Brevet FR2005125A1 — publié le 19691205

i 2005125 La présente invention est relative à la fabrication des bobinages pour machines dynamo-électriques. Elle a pour objet un procédé de fabrication de bobinages pour machines dynamo-électriques, caractérisé en ce que l'on 5 enroule une bande conductrice plate de façon à lui donner une forme hélicoïdale, on incurve le bobinage obtenu pour former un bobinage ondulé, et l'on trempe le bobinage dans une résine synthétique tout en maintenant les spires adjacentes du bobinage hors de contact. Le terme de bobinage ondulé est utilisé dans la présente 10 description pour désigner un bobinage qui, lorsqu'il est en place s'étend autour de pièces polaires également espacées angulairement, disposées sur la surface interne d'une culasse cylindrique d'une machine dynamo-électrique, le bobinage ayant un nombre pair de parties s'étendant dans leur ensemble axialement, les paires adja-15 centes de parties s'étendant axialement étant réunies par des extrémités incurvées, les extrémités incurvées adjacentes du bobinage se trouvant aux extrémités opposées de la culasse et s'étendant autour des pièces polaires. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours 20 de la description qui va suivre faite en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel ; la Fig. 1 est une vue en coupe du poste de bobinage d'une machine pour la fabrication de bobinages ondulés ; la Pig. 2 est une vue schématique en plan d'un poste de trans-25 fert de cette machine j la Fig. 3 est une vue en élévation de face d'un poste de formage de la machine ; la Fig. 4 est une vue en coupe du poste représenté à la Fig.3 la Fig. 5 est une vue en perspective d'un enroulement héli-50 cordai réalisé au moyen d'une bande conductrice.plate et obtenue au poste de bobinage de la machine ; la Fig. 6 est une vue en perspective d'un bobinage ondulé terminé ; la Fig. 7 est une vue partielle en coupe d'une machine dyna-35 mo-électrique utilisant des bobinages tels que représentés à la Fig. 6 ; la Fig. 8 est une vue eh coupe suivant la ligne 8-8 de la Fig. 7. En se reportant au dessin, un conducteur d'aluminium consti-40 tué par une bande continue 10 ayant en coupe une forme rectangu 69 09447 2 2005125 laire passe d'un poste d'alimentation (non représenté) entre des séries de galets de dressage à un poste d'isolement (non représenté) dans lequel une bande continue de papier isolant auto-adhésif 10a est appliquée sur la surface supérieure de la bande con-5 ductrice en aluminium. Le papier isolant a à peu près la même largeur que la bande d'aluminium mais il n'est pas essentiel que le papier recouvre la totalité de la surface supérieure de la bande. La bande d'aluminium 10 avec la bande IOa de papier isolant 10 passe alors dans un poste de bobinage II (Fig.l). Le poste de bobinage II comprend un mandrin 12 à peu près cylindrique présentant un rebord périphérique 13 s'étendant vers l'extérieur sur son bord inférieur. Le mandrin 12 est fixé sur l'extrémité supérieure d'un arbre 14 s'étendant verticalement qui tourillonne afin de pouvoir 15 se déplacer axialement et angulairement dans le bâti de la machine. Un ressort pneumatique 15 agit par l'intermédiaire d'un levier à fourche 16 qui coopère avec une collerette TJ.de l'arbre 14 et sollicite ce dernier et le mandrin 12 vers le haut. L'extrémité de l'arbre 14 éloignée du mandrin 12 comporte des cannelures 18 qui 20 coopèrent avec des cannelures correspondantes prévues dans l'extrémité supérieure d'un arbre d'entraînement 19 qui est entraîné au moyen d'un moteur électrique par l'intermédiaire d'un dispositif à engrenages à deux vitesses et d'une boite réductrice 21. L'arbre 19 porte deux disques 22 formant cames qui tournent avec 25 l'arbre 14 et qui