Brevet FR2745513A1 — publié le 19970905

DESCRIPTION Procédé et dispositif de nettoyage de fil de cuivre de forme plate La présente invention concerne un procédé de nettoyage de fil de cuivre de forme plate, ainsi qu'un dispositif de nettoyage de fil de cuivre de forme plate. Dans différents domaines techniques, on utilise des rubans métalliques ou des fils métalliques de forme plate comme moyen de transport pour le transport de pièces usinées. On sait aussi qu'on peut installer des rubans métalliques sur des machines d'usinage comme couche intermédiaire, par exemple comme électrode intermédiaire pour des machines à souder par résistance à la molette. Ils y empêchent que se produise un encrassement des surfaces des électrodes, et donc que le passage de courant soit modifié en fonction du degré d'encrassement. Lors de leur utilisation dans des machines à souder, de tels rubans sont, après une seule utilisation, déjà broyés et traités comme des déchets métalliques. Cela engendre des faux frais importants lors de la production, et cela représente en outre un gaspillage d'énergie pour le retraitement. On a constaté que l'encrassement de tels rubans ou électrodes intermédiaires n'était que de type mineur, de sorte qu'une rénovation complète ne devrait pas s'imposer. Mais les encrassements de ces rubans sont irréguliers et on ne peut donc pas, pour des raisons de qualité, courir le risque d'une réutilisation sans nettoyage partiel ou encore lissage des faces de contact. Cela étant, la présente invention a pour but de fournir un procédé et un dispositif qui permettent de nettoyer de tels rubans à un faible coût, et de les utiliser pour au moins un cycle de travail supplémentaire avant qu'ils doivent être évacués comme déchets métalliques. Ce but est atteint au moyen d'un procédé qui est caractérisé par le fait qu'on fait passer les deux surfaces des côtés plats du fil de cuivre devant les tranchants d'une lame de coupe en les pressant en application, et les impuretés et les bombements sont éliminés; ainsi qu'au moyen d'un dispositif qui est caractérisé par le fait qu'au moins un poste d'usinage est disposé sur un plateau, poste qui comprend au moins une lame de coupe réglable pourvue d'un tranchant, un premier galet de renvoi avant la lame de coupe et un deuxième galet de renvoi après cette lame, et des moyens pour transporter le fil de cuivre à travers le poste d'usinage. D'une manière étonnante, on réussit à libérer les rubans de leurs impuretés avec une lame de coupe, sans enlever une quantité importante du matériau de base du fil métallique. On peut ainsi fournir une surface neuve optimale pour un autre cycle de travail. L'avantage ainsi obtenu en matière de coût est énorme, car les coûts annuels de retraitement de déchets métalliques ou de métaux neufs après une seule utilisation dépassent les coûts d'amortissement du dispositif selon l'invention. Mais le gain obtenu n'est pas seulement en matière de coûts: le nettoyage s'effectue aussi avec un minimum d'apport d'énergie et sans aucune nuisance pour l'environnement. L'énergie nécessaire pour le nettoyage correspond sensiblement à l'énergie qui était jusqu'alors nécessaire pour le broyage du ruban usagé. Selon une configuration particulière de l'invention sur une machine de soudage, le dispositif selon l'invention est directement entraîné par le moteur d'entraînement du broyeur qui est fourni avec la machine à souder. De même, la commande du dispositif peut s'effectuer directement par la commande du moteur du broyeur, de sorte qu'il n'y a pas d'installations supplémentaires à effectuer, et de frais, modifications ou interventions connexes sur la machine à souder. Pendant le nettoyage, le fil métallique n'est pour l'essentiel soumis à aucun échauffement, de sorte qu'un refroidissement n'est pas nécessaire et qu'il ne se produit pas de modification de la structure qui modifierait les propriétés métallurgiques du matériau du fil métallique. Selon des caractéristiques supplémentaires du procédé selon I'invention: on dirige le fil de cuivre sur un premier rouleau de guidage destiné à recevoir et guider latéralement le fil de cuivre, on fait passer devant la lame de coupe la surface périphérique du côté plat du fil de cuivre