Brevet FR2796056A1 — publié le 20010112

DISPOSITIF DE DEROULEMENT DE FIL POUR L'ALIMENTATION DE MACHINE-OUTIL La présente invention concerne un dispositif de déroulement de bobine ou de chandelle pour l'alimentation en fil de machine-outil. Dans le domaine du décolletage ou autres, de nombreuses machines utilisent du fil comme matière première pour la réalisation de pièces mécaniques diverses, comme - par exemple, les machines de frappe, les machines-transferts, les tours ou les presses de matriçage. Ces machines sont alimentées en fil à l'aide de bobines ou de chandelles montées libres en rotation autour de leur axe de manière à pouvoir être entraînées en rotation par la machine-outil qui sollicite directement le fil. Actuellement, les bobines ou les chandelles sur lesquelles est stocké le fil sont placées sur un dévidoir dont l'axe de rotation est positionné horizontalement ou verticalement en fonction de l'environnement des machines-outils, pour pouvoir tourner librement en fonction des besoins de la machine qui sollicite le fil. Toutefois, ces dévidoirs ne donnent pas entière satisfaction et présentent de nombreux inconvénients qui diminuent la productivité des entreprises. Ainsi, la manutention des bobines ou des- chandelles est généralement délicate et l'alimentation s'effectue par à-coup et provoque notamment des pliures ou autres dommages sur le fil, néfastes à son usinage par la machine-outil de même que des problèmes de pièces courtes en raison de l'inertie du déroulement. L'invention a pour objectif de résoudre les problèmes précités à l'aide de moyens simples, fiables et faciles à mettre en oeuvre. Elle permet de réaliser un dispositif de déroulement des bobines ou chandelles de fil autonome, ce qui permet notamment de rendre la manutention des bobines plus facile et l'alimentation en fil des machines plus régulière. Ainsi, selon sa caractéristique principale, le dispositif de déroulement de bobine ou de chandelle pour l'alimentation en fil de machine-outil de l'invention, est caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de motorisation destiné à actionner la bobine en rotation. Selon une caractéristique complémentaire du dispositif de déroulement de l'invention, celui-ci est caractérisé en ce qu'il comporte un organe de guidage appelé levier de tension et de guidage destiné à guider le fil entre la bobine et la machine-outil. Selon une autre caractéristique du dispositif de déroulement de l'invention, l'organe de guidage présente au moins deux zones d'appui destinées à écarter le fil de la bobine et à le guider vers la machine-outil. Selon une caractéristique complémentaire du dispositif de déroulement, les zones d'appui comprennent des moyens d'adaptation comme des manchons ou des poulies coulissantes qui permettent l'adaptation de l'organe de guidage à la position en hauteur de la spire de la bobine qui se déroule. Selon une autre caractéristique du dispositif de déroulement de l'invention, celui-ci est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande du dispositif de motorisation susceptibles de mettre en route et d'arrêter ledit dispositif de motorisation en fonction de la tension du fil entre la bobine et la machine-outil. Selon le mode de réalisation préféré du dispositif de déroulement de l'invention, les moyens de commande comportent des moyens de détermination de la tension du fil de manière à démarrer le dispositif de motorisation au-dessus d'une valeur maximale de la tension du fil et à arrêter ledit dispositif de motorisation en dessous d'une valeur minimale de la tension. Selon ce mode de réalisation préféré du dispositif de déroulement de bobine de fil pour l'alimentation de machines-outils, les moyens de détermination de la tension sont constitués par le levier de guidage et de tension monté articulé sur le bâti et dont l'inclinaison est liée à la tension du fil et par un ensemble de capteurs et d'actionneurs qui informent un boitier de commande du dispositif de motorisation sur l'inclinaison du levier de guidage et de tension. Selon une caractéristique complémentaire du mode de réalisation préféré du dispositif de déroulement de l'invention, celui-ci est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage des valeurs maximale et minimale de la tension destinées à être déterminées par les moyens de détermination de la tension du fil. Selon une autre caractéristique du dispositif de déroulement, le dispositif de motorisation comporte un variateur et un boîtier de commande qui présentent des moyens de réglage de la vitesse de rotation du moteur et/ou de l'accélération du