Brevet FR2888825A1 — publié le 20070126

La présente invention concerne le domaine technique relatif à l'amenée ou au transport d'un fil, de toute nature et section, d'un lieu de conditionnement à un lieu d'utilisation. L'objet de l'invention vise plus précisément une nouvelle gaine à l'intérieur de laquelle se déplace le fil à acheminer entre le lieu de conditionnement et le lieu d'utilisation. L'objet de l'invention trouve une application préférée dans le transport d'un fil de soudure par la nécessité de mobilité au niveau de la zone de soudage et le besoin de protection contre les agressions extérieures (poussières, salissures). Dans le domaine d'application préférée, il est connu d'utiliser un tuyau souple en plastique à l'intérieur duquel se déplace le fil de soudure entre son conditionnement (en bobine, touret, fût, couronne) et la zone de soudage. L'avance du fil est assurée par un ou plusieurs systèmes de galets motorisés. En fonction des applications, soudage manuel ou robotisé et des longueurs de la gaine, le ou les systèmes d'avancement motorisés seront placés à des endroits différents sur le parcours du fil. D'une manière générale, il doit être considéré que l'acheminement continu d'un fil de soudure pose de réelles difficultés dues, notamment, à la longueur de la gaine, de la courbure prise par la gaine lors des opérations de soudage, de la tension du fil et du coefficient de frottement entre la gaine et le fil. Il est à noter que le problème de frottement évolue dans le temps et s'aggrave générant des à-coups dans l'avancement du fil, causés par une usure de la gaine et la formation de mini copeaux. Dans certains cas, il se produit un blocage total du fil à l'intérieur de la gaine. Il apparaît ainsi nécessaire de prévoir fréquemment le remplacement de la gaine, ce qui entraîne un surcoût dû au remplacement de la gaine et à l'arrêt du poste de soudage. Par ailleurs, les difficultés d'avancement du fil conduisent fréquemment à des défauts dans la qualité de soudage, nécessitant des coûts supplémentaires, soit pour réparer le défaut, soit pour la mise au rebut des pièces soudées. Une contrainte supplémentaire est liée au fait que la longueur de la gaine doit être relativement faible pour s'affranchir des problèmes d'usure, de sorte qu'une telle contrainte limite les possibilités de conception de la machine intégrant une telle gaine. La présente invention vise donc à remédier aux inconvénients énoncés cidessus en proposant une gaine pour le guidage d'un fil, adaptée pour réduire le frottement du fil à l'intérieur de la gaine, même lorsque celle-ci est courbée selon différentes directions. L'objet de l'invention vise également à proposer une gaine pour le guidage d'un fil, adaptée pour être de conception simple, tout en assurant sa fonction de guidage du fil. Pour atteindre un tel objectif, la gaine selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte: ^ une série de supports de premier type pour des premiers ensembles de guidage pour le fil, comportant chacun des organes de roulement montés en vis-à-vis pour définir entre eux une partie du chemin de guidage du fil, chaque organe de roulement étant monté libre en rotation selon un axe porté par un support, ^ une série de supports de deuxième type pour des deuxièmes ensembles de guidage pour le fil, comportant chacun des organes de roulement montés, d'une part, en vis-à-vis pour définir entre eux, une partie du chemin de guidage du fil et, d'autre part, chacun libre en rotation selon un axe porté par le support, au moins l'un des axes d'un organe de roulement des deuxièmes ensembles de guidage s'étendant selon une direction différente de celle d'au moins un axe d'un organe de roulement des premiers ensembles de guidage, les supports des deuxièmes ensembles de guidage étant disposés de manière alternée avec les supports des premiers ensembles de guidage, ^ et, pour chaque support d'un type encadré par des supports amont et aval d'un autre type, des premiers moyens d'articulation selon au moins une direction d'articulation entre un support d'un type avec le support amont d'un autre type et des deuxièmes moyens d'articulation, entre ledit support d'un type avec le support aval d'un autre type, selon au moins une direction d'articulation différente de la direction d'articulation entre ledit support et le support amont. D'une manière avantageuse, les premiers et les deuxièmes moyens d'articulation