qui est opposée au rouleau de guidage et on la libère de ses impuretés et bombements, puis on enroule le fil de cuivre sur une bobine et on le stocke en vue de sa réutilisation. On dirige sur un autre rouleau de guidage le fil de cuivre dont la surface est nettoyée, et on fait passer son deuxième côté plat devant la lame de coupe. Le fil de cuivre est chaque fois dévié d'un angle entre deux tranchants de deux plaquettes de coupe distantes qui sont disposées entre deux galets de guidage, et les deux côtés plats sont alors simultanément nettoyés. Les plaquettes de coupe peuvent être pivotées autour d'un axe de rotation commun, ce qui permet de régler l'angle de déviation. Enfin, à la suite du nettoyage, on fait passer le fil de cuivre à travers un système de rouleaux danseurs, puis on l'enroule. Selon des caractéristiques supplémentaires du dispositif selon I'invention: un rouleau de guidage pourvu d'une rainure de guidage est disposé dans le poste d'usinage, la lame de coupe étant réglable par rapport à l'axe de rotation du rouleau de guidage. La lame de coupe est réalisée en forme de disque ou de barre et est montée à rotation. Deux lames de coupe fixes pourvues de tranchants sont disposées entre les deux galets de renvoi à distance mutuelle et avec possibilité de réglage concernant le trajet du fil métallique. Les lames de coupe sont fixées sur un plateau pouvant pivoter autour d'un axe et l'angle de déviation du fil de cuivre entre les deux galets de renvoi peut être réglé au moyen d'une vis de réglage, et/ou le plateau est précontraint en direction de la vis de réglage par un ressort. Des paires de rouleaux dresseurs sont disposées avant et/ou après le ou les postes d'usinage afin de calibrer le fil de cuivre en hauteur et en largeur. Enfin, un dispositif de bobinage est disposé sur le côté du plateau afin d'enrouler le fil de cuivre nettoyé sous la forme d'un bobinage de précision, et la bobine peut être déplacée axialement pour le mouvement de va-et-vient du fil de cuivre. L'invention va être maintenant décrite plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation illustré sur les dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue de côté du dispositif, la figure 2 est une vue du dispositif dans la direction de la flèche X, la figure 3 est une représentation agrandie, en perspective, de la lame de coupe réglable et du rouleau porteur, la figure 4 est une vue de dessus d'une autre forme de réalisation de la lame de coupe réglable, la figure 5 est une vue de côté de la lame de coupe de la figure 4 dans la direction V. Dans la plaque frontale 1 du dispositif de nettoyage 3 qui est représentée sur la figure 1, un fil métallique encrassé 5, présentant deux côtés plats 6, 8, est apporté, par l'intermédiaire d'un premier galet de renvoi 7, à deux paires de rouleaux dresseurs 9 et 11 montées en série. La première paire 9 de rouleaux dresseurs, dont les axes sont verticaux, calibre en largeur le fil métallique arrivant 5; la deuxième paire 11 de rouleaux dresseurs, dont les axes sont horizontaux, calibre en épaisseur le fil métallique de forme plate. A la suite du dressage, le fil métallique 5 est apporté par l'intermédiaire de galets de renvoi 13 à un premier poste d'usinage 15. Le poste d'usinage 15 comprend un rouleau de guidage entraîné 17, pourvu d'une rainure de guidage 18 pratiquée dans sa surface périphérique. La rainure de guidage 18 est visible sur la représentation agrandie du poste d'usinage 15 de la figure 3, et elle reçoit le fil métallique 5 avec un jeu infime. Une lame de coupe 19 en forme de disque est montée a rotation autour d'un axe A et peut être, avec le support 21 portant la lame de coupe 19, pivotée autour d'un axe horizontal B, et en outre déplacée dans la direction des flèches C. On n'a pas représenté les moyens d'ajustement qui sont nécessaires pour le pivotement du support 21 autour de l'axe B et, respectivement, pour le déplacement dans la direction des flèches C. Ces moyens d'ajustement permettent de régler avec précision la distance radiale entre le tranchant 22 de la lame de coupe 19 et la surface du premier côté plat 6 du fil métallique 5. Le pivotement autour de l'axe B permet de régler en outre l'angle de coupe ou encore