moteur et/ou de la décélération du moteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Les figures 1 à 7 illustrent le mode de réalisation préféré du dispositif de déroulement de l'invention. La figure 1 illustre en perspective le dispositif de déroulement en train de dérouler une bobine. La figure 2 illustre dans une vue similaire à la figure 1 le dispositif de déroulement en train de dérouler une chandelle. La figure 3 représente le dispositif de déroulement en vue latérale. La figure 4 représente le dispositif de déroulement en vue de dessus. La figure 5 illustre en perspective éclatée le dispositif de déroulement sans son levier de guidage et de tension. La figure 6 illustre en perspective éclatée le levier de guidage et de tension et son articulation. La figure 7 représente en perspective le levier de guidage et son articulation. Selon l'invention, le dispositif de déroulement ou dévidoir portant la référence générale (1) est destiné à permettre le déroulement d'une bobine (2) tel qu'illustré figure 1, ou d'une chandelle (3), comme le montre la figure 2, sur laquelle est stocké du fil (4) pour alimenter une machine-outil (5) telle qu'une presse de matriçage ou un tour, par exemple. Il comporte un axe de rotation ou arbre de rotation ( Selon le mode de réalisation préféré illustré figures 1 à 7, les moyens de liaison entre l'axe de rotation (6) et la bobine (2, 3) sont constitués par un plateau (9) porté par l'axe (6) et sur lequel la bobine (2, 3) est fixée. On peut noter que, selon ce mode de réalisation, l'axe de rotation (6) est placé verticalement selon la direction (ZZ'), le plateau (9) s'étendant ainsi dans un plan horizontal pour recevoir la bobine (2, 3) dont le poids permet d'obtenir au moins en partie la solidarisation en rotation autour de l'axe (ZZ') du plateau (9) et de la bobine (2, 3). Il va de soi que l'axe de rotation pourrait être incliné ou être positionné horizontalement sans pour autant sortir du champ de protection de l'invention. De plus, les moyens de liaison entre l'axe et la bobine pourraient présenter une configuration différente et nécessiter l'utilisation de profils complémentaires ou de liaisons rigides boulonnées, par exemple. Selon le mode de réalisation préféré du dispositif de déroulement (1), le dispositif de motorisation (7) comporte un moteur de type électrique, par exemple, et un variateur non représenté qui permet avantageusement le réglage de la vitesse de rotation du moteur. Le variateur est relié à des moyens de commande (MC) qui comportent, par exemple, un boîtier de commande non représenté disposé sur le bâti (8) ou intégré dans un dispositif de commande automatisé généralisé, ces moyens de commande (MC) comportant notamment des moyens de réglage de la vitesse de rotation. De plus, le boîtier de commande et le variateur comportent également des moyens de réglage de l'accélération et de la décélération du moteur (7). De ce fait, l'alimentation en fil (4) ne présente pas d'à-coup susceptible d'endommager irrémédiablement le fil. Selon le mode de réalisation préféré du dispositif de déroulement (1) de l'invention, le moteur (7) permet d'entraîner l'arbre (6), son plateau (9) et sa bobine (2, 3) en rotation jusqu'à pouvoir alimenter en fil (4) les machines-outils (5) à une vitesse d'environ 100 m/min. Le dispositif de déroulement (1) comporte un organe de guidage (0G) destiné à guider le fil (4) qui se déroule de la bobine (2, 3) vers la machine-outil (5), comme le montrent les figures 1 et 2. Cet organe de guidage (0G) illustré figure 6 comporte au moins deux zones d'appui (12a, 12b, 12c) sur lesquelles le fil (4) de la spire qui se déroule vient en appui pour être guidé vers l'entrée ou l'alimentation de la machine-outil (5). Ces zones d'appui (12a, 12b, 12c) permettent d'écarter le fil de la bobine (2, 3) en élargissant la courbe qu'il effectue avant d'alimenter la machine-outil (5). Selon le mode de réalisation préféré, le dispositif de déroulement (1) comporte avantageusement trois zones d'appui (12a, 12b, 12c) de manière à empêcher la pliure du fil (4) lors de l'alimentation de la machine-outil en lui faisant parcourir une courbe moins marquée, plus large et dont la sortie est tangente à l'axe d'alimentation en fil (4) de la machine-outil (5), comme le montrent les figures 1 à 4. Selon le mode de réalisation préféré du dispositif de déroulement (1), l'organe de guidage (0G) est constitué par trois bras, à savoir, un bras central (12a) et deux bras secondaires (12b, 12c) formant un coude et fixés sur le bras principal (12a) de manière à posséder sensiblement la forme