actionnent des micro-interrupteurs commandant la rotation du mandrin et le fonctionnement d'un frein électromagnétique pour arrêter la rotation de l'arbre 14. Un galet 23 destiné à former les couches du bobinage est associé au mandrin 12 et ce galet peut coopérer avec le rebord X3 30 du mandrin 12. Le galet 23 est constitué par un disque rigide et peut tourner autour d'un axe qui est décalé par rapport à l'axe du mandrin 12 et incliné par rapport à celui-ci. Un doigt de serrage 24 est monté sur le rebord 13 du mandrin 12 et ce doigt sert, en fonctionnement, à serrer l'extrémité de la bande d'aluminium 35 sur le rnanirisii 12.Un organe 25 pour couper la bande est associé au poste II de bobinage, cet organe 25 pouvant être actionné pour couper une bande enroulée sur le mandrin 12 et la séparer du reste de la bande, à la fin d'une opération de bobinage. Un poste de transfert 26 est adjacent au poste de bobinage 40 (Fig.2 ) et ce poste transfère les bobinages enroulés au poste de 09447 5 2005125 bobinage II vers un poste de formage (qui va être décrit). Le mécanisme du poste de transfert comprend une colonne rotative 27 pouvant se déplacer verticalement et qui porte à son extrémité supérieure une plaque 28 s'étendant radialement, sur la périphérie 5 de laquelle sont montées deux mâchoires 29. Les mâchoires 29 s'étendent au-delà de l'extrémité libre de la plaque 28 et comportent des pièces de serrage 31 incurvées à leurs extrémités libres. Les mâchoires 29 sont reliées entre-elles au moyen d'un ressort (non représenté) qui sollicite les mâchoires vers une position 10 d'ouverture, et les mâchoires sont fermées au moyen d'un coin 32 pouvant se déplacer entre les extrémités arrière des mâchoires sous l'action d'un vérin pneumatique 33- Le poste de transfert fait passer les bobinages enroulés au poste de bobinage vers un poste de formage 34 (Fig.3 et 4). Le 15 poste de formage comprend un bâti 35 s'étendant verticalement, qui constitue une partie du bâti de l'ensemble de la machine. Deux doigts parallèles J>6 sont articulés sur le bâti 35 à l'extrémité inférieure de ce dernier, et ces doigts sont adaptés pour pivoter en se rapprochant et en s'éloignant l'un de l'autre, et ont à leurs 20 extrémités libres, une section en quart de cercle. Un chariot 37 peut coulisser verticalement sur la bâti 35 au-dessus des doigts 36, le déplacement de ce chariot étant commandé par un vérin hydraulique 38. Deux autres doigts 39 sont articulés sur le chariot 38 afin de se déplacer dans un plan se trouvant à angle droit 25 par rapport au plan de déplacement des doigts J>6, les doigts 39 s'étendant vers le bas en direction des doigts 36 et ayant à leurs extrémités libres une section en quart de cercle. Les doigts 36 sont sollicités de manière à s'éloigner l'un de l'autre au moyen d'un ressort, et un ressort analogue sollicite les doigts 39 en 30 les éloignant l'un de l'autre. La surface incurvée de l'extrémité libre de chacun des doigts 36, 39 comporte une saillie ayant la forme d'une pièce polaire autour de laquelle les bobinages devant être formés s'étendent lorsqu'ils sont utilisés dans une machine dynamo-électrique. En outre, chacune desdites saillies comprend 35 une branche qui s'étend parallèlement à son doigt respectif afin de 'délimiter une fente avec l'extrémité libre du doigt. Un manchon cylindrique de calibrage 41 entoure les doigts 36 et ce manchon peut se déplacer verticalement dans un carter 42 pouvant coulisser sur le bâti 35- Une glissière inclinée 43 est disposée au voisi-40 nage des doigts 36, 39 et peut se déplacer vers une position située 69 09447 4 2005125 entre les doigts au cours du fonctionnement du poste de formage. Le fonctionnement du dispositif est le suivant. La bande d'aluminium est amenée en