de raclage. Du premier poste d'usinage 15, le fil métallique 5 est dirigé, par l'intermédiaire d'un autre galet de renvoi 13, vers le deuxième poste d'usinage , de configuration sensiblement identique, le fil métallique 5 reposant maintenant, sur le deuxième poste d'usinage 15, par sa surface nettoyée 6 sur le fond de la rainure de guidage 18 pratiquée dans la périphérie du rouleau de guidage 17, de sorte que le deuxième côté plat 8, encore encrassé, peut être nettoyé par raclage par la lame de coupe 19 (figure 3). Du deuxième poste d'usinage 15, le fil métallique 5 est dirigé plus loin, par l'intermédiaire de galets de renvoi 14, 16, vers un poste de compensation 23. Le poste de compensation 23 comprend au moins un rouleau danseur 25; dans l'exemple représenté, il y a deux rouleaux danseurs , qui sont fixés sur un élément porteur 27 pouvant être déplacé linéairement. Le déplacement de l'élément porteur 27 s'effectue au moyen d'un entraînement linéaire, par exemple d'un ensemble pneumatique cylindre-piston 29. Le poste de compensation 23 sert à compenser dans des limites données les différences de vitesse entre le fil métallique arrivant 5 et le fil métallique 5 quittant le dispositif 3, afin d'éviter un arrêt du dispositif 3 en cas d'interruption temporaire du transport du fil métallique avant ou après le dispositif de nettoyage 3. Entre le deuxième poste d'usinage 15 et le poste de compensation 23, on peut installer une autre paire de rouleaux dresseurs 31 qui sert à régler la section du fil métallique nettoyé 5 à une valeur prédefinie. Du poste de compensation 23, le fil métallique 5 est apporté à un dispositif de bobinage 33, o il est enroulé sous la forme d'un bobinage de précision sur une bobine 35. Afin d'obtenir un bobinage correct et précis, le dispositif de bobinage 33, dont la bobine 35 est entraînée par un entraînement commandé en régime, peut être déplacé axialement. Un entraînement linéaire (non représenté), synchronisé avec la vitesse de rotation de la bobine 35, déplace continuellement la bobine 35 en va-et-vient sur la course h, c'est-à-dire sur la largeur utilisable de la bobine 35. Le fil métallique apporté 5 de forme plate est ainsi déposé en spires juxtaposées quasiment sans lacunes sur le mandrin 37 de la bobine 35. Une paire de rouleaux 39 au-dessus du dispositif de bobinage 33 dirige avec exactitude le fil métallique arrivant 5 sur une position de dépose toujours identique. Afin qu'on puisse obtenir à la fin de chaque course, c'est-à-dire dans la région des flasques de délimitation latéraux 41 de la bobine 35, une transition précise et reproductible entre la couche de fil métallique déjà déposée et la nouvelle couche qui vient se placer sur la précédente, le transport transversal de la bobine 35 est désaccouplé, c'est-à-dire interrompu, peu avant l'atteinte de la fin de course, de sorte que le fil métallique 5 peut être déposé sur la couche la plus supérieure. Bien évidemment, la bobine 35 pourrait aussi être axialement immuable, le fil métallique 5 étant alors guidé en va-et-vient. Afin d'éviter un relâchement incontrôlé du fil métallique déposé 5, on peut prévoir des rouleaux de contact 43, qui sont fixés sur un bras pivotant et exercent une pression sur une grande surface, avec une force prédéterminable, sur la surface du fil métallique enroulé 5 (les rouleaux de contact 43 ont été omis sur la figure 2). Selon une autre configuration de l'invention (non représentée), on peut aussi utiliser, à la place d'une lame de coupe 19 en forme de disque, une lame de coupe en forme de barre à coulissement longitudinal, de section triangulaire ou rectangulaire. On va maintenant expliciter brièvement le dispositif de nettoyage. Lorsque le fil encrassé 5 est du fil de cuivre qui a été utilisé pour souder du fer- blanc dans une machine à souder par résistance à la molette, on trouve sur la surface du fil métallique des dépôts d'étain, de zinc, des éclaboussures d'acier liquide et éventuellement des composants de carbone. Ces dépôts 47 constituent un encrassement du fil métallique 5. La réutilisation d'un tel fil métallique 5 engendre des soudures défectueuses, car le passage du courant est entravé dans la région des impuretés. Ce fil métallique 5, encrassé