien évidemment, le microordinateur gère la cohérence des vitesses des différents moteurs, notamment dans les phases de ralentissement et d'accélération nécessaires à l'assemblage. Le micro-ordinateur décompte les longueurs déroulées et les compare à la longueur totale souhaitée du faisceau. Lorsque le faisceau a atteint la longueur voulue, le micro-ordinateur termine le dévidage, actionne le vérin de l'organe de coupe et finit le renvidage du faisceau. Dans une variante plus sophistiquée de l'invention, le dispositif est équipé d'un organe de test de continuité du faisceau. Dans cette version, les deux extrémité du faisceau munies de leur connecteur respectif, sont introduites dans un bornier comportant des pointes de test. Le microordinateur gère une séquence de tests en vérifiant la continuité électrique de chaque fil, ainsi que la bonne disposition dans les connecteurs d'extrémité, puis édite un rapport de conformité. Il découle de la description de l'exemple de réalisation qui précède que le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages, parmi lesquels on peut citer - d'une part, la possibilité de réaliser automatiquement et en même temps le dévidage et la mesure des différents fils constitutifs d'un faisceau donné, ce qui diminue les riques d'erreur; - et d'autre part, la possibilité d'effectuer en parallèle les tâches de déroulage, assemblage et renvidage du faisceau formé, ce qui permet des gains importants de temps et d'espace REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour la fabrication d'un faisceau de fils électriques comprenant: - des moyens d'alimentation (10) d'une pluralité de fils ou câbles électriques, - des moyens pour dérouler ces fils ou câbles sensiblement parallèlement les uns aux autres, - des moyens de renvidage (70,80) du faisceau constitué, caractérisé en ce qu'il comprend également - des moyens destinés à selectionner (20) pour la constitution du faisceau en formation, un nombre prédéterminé de fils ou câbles électriques parmi la pluralité de fils ou câbles disponibles, - des moyens aptes à faire varier périodiquement la vitesse de déroulage en fonction de la longueur de faisceau formé pour permettre l'assemblage périodique des fils ou câbles formant le faisceau, - et des moyens pour couper (50) le faisceau à la longueur finale prédéterminée. 2/ Dispositif pour la fabrication d'un faisceau de fils électriques selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens destinés à sélectionner (20) chaque fil ou câble sont associés à des organes destinés à faire progresser le fil ou câble considéré, constitués par - un arbre d'entrainement (21) apte à entrainer les fils, monté sur un axe (23), - un ensemble de roulettes porteuses (24) , associée chacune à un fil ou câble,et comportant des moyens (31) aptes à l'éloigner ou la rapprocher de l'arbre d'entrainement (21), de sorte que lors du déplacement des roulettes porteuses (24), le fil est pressé contre l'arbre d'entrainement (21). 3/ Dispositif pour la fabrication d'un faisceau de fils électriques selon la revendication 2, caractérisé en ce que le déplacement de chaque roulette porteuse (24) par rapport à l'arbre d'entrainement (21) est commandé par des vérins (31) actionnés par l'organe de commande (90) du dispositif pendant une durée déterminée. 4/ Dispositif pour la fabrication d'un faisceau de fils électriques selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé: - en ce que les roulettes porteuses (24) présentent chacune une gorge (26) destinée à recevoir le fil en mouvement, - et en ce que l'arbre d'entrainement (21) présente un ensemble de roues dentées (22,23), destinées à venir s'engager dans les gorges des roulettes porteuses (24), à refermer la gorge dans laquelle se trouve le fil, quelle que soit le mode d'activation de la roulette porteuse (24) considérée, et à assurer la progression du fil considéré lorsque la roulette porteuse correspondante est actionnée. 5/ Dispositif pour la fabrication d'un faisceau de fils électriques selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les roulettes porteuses (24) comportent un organe (38) destiné à mesurer la longueur de fil déroulé. 6/ Dispositif pour la fabrication d'un faisceau de fils électriques selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il est géré par un micro-ordinateur (90) destiné notamment, en fonction du faisceau à réaliser, à sélectionner les fils constitutifs et à mesurer la longueur desdits fils déroulée, ledit micro-ordinateur (90) induisant notamment le fonctionnement - des vérins (31) d'actionnement des roulettes porteuses (24); - des moyens d'alimentation du moteur (33) de l'arbre comportant l'arbre d'entrainement (21); - et des moyens de renvidage (70,80). 7/ Dispositif pour la fabrication d'un faisceau de fils électriques selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de formation et d'assemblage (60) du faisceau sont constitués par un organe susceptible d'entourer périodiquement le faisceau formé d'un collier, notamment adhésif. 8/ Dispositif pour la fabrication d'un faisceau de fils électriques selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens aptes à couper (50) le faisceau formé sont constitués d'une lame (51) actionnée sur ordre de l'organe de commande du dispositif en fonction de la longueur totale du faisceau. 9/ Dispositif pour la fabrication d'un faisceau de fils électriques selon l'une des revendications I à 8, carnctérisé en ce qu'il comprend également un organe (40) apte à maintenir les fils électriques sous une tension suffisante, entre l'organe de déroulage (20) et l'organe de renvidage (70), afin de faciliter l'opération de formation du faisceau. 10/ Dispositif pour la fabrication d'un faisceau de fils électriques selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'organe de maintien (40) sous tension des fils non encore assemblés est constitué par un axe perpendiculaire (42) aux fils, recevant au dessus de chaque fil et montée libre en rotation une masselotte (41), suscepitble de pivoter autour de cet axe (42), lesquelles masselottes (41) reposent sur les fils par gravité et forment par rapport à ceux-ci un angle aigu, de telle sorte à aboutir au blocage du fil en cas de retrait de celui-ci dans le sens inverse de déroulement normal, et partant à interdire un tel retour. 11/ Dispositif pour la fabrication d'un faisceau de fils électriques selon l'une des revendications 1 à IC, caractérisé en ce qu il comprend des moyens de renvidage du faisceau formé, constitués - par un organe de traction (s0) comprenant deux cvlindres (71,74) à savoir un cylindre d'entrainement (71), mû en rotation, recouvert d'un matériau à coefficient de frottement élevé, un cylindre .ie guldage (74), recouvert d'un matériau à faible coefficient de frottement, et destiné, en coopération avec le cvlindre d'entraînement (71) à assurer la progression du faisceau, - et par un organe de tovage (80), constitué par un plateau tournant (82) apte à recevoir le support de stockage (81) des faisceaux réalisés et mu en rotation par un moteur (84), la vitesse de rotation du plateau tournant (82) et du cylindre d'entrainement (71) étant corrélées afin d'assurer l'enroulement uniforme du faisceau réalisé. 12/ Dispositif pour la fabrication d'un faisceau de fils électriques selon lune des revendications i à .1, caractérisé en ce que les différents moteurs (déroulage, renvidage, reception) sont gérés par le micro ordinateur (90). 13/ Dispositif pour la fabrication d'un faisceau de fils électriques selon l'une des revendications I à in, caractérisé en ce qu'il comprend également des movens de test de continuité de chaque fil du faisceau terminé.