provenance du poste d'isolation où elle reçoit la couche de papier isolant sur sa surface supérieure, au 5 poste de bobinage dans lequel l'extrémité de la bande est serrée par le doigt de serrage 24 sur le rebord 13 du mandrin 12. Le galet 23 de mise en place des couches est alors déplacé pour venir en contact avec la surface supérieure de la bande de telle sorte que cette dernière est emprisonnée entre le bord du galet 23 et le 10 rebord.13 du mandrin 12. Le mandrin 12 est alors astreint à tourner, enroulant ainsi la bande sur lui. Lorsque la bande est enroulée sur le mandrin elle est tirée à travers le poste d'isolement de telle sorte que la bande enroulée sur le mandrin présente toujours une couche de papier isolant sur sa surface supérieure. Un 15 dispositif de commande est prévu et comprend les disques 22 formant cames afin de faire tourner le mandrin 12 d'un nombre prédéterminé de révolutions et fractions de révolution après quoi la fotation du mandrin est arrêtée. Au cours du processus d'enroulement, le mandrin 12 se déplace vers le bas à 1'encontre de l'action du res-20 sort pneumatique 15, lorsque la bande est enroulée hé 1 ico*idalement sur le mandrin. Lorsque la rotation du mandrin 12 est arrêtée, le mécanisme de transfert est amené dans une position dans laquelle les mâchoires 31 sont disposées de part et d'autre du bobinage. L'organe de coupe 25 est alors actionné pour séparer le bobinage 25 du reste de la bande, à la suite de quoi le bobinage se déroule . légèrement en raison de son élasticité naturelle, jusqu'à ce que les extrémités du bobinage viennent en contact avec les mâchoires 31. Le faible déroulement du bobinage qui s'effectue après la coupe permet au bobinage de se dilater légèrement de telle sorte que ce 30 bobinage peut être soulevé du mandrin 12. Ensuite le mécanisme de transfert est actionné pour astreindre les mâchoires 31 à serrer le bobinage pour élever ce dernier verticalement par rapport au mandrin 12, et transférer le bobinage au poste de formage et pour libérer ensuite le bobinage et s'éloigner du poste de formage. 35 Le bobinage est déposé par le mécanisme de transfert sur les doigts 36 du poste de formage 34. Le bobinage est engagé dans les fentes délimitées entre les doigts 36 et les branches des saillies des doigts, et de telle sorte que le bobinage est maintenu par les branches des parties en saillie contre tout déroulement. 40 Le vérin 38 est alors actionné afin de déplacer le chariot 37 69 09447 5 2005125 vers le bas de sorte que les extrémités libres des doigts 39 passent à l'intérieur du bobinage tandis que les branches de leurs saillies respectives passent à l'extérieur. Le bobinage est ainsi soutenu en deux points diamétralement opposés par les saillies des 5 doigts 36 et sollicité vers le bas en deux autres points diamétralement opposés, qui sont espacés desdits premiers points diamétralement opposés de 90°, par les saillies des doigts 39. Un nouveau déplacement du chariot 37 vers le bas incurve le bobinage pour lui donner une forme ondulée à peu près telle que représen-10 té à la Fig.6. Lorsque le bobinage s'incurve les doigts 36 sont déplacés l'un vers l'autre à 1'encontre de l'action du ressort précité, les doigts 39 étant déplacés d'une façon analogue à l'encontre de l'action de leur ressort respectif. En outre, lorsque les paires de doigts sont déplacés, les extrémités libres des 15 quatre doigts s'imbriquent afin de constituer un ensemble massif cylindrique lorsque le chariot 37 atteint la limite inférieure de sa course. Lorsque les doigts se sont inbriqués, les organes d'accrochage associés autpaires de doigts respectives se ferment afin de ver-20 rouiller les doigts 36 dans leur position de fermeture et verrouillent de façon analogue les