sur les deux côtés, est maintenant directement introduit en provenance de la machine à souder non représentée dans le dispositif de nettoyage 3, et soumis éventuellement à un précalibrage dans les deux paires de rouleaux de calibrage 9 et 11. Lors de l'opération de soudage précédente, le fil métallique calibré 5 a été modifié par la pression et la chaleur de soudage, ainsi que par étirement lorsque le fil métallique 5 a été tiré à travers la machine à souder. Le fil métallique 5, maintenant à nouveau calibré, est guidé avec précision dans une rainure de guidage 18, de préférence elle aussi calibrée. Le côté plat encrassé 6 du fil métallique 5 de forme plate repose dans la rainure de guidage 18 sur le rouleau de guidage 17. L'autre côté plat encrassé 8 arrive dans le rayon d'action de la lame de coupe 19. La lame de coupe 19 est réglée par rapport à l'axe de rotation du rouleau de guidage 17 de telle sorte que ce sont justement pour l'essentiel uniquement les impuretés dépassant de la surface du fil métallique 5, ainsi que d'éventuelles déformations du fil métallique 5, qui sont enlevées par frottement. Il ne se produit donc quasiment pas d'enlèvement du matériau du fil métallique. Le réglage précis de la lame de coupe 19 par rapport au rouleau de guidage 17 s'effectue à l'aide des moyens d'ajustement non représentés. Afin d'empêcher une usure partielle de la lame de coupe 19, on la fait périodiquement tourner de quelques degrés d'angle. A la suite du passage du fil métallique 5 sur le premier rouleau de guidage 17, le fil métallique 5 est dirigé vers le deuxième rouleau de guidage 17 dans le deuxième poste d'usinage 15, et le côté arrière encore encrassé du fil métallique 5 y est nettoyé exactement de la même manière. On effectue ensuite, si on le souhaite, un calibrage final de la largeur du fil métallique 5 dans le poste de calibrage 31. De là, le fil métallique 5 arrive dans le poste de compensation 23, qui compense les vitesses de transport différentes du fil métallique 5 entrant, provenant de la machine à souder, et du fil métallique 5 sortant, ainsi qu'une éventuelle interruption du transport d'amenée ou du transport d'évacuation. Dans la deuxième configuration avantageuse de l'invention, selon les figures 4 et 5, les deux postes d'usinage 15, qui sont représentés sur la figure 1 à l'intérieur d'une zone entourée par des pointillés, sont remplacés par un poste d'usinage 115 dans lequel les deux côtés plats 116 et 118 du fil métallique 105 sont simultanément usinés. L'usinage, c'est-à-dire le nettoyage et l'égalisation des surfaces 116 et 118, s'effectue au moyen de deux plaquettes de coupe 119, par exemple des plaquettes rectangulaires de métal dur telles qu'on en utilise sur des outils d'usinage. Les plaquettes de coupe 119 sont fixées sur un support pivotant 121 par des moyens d'assemblage, par exemple des vis 120 ou des clavettes (non représentées). Le support 121 est fixé sur un socle 122 à pivotement autour d'un axe de rotation X disposé centralement. Le socle 122 est lui-même assemblé à la plaque frontale 1 du dispositif de nettoyage 3. Le plateau pivotant 121 est, sur une de ses faces latérales 126, appuyé d'un côté contre un ressort 128 et de l'autre côté contre une vis de réglage 130. La vis 130 est en prise avec un filetage 132 d'une glissière de soutien 134 rigidement assemblée au socle 122. En faisant tourner la tête 136 de la vis 130, on peut régler les angles de déviation a du fil métallique 105 entre les tranchants 138 sur les deux plaquettes de coupe 119. Plus est grand l'angle a et donc la déviation du fil métallique 105 sur les tranchants 138, plus l'enlèvement de matière sur les surfaces 116 et 118 est important. Un autre paramètre qui entre en jeu est la tension du fil métallique, tension qui est commandée par le poste de compensation 23, tel qu'on l'a décrit plus haut. La mise en place du fil métallique 105 entre les plaquettes de coupe 119, tant au début de l'usinage qu'à la suite d'une rupture du fil, est extrêmement simple: on peut faire passer le fil métallique 105 par l'avant suivant une trajectoire arquée entre les deux plaquettes de coupe 119, et le fil est ensuite tendu dès que le dispositif de nettoyage 3 est mis en service. La tension du fil métallique 105 établit la déviation a préalablement réglée, et donc la force de coupe correspondante des tranchants 138. Le fil métallique 5 maintenant nettoyé est enroulé sur une bobine , à partir de laquelle on peut le réutiliser. Par " fil de cuivre ", on entend tous les alliages possibles de cuivre qui sont utilisés comme électrodes pour le soudage. REVENDICATIONS 1.