d'un trépied ou d'un trident , il est appelé levier de guidage et de tension (12). Notons que selon le mode de réalisation illustré, l'angle (B) formé entre les plans respectifs contenant les bras d'appui secondaires (12b, 12c) est supérieur à 80 , comme le montre la figure 4 et peut être réglé par l'utilisateur en fonction des paramètres mécaniques et techniques intrinsèques du fil (4) et de la machine-outil (5) à alimenter, par exemple, toutefois, il pourrait en être autrement sans pour autant sortir du champs de protection de l'invention. De plus, comme le montre la figure 3, les zones d'appui réelles du fil situées sur les bras secondaires (12b, 12c) sont formées par des manchons (13), tandis que la zone d'appui centrale ou principale (12a) comporte une poulie (14). Selon ce mode de réalisation, la poulie (14) est montée coulissante le long du bras principal (12a) afin de permettre son adaptation à la position en hauteur de la spire de fil (4) qui se déroule. Il va de soi que les manchons pourraient également être montés coulissants afin de permettre leur mouvement en hauteur. Toutefois, ces manchons présentent une longueur qui permet au fil de glisser sur une hauteur suffisante pour se positionner en fonction de la position de la spire qui se déroule. Les manchons (13) et la ou les poulies coulissantes (14) permettent au fil (4) de se positionner sur l'organe de guidage (0G) de manière à éviter les contraintes en s'adaptant à la position en hauteur de la spire qui se déroulent, ils constituent ainsi des moyens d'adaptation du dispositif (1). Par ailleurs, on peut noter que l'une des zones d'appui (12a, 12b, 12c) présente une butée (15) afin que le fil passe entre la zone d'appui et la butée, notamment, pour pouvoir éviter lors d'un bris de fil que celui-ci vienne fouetter en se détendant l'espace environnant le dispositif de déroulement (1). Il va de soi que par sécurité, chaque zone d'appui pourrait présenter une butée, sans pour autant sortir du champ de protection de l'invention. Notons que l'écartement (L) .entre les zones d'appui successives (12a, 12b, 12c) est compris entre 150 et 500 mm et est avantageusement choisi sensiblement égal à 300 mm environ. Selon le mode de réalisation préféré, le dispositif de motorisation (7) est commandé par les moyens de commande (MC) qui gèrent sa vitesse de rotation, son accélération et sa décélération. Ces moyens de commande (MC) permettent également de gérer la mise en route et l'arrêt du moteur (7). Selon l'invention, les moyens de commande (MC) commandent l'arrêt et la mise en route du moteur (7) en fonction de la tension du fil (4) entre la spire qui se déroule et la machine-outil (5). Pour ce faire, les moyens de commande (MC) comportent des moyens de mesure ou de détermination de la tension qui permettent de démarrer le moteur (7) lorsque la tension est supérieure à une valeur maximale donnée ou choisie et qui permettent son arrêt lorsque la tension du fil passe en dessous d'une valeur minimale donnée ou choisie. Selon le mode de réalisation préféré du dispositif de déroulement (1), les moyens de détermination de la tension sont constitués par l'organe de guidage (0G) proprement dit ; en l'espèce, par le levier en forme de trident appelé levier de tension et de guidage (12). Celui-ci est monté articulé à l'extrémité de son bras principal sur le bâti (8) dans un plan parallèle à l'axe d'alimentation de la machine outil, comme dans le mode de réalisation illustré figures 1 à 7. Notons que l'articulation (17) de l'organe de guidage (0G) peut être décalée par rapport au plan diamétral du plateau (9). Ainsi, l'angle d'inclinaison (A) de l'organe de guidage (0G), mesuré par rapport à la verticale, est fonction de la tension du fil (4) entre la bobine (2, 3) et la machine-outil (5), comme le montre la figure 3. Lorsque la machine-outil (5) s'alimente en fil (4) et que le moteur (7) est arrêté, l'angle (A) diminue jusqu'à une valeur minimale choisie (A1) qui provoque la mise en route du moteur (7) et donc la rotation du plateau (9) et de la bobine (2, 3). Des moyens de rappel élastique (MRE) formés de deux ressorts (16a, 16b) sollicitent l'organe de guidage (0G) à l'encontre de la tension du fil (4). Ainsi, lorsque le déroulement s'effectue sous l'action du moteur (7), l'angle d'inclinaison (A) augmente jusqu'à atteindre une valeur maximale (A2) choisie, ce qui provoque alors l'arrêt du moteur. Dans la zone d'articulation du levier de tension ét de guidage (12) et comme le montrent les figures 6 et 7, l'axe d'articulation transversal (17) sur lequel est monté l'organe de