sont réalisés par une articulation de même type, telle que à pivot, à rotule ou élastique. Selon une variante préférée de réalisation, au moins l'un des axes d'un organe de roulement des deuxièmes ensembles de guidage s'étend selon une direction perpendiculaire de celle d'au moins un axe d'un organe de roulement des premiers ensembles de guidage et en ce que les premiers et deuxièmes moyens d'articulation possèdent des directions d'articulation au moins perpendiculaires entre elles. Par exemple, les axes des organes de roulement, faisant partie d'un même ensemble de guidage, sont parallèles entre eux. Selon une caractéristique de réalisation visant à simplifier la réalisation des supports, les supports de premier type des premiers ensembles de guidage sont identiques aux supports de deuxième type des deuxièmes ensembles de guidage. Avantageusement, chaque support des ensembles de guidage est équipé d'un tube de guidage pour le fil s'étendant entre l'ensemble de guidage porté par ledit support et l'ensemble de guidage porté par le support amont ou aval. La gaine de guidage selon l'invention comporte de préférence des moyens de butée permettant de limiter l'amplitude d'articulation des premiers et des deuxièmes moyens d'articulation. Compte tenu de l'ambiance de mise en oeuvre de la gaine de guidage conforme à l'invention, cette dernière comporte une enveloppe de protection dans laquelle sont montés les supports des premiers et deuxièmes ensembles de guidage. Avantageusement, l'enveloppe de protection intègre un ressort. Un autre objet de l'invention est de proposer un système d'avance d'un fil à l'aide de moyens d'entraînement, comportant une gaine de guidage conforme à l'invention disposée entre le lieu de stockage du fil et le lieu d'utilisation du fil. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue schématique d'un exemple d'utilisation d'une gaine conforme à l'invention. La fig. 2 est une vue partielle d'un exemple de réalisation d'une gaine conforme à l'invention. La fig. 3 est une vue en perspective d'un tronçon de gaine, tel qu'illustré à la fig. 2. La fig. 4 est une vue en coupe prise sensiblement selon les lignes IV-IV de la fig. 3. Les fig. 5 à 7 sont des exemples de réalisation de l'ensemble de guidage conforme à l'invention. Les fig. 8 à 10 illustrent d'autres variantes de réalisation de la gaine conforme à l'invention. Tel que cela ressort plus précisément de la fig. 1, l'objet de l'invention concerne une gaine 1 assurant le guidage d'un fil 2 se déplaçant à l'intérieur de la gaine dans un chemin de guidage 3, selon un sens d'avancement représenté par la flèche Fi. La gaine 1 conforme à l'invention est utilisée avec au moins un système d'avance 4 permettant d'acheminer le fil 2 d'un poste de stockage ou de conditionnement 5i, 52 ou 53 à un poste d'utilisation 6. Le système d'avance 4 comporte des moyens d'entraînement 7 du fil de tout type connu en soi, tel que du type poussé, tiré, poussé-tiré ou poussé- poussé. Les moyens d'entraînement 7 ne seront pas décrits plus précisément car ils ne font pas partie de l'objet de l'invention et sont bien connus de l'homme du métier. Le fil 2 est plein ou creux et présente une section par exemple circulaire ou autre. Le fil 2 est conditionné sous différentes formes, telles qu'en touret 51, couronne, fût 52 ou en bobine 53, comme illustré à la fig. 1. Selon une forme d'application préférée, le fil 2 est un fil de soudure guidé à l'intérieur de la gaine 1 conforme à l'invention, afin d'être acheminé jusqu'à un poste d'utilisation 6, tel qu'un poste de soudure associé à un robot 8. La gaine 1 selon l'invention peut ainsi être utilisée entre le poste de soudure 6 et le système d'avance 4 à proximité duquel est placée dans l'exemple illustré, la bobine 53, ou entre le poste de soudure 6 et un conditionnement déporté tel un fût 52 ou un touret 51 par exemple. Les fig. 2 à 4 illustrent une première variante de réalisation d'une gaine 1 conforme à l'invention comportant une série de supports de premier type 101 pour des premiers ensembles de guidage 111 pour le fil 2 et une série de supports de deuxième type 102 pour des deuxièmes ensembles de guidage 112 pour le fil. Les supports de premier type 101 et les supports de deuxième type 102 sont disposés, successivement et de manière alternée, de façon qu'en dehors des supports formant les deux extrémités de la gaine, un support d'un type donné se trouve intercalé entre deux supports d'un type différent. Par souci de clarté, il sera considéré qu'un support d'un type donné est adjacent ou voisin, selon l'un de ses côtés, d'un support d'un type différent, dit amont, en considération du sens d'avancement du fil et, selon son côté opposé, d'un support différent, dit aval. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque support d'un type 101r 102 est articulé avec chacun des supports voisins ou adjacents d'un type différent. Ainsi, mis à part les supports délimitant chaque extrémité de la gaine, chaque support d'un type donné, par exemple de premier type 101, est articulé, d'une part, à l'aide de premiers moyens d'articulation 15 avec le support aval de second type 102, selon au moins une direction d'articulation A et, d'autre part, à l'aide de deuxièmes moyens d'articulation 17 avec le support amont de second type 102 selon au moins une direction d'articulation B différente de la direction d'articulation A. De la même façon, chaque support d'un second type 102 est articulé d'une part, à l'aide des premiers moyens d'articulation 15 avec le support amont de premier type 101 selon au moins une direction d'articulation A et, d'autre part, à l'aide de deuxièmes moyens d'articulation 17 avec le support aval de premier type 101 selon au moins une direction d'articulation B. Avantageusement, les moyens d'articulation 15, 17 sont adaptés pour autoriser un mouvement des supports entre eux selon au moins deux directions d'articulation A, B perpendiculaires entre elles, de sorte que la gaine puisse suivre des courbures s'étendant dans des plans différents. Selon une caractéristique de réalisation, qui est illustrée plus précisément aux fig. 2 à 4, dans la suite de la description, les directions d'articulation A et B sont perpendiculaires entre elles et à la direction d'avancement du fil 2. Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, les supports de premier type 101 sont identiques aux supports de deuxième type 102. Dans l'exemple considéré, les supports de premier type 101 sont décalés angulairement, selon l'axe de la gaine, de 90 par rapport aux supports de deuxième type 102. Dans la suite de la description, les indices 1 et 2 des différents éléments constitutifs des supports seront rattachés, respectivement, aux supports de premier type 101 et aux supports de deuxième type 102. Chaque support 101, 102 se présente sous la forme d'un corps tubulaire ou annulaire 201, 202 délimitant, intérieurement, une cage 211, 212 de montage pour un ensemble de guidage 111, 112. Selon la variante de réalisation illustrée, chaque ensemble de guidage 111, 112 comporte des organes de roulement 231, 232, montés en vis-à-vis pour délimiter le chemin de guidage 3 pour le fil 2. Chaque organe de roulement 231r 232 est monté libre en rotation selon un axe 251r 252 porté par le support 101, 102. Dans l'exemple illustré aux fig. 3 et 4, chaque ensemble de guidage 111, 112 comporte deux organes de roulement 231, 232 portés par des axes s'étendant parallèlement entre eux. Chaque organe de roulement 231, 232, peut être réalisé par un rouleau ou un galet, possédant une section droite transversale circulaire constante, comme illustré à la fig. 4, sans gorge ou avec une gorge 26, comme illustré à la fig. 5 ou avec une nervure latérale de retenue 27, telle qu'illustrée à la fig. 6. De même, il est à noter que chaque ensemble de guidage 111, 112 peut comporter un nombre d'organes de roulement différent de deux, tel que trois organes dont les axes sont décalés entre eux de 1200 pour constituer un chemin de guidage 3 de section triangulaire, comme illustré à la fig. 7. L'écartement des organes de roulement 231, 232, placés en vis-à-vis pour constituer un ensemble de guidage, est choisi de manière que le chemin de guidage 3 présente une section de passage supérieure au diamètre du fil. Cette section de passage est, avantageusement, choisie pour permettre le passage de fils de différents diamètres. Il doit être considéré que le fil 2 peut passer ainsi librement dans les parties de la gaine qui sont rectilignes ou droites, tandis que le fil 2 se trouve en contact avec les organes de roulement situés dans les parties de la gaine subissant une courbure. Chaque corps 201, 202 se prolonge avantageusement, à l'opposé de la cage de montage 211, 212, par un tube de guidage 301, 302 pour le fil, délimitant ainsi le chemin de guidage 3 pour le fil. Chaque tube