- Procédé de nettoyage de fil de cuivre de forme plate, caractérisé en ce qu'on fait passer les deux surfaces des côtés plats (6, 116, 8, 118) du fil de cuivre (5, 105) devant les tranchants (22, 138) d'une lame de coupe (19, 119) en les pressant en application, et les impuretés et les bombements sont éliminés. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on dirige le fil de cuivre (5) sur un premier rouleau de guidage (17) destiné à recevoir et guider latéralement le fil de cuivre (5), on fait passer devant la lame de coupe (19) la surface périphérique du côté plat (6) du fil de cuivre (5) qui est opposée au rouleau de guidage (17) et on la libère de ses impuretés et bombements, puis on enroule le fil de cuivre (5) sur une bobine (35) et on le stocke en vue de sa réutilisation. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on dirige sur un autre rouleau de guidage (17) le fil de cuivre (5) dont la surface est nettoyée, et on fait passer son deuxième côté plat (8) devant la lame de coupe (19). 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fil de cuivre (105) est chaque fois dévié d'un angle (a) entre deux tranchants (138) de deux plaquettes de coupe distantes (119) qui sont disposées entre deux galets de guidage (13 et 14), et les deux côtés plats (116, 118) sont alors simultanément nettoyés. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les plaquettes de coupe (119) peuvent être pivotées autour d'un axe de rotation commun (X), ce qui permet de régler l'angle de déviation (a). 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'à la suite du nettoyage, on fait passer le fil de cuivre (5, ) à travers un système de rouleaux danseurs (23), puis on l'enroule. 7.- Dispositif de nettoyage de fil de cuivre encrassé de forme plate, caractérisé en ce qu'au moins un poste d'usinage (15, 115) est disposé sur un plateau (1), poste qui comprend au moins une lame de coupe réglable (19, 119) pourvue d'un tranchant (22, 138), un premier galet de renvoi (13) avant la lame de coupe (19, 119) et un deuxième galet de renvoi (14) après cette lame, et des moyens pour transporter le fil de cuivre (5, 105) à travers le poste d'usinage (15, 115). 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un rouleau de guidage (17) pourvu d'une rainure de guidage (18) est disposé dans le poste d'usinage (15), la lame de coupe (19) étant réglable par rapport à l'axe de rotation du rouleau de guidage (17). 9.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la lame de coupe (19) est réalisée en forme de disque ou de barre et est montée à rotation. 10.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que deux lames de coupe fixes (119) pourvues de tranchants (138) sont disposées entre les deux galets de renvoi (13, 14) à distance mutuelle et avec possibilité de réglage concernant le trajet du fil métallique. 11.- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les lames de coupe (119) sont fixées sur un plateau (121) pouvant pivoter autour d'un axe (X) et l'angle de déviation (o) du fil de cuivre (105) entre les deux galets de renvoi (13, 14) peut être réglé au moyen d'une vis de réglage (130), et/ou en ce que le plateau (121) est précontraint en direction de la vis de réglage (130) par un ressort (128). 12.- Dispositif selon la revendication 7 ou 11, caractérisé en ce que des paires de rouleaux dresseurs (9, 11) sont disposées avant et/ou après le ou les postes d'usinage (15, 115) afin de calibrer le fil de cuivre (5, 105) en hauteur et en largeur. 13.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé en ce qu'un dispositif de bobinage (33) est disposé sur le côté du plateau (1) afin d'enrouler le fil de cuivre nettoyé (5, 105) sous la forme d'un bobinage de précision, et la bobine (35) peut être déplacée axialement pour le mouvement de va-et-vient du fil de cuivre (5, 105).