guidage (0G) comprend des actionneurs tels que des cames poussoirs (18a, 18b) destinées à coopérer avec des capteurs (19a, 19b) tels que des contacteurs pour choisir et fixer les valeurs d'inclinaison maximale et minimale (A1, A2). Des moyens de réglage susceptibles d'agir sur les capteurs ou sur les cames peuvent être prévus afin de pouvoir régler les valeurs maximale et minimale (A1, A2). Ainsi, l'une des cames (18a) est réglée pour provoquer la mise en route du moteur (7) et la deuxième came (18b) est réglée pour entraîner l'arrêt du moteur (7). Selon le mode de réalisation préféré, il est également prévu une came de sécurité (18c) reliée à un capteur (19c) destinée à provoquer l'arrêt de l'alimentation en fil (4) de la machine-outil (5) de manière à empêcher la diminution trop importante de l'angle d'inclinaison (A) qui amènerait l'organe de guidage (0G) au contact de la bobine (2, 3) ou du plateau (9) en raison de la tension trop importante du fil (4). Cette came de sécurité (18c) peut être reliée soit au circuit d'arrêt d'urgence de la machine-outil (5), soit sur le circuit fin de barre de manière à éviter l'endommagement du levier de tension et de guidage. Par ailleurs, il est important de noter que le bâti (8) a été conçu de manière à faciliter le transport du dispositif de déroulement (1). Il comporte quatre pieds disposés de manière à permettre le passage des fourches du transpalette ou du chariot de manutention, des repères disposés sur le bâtis indiquant précisément le positionnement des fourches. Selon le mode de réalisation préféré, le plateau (9) a la forme d'un disque de diamètre (D) sensiblement égal à 100 cm, de manière à pouvoir recevoir des bobines (2, 3) de fil (4) de taille et de poids standards au maximum 1000 Kgs. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Dispositif de déroulement (1) de bobine ou de chandelle (2, 3) pour l'alimentation en fil (4) de machine-outil (5), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de motorisation (7) destiné à actionner la bobine (2, 3) en rotation. 2. Dispositif de déroulement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un organe de guidage (0G) appelé levier de tension et de guidage (12) destiné à guider le fil (4) entre la bobine (2, 3) et la machine-outil (5). 3. Dispositif de déroulement (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce l'organe de guidage (0G, 12) présente au moins deux zones d'appui (12a, 12b, 12c) destinées à écarter le fil (4) de la bobine (2, 3) et à le guider vers la machine-outil (5). 4. Dispositif de déroulement (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les zones d'appui (12a, 12b, 12c) comprennent des moyens d'adaptation comme des manchons (13) ou des poulies coulissantes (14) qui permettent l'adaptation de l'organe de guidage (0G, 12) à la position en hauteur de la spire de la bobine (2, 3) qui se déroule. 5. Dispositif de déroulement (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande (MC) du dispositif de motorisation (7) susceptibles de mettre en route et d'arrêter ledit dispositif de motorisation (7) en fonction de la tension du fil (4) entre la bobine (2, 3) et la machine-outil (5). 6. Dispositif de déroulement (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce les moyens de commande (MC) comportent des moyens de détermination de la tension du fil de manière à démarrer le dispositif de motorisation (7) au-dessus d'une valeur maximale de la tension du fil et à arrêter ledit dispositif de motorisation (7) en dessous d'une valeur minimale. 7. Dispositif de déroulement (1) selon les revendications 2 et 6, caractérisé en ce que les moyens de détermination de la tension sont constitués par le levier de guidage et de tension (12) monté articulé sur le bâti (8) et dont l'inclinaison (A) est liée à la tension du fil (4) et par un ensemble de capteurs (19a, 19b) et d'actionneurs (18a, 18b) qui informent un boîtier de commande du dispositif de motorisation (7) sur l'inclinaison du levier de guidage et de tension (12). 8. Dispositif de déroulement (1) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage (18a, 18b) des valeurs maximale et minimale de la tension destinées à être déterminées par les moyens de détermination de la tension du fil (12, 18a, 18b, 19a, 19b). 9. Dispositif de déroulement (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce le dispositif de motorisation (7) comporte un variateur et un boîtier de commande qui présentent des moyens de réglage de la vitesse de rotation du moteur (7) et/ou de l'accélération du moteur (7) et/ou de la décélération du moteur (7 ).