de guidage 301, 302 s'étend ainsi, entre l'ensemble de guidage 111, 112 porté par ledit support correspondant et l'ensemble de guidage porté par le support aval. En d'autres termes, chaque tube de guidage 301, 302 assure une continuité de guidage pour le fil entre deux ensembles de guidage voisins ou consécutifs 111, 112 portés par deux supports de type différent. Chaque tube de guidage 301, 302 possède, de préférence, une section longitudinale de forme tronconique qui se rétrécit en direction du support aval. Chaque corps 201, 202 est pourvu, également, de deux bras 321, 322, s'étendant parallèlement entre eux et de part et d'autre du tube de guidage 301, 302. Les deux bras 321, 322 sont pourvus chacun d'un orifice de réception 331, 332 pour respectivement un pivot 342, 341 aménagés sur les corps 201, 202. Les deux orifices de réception 331 d'un support sont alignés et sont adaptés pour recevoir les deux pivots 342 d'un support aval permettant de former les premiers moyens d'articulation 15, tandis que les deux pivots 341 dudit support avec lesquels coopèrent les deux orifices 332 d'un support amont forment les deuxièmes moyens d'articulation 17. Bien entendu, la position des orifices de réception 331, 332 sur les supports peut être inversée avec la position des pivots 341, 342. Avantageusement, il s'ensuit que chaque articulation A, B est située au voisinage d'un ensemble de guidage 111, 112. De préférence, chaque articulation A, B, voisine d'un ensemble de guidage, s'étend sensiblement parallèlement à l'axe d'au moins un organe de roulement appartenant audit ensemble de guidage. Ainsi, tel que cela ressort plus précisément de la fig. 4, les moyens d'articulation 15 présentent par exemple, une direction d'articulation A qui est parallèle et proche des axes 252 des organes de roulement voisins tandis que les moyens d'articulation 17 possèdent une direction d'articulation B qui est parallèle et proche des axes 251 des organes de roulement voisins. Selon une autre caractéristique de l'invention, la gaine 1 comporte des moyens de butée 40 adaptés pour limiter l'amplitude des premiers 15 et des deuxièmes 17 moyens d'articulation. Dans l'exemple illustré, les moyens de limitation 40 sont formés par le tube de guidage 301r 302 d'un support, adapté pour venir en butée sur le corps d'un support voisin. Par exemple, le décalage d'alignement entre deux supports consécutifs peut être limité à une valeur de l'ordre de 30 . Il ressort de la description qui précède que la gaine 1 selon l'invention permet de guider le fil 2 lors de son avancement par l'intermédiaire, notamment, des organes de roulement 231, 232. La résistance à l'avancement du fil est due, uniquement, au frottement de l'organe de roulement sur son axe. Le guidage du fil 2 est ainsi assuré, même si la gaine subit des déplacements, notamment au niveau de son lieu d'utilisation, entraînant des changements de courbure dans différents plans. En effet, la mise en oeuvre des moyens d'articulation 15, 17 dans deux plans différents, alternés d'un support à l'autre autorise la gaine à suivre différentes conformations. Selon une caractéristique préférée de réalisation, l'ensemble des supports 101, 102 peut être monté à l'intérieur d'une enveloppe de protection 50, comme illustré à la fig. 2. Cette enveloppe de protection 50 peut, éventuellement, être associée à un ressort à spirale 51 qui, dans l'exemple illustré, est directement intégré à l'enveloppe de protection. Un tel ressort 51 confère, à la gaine, une raideur déterminée contribuant aussi à assurer l'alignement des supports entre eux. Bien entendu, les moyens d'articulation 15, 17 peuvent être réalisés de manière différente d'une articulation à pivot. Chaque articulation à pivot peut être remplacée par une liaison élastique mettant en oeuvre un ou plusieurs ressorts ou éléments élastiques 55, comme illustré à la fig. 8, interposés entre les supports 101, 102. De même, les supports 101, 102 peuvent être reliés entre eux par des moyens d'articulation, du type à rotule, tels qu'illustrés à la fig. 9. Selon cette variante de réalisation, chaque corps 201r 202 de support comporte ainsi, de part et d'autre, une partie hémisphérique respectivement 571r 572 coopérant chacune avec une partie hémisphérique complémentaire et opposée 572, 571 d'un support voisin. Chaque support se trouve donc assemblé à chaque support voisin, par une articulation à rotule autorisant un déplacement relatif angulaire des supports selon différentes directions. Selon une autre variante de réalisation illustrée à la fig. 10, il peut être prévu que les supports 101r 102 soient montés sans liaison mécanique entre eux mais en étant montés à l'intérieur d'une gaine 50 dans laquelle sont montés les supports coopérant entre eux par des conformations 601, 602, aménagées sur les supports et coopérant entre elles pour assurer une articulation entre deux supports consécutifs ou voisins. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Gaine pour le guidage d'un fil (2) se déplaçant, selon un sens donné d'avancement, dans un chemin de guidage (3) aménagé à l'intérieur de la gaine, caractérisée en ce qu'elle comporte: ^ une série de supports de premier type (101) pour des premiers ensembles de guidage (111) pour le fil, comportant chacun des organes de roulement (231), montés en vis-àvis pour définir entre eux une partie du chemin de guidage du fil, chaque organe de roulement étant monté libre en rotation selon un axe (251) porté par un support, ^ une série de supports de deuxième type (102) pour des deuxièmes ensembles de guidage (112) pour le fil, comportant chacun des organes de roulement (232) montés, d'une part, en vis-à-vis pour définir entre eux une partie du chemin de guidage du fil et, d'autre part, chacun libre en rotation selon un axe (252) porté par le support, au moins l'un des axes d'un organe de roulement des deuxièmes ensembles de guidage s'étendant selon une direction différente de celle d'au moins un axe d'un organe de roulement des premiers ensembles de guidage, les supports des deuxièmes ensembles de guidage étant disposés de manière alternée avec les supports des premiers ensembles de guidage, ^ et, pour chaque support d'un type encadré par des supports amont et aval d'un autre type, des premiers moyens d'articulation (15) selon au moins une direction d'articulation (A) entre un support d'un type avec le support amont d'un autre type et des deuxièmes moyens d'articulation (17), entre ledit support d'un type avec le support aval d'un autre type, selon au moins une direction d'articulation différente de la direction d'articulation (B) entre ledit support et le support amont. 2 - Gaine de guidage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les premiers (15) et les deuxièmes (17) moyens d'articulation sont réalisés par une articulation de même type, telle que à pivot, à rotule ou élastique. 3 - Gaine de guidage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins l'un des axes d'un organe de roulement (231, 232) des deuxièmes ensembles de guidage (112) s'étend selon une direction perpendiculaire de celle d'au moins un axe d'un organe de roulement des premiers ensembles de guidage (111) et en ce que les premiers (15) et deuxièmes (17) moyens d'articulation possèdent des directions d'articulation au moins perpendiculaires entre elles. 4 - Gaine de guidage selon la revendication 3, caractérisée en ce que les axes (251r 252) des organes de roulement, faisant partie d'un même ensemble de guidage, sont parallèles entre eux. - Gaine de guidage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les supports de premier type (101) des premiers ensembles de guidage (111) sont identiques aux supports (102) de deuxième type des deuxièmes ensembles de guidage (112). 6 - Gaine de guidage selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque support (101r 102) des ensembles de guidage est équipé d'un tube de guidage (301r 302) pour le fil (2) s'étendant entre l'ensemble de guidage porté par ledit support et l'ensemble de guidage porté par le support amont ou aval. 7 - Gaine de guidage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de butée (40) permettant de limiter l'amplitude d'articulation des premiers et des deuxièmes moyens d'articulation. 8 - Gaine de guidage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte une enveloppe de protection (50) dans laquelle sont montés les supports (101, 102) des premiers et deuxièmes ensembles de guidage. 9 - Gaine de guidage selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'enveloppe de protection (50) intègre un ressort (51). 10 - Système d'avance d'un fil à l'aide de moyens d'entraînement, caractérisé en ce qu'il comporte une gaine de guidage (1) pour le fil (2), conforme à l'une des revendications 1 à 9, disposée entre le lieu de stockage du fil et le lieu d'utilisation du fil.