doigts 39 dans leur position de fermeture. Lorsque le chariot 37 atteint la limite inférieure de sa course, le manchon 4l de calibrage est astreint à se déplacer vers 25 le haut en direction du point auquel les doigts 36 et 39 sont imbriqués. ' Le manchon de calibrage converge intérieurement à partir d'un point de diamètre maximal à son extrémité supérieure vers un point de diamètre minimal à une certaine distance sur la longueur du man-30 chon, le diamètre minimal étant légèrement inférieur au diamètre intérieur de la culasse de la machine dynamo-électrique dans laquelle le bobinage terminé doit être utilisé. Un crochet extracteur (non représenté) est combiné avec l'un des doigts 39 et est actionné lorsque le manchon de calibrage entoure les parties imbriquées 35 des doigts, pour venir en contact avec le bobinage partiellement fermé, fixant ainsi ce dernier sur les doigts 39'. Le manchon de calibrage 4l effectue une course vers le haut et est ensuite ramené dans sa position initiale, et amène ainsi le diamètre externe du bobinage partiellement formé à la dimension nécessaire, complétant 40 ainsi la mise en forme du bobinage. Lorsque le manchon de calibrage 69 09447 6 2005125 4l atteint sa position initiale, il actionne un micro-interrupteur qui provoque un mouvement de retour du chariot 37 et par conséquent des doigts 39 en direction de la limite supérieure de la course du chariot 37. Du fait que le crochet extracteur 5 est accroché sur le bobinage, le bobinage formé est transporté vers le haut avec les doigts 39. Au cours du mouvement de retour du chariot 37 un micro-interrupteur est actionné qui arrête le chariot dans son déplacement vers le haut et astreint la glissière 43 à se déplacer entre les doigts 39 et les doigts 36. L'arrivée 10 de la glissière 43 entre les doigts 36, 39 provoque une continuation du déplacement des doigts 39 et du chariot 37 vers le haut. Une came prévue sur le bâti 35 coopère avec le crochet ««tracteur au cours du nouveau déplacement des doigts 39 vers le haut afin de libérer le crocher extracteur et simultanément la saillie de l'un 15 des doigts 39 passe entre deux butées prévues sur le bâti 35 qui viennent en contact avec le bobinage formé et l'arrachent des doigts 39- Le bobinage formé tombe dans la glissière 43 et roule au bas de cette dernière dans un réceptacle d'emmagasinage (non représenté). Ensuite,les doigts 39 reviennent dans leur position 20 initiale, et les organes de verrouillage associés avec les deux paires de doigts sont libérés afin de permettre aux doigts de chaque paire de se déplacer en s'éloignant sous l'action des ressorts précités de sorte que les parties du poste de formage sont prêtes pour un nouveau cycle d'opérations. 25 Du fait que l'on a posé une couche de papier sur la surface . supérieure de la bande d'aluminium utilisée pour former le bobinage, les spires du bobinage formé sont espacées, et isolées les unes des autres au moyen d'une couche de papier isolant. Pour procontre téger le bobinage formé toute humidité en cours d utilisation, 30 ie bobinage formé est trempé dans un bain d'une résine synthétique fondue par exemple du chlorure de polyvinyle qui se solidifie autour du bobinage et recouvre complètement ce dernier. Ainsi après le durcissement du chlorure de polyvinyle les bobinages sont complètement enrobés et isolés par une couche de chlorure de polyvi-35 nyle. Dans une variante, le poste d'isolation est supprimé du dispositif, et le bobinage est formé à partir de la bande d'aluminium sans couche de papier isolant. Ainsi, les spires du bobinage terminé ne sont pas isolées les unes des autres avant que le bobinage 40 soit trempé dans la résine synthétique fondue. Avant de tremper le 69 09447 7 20Ô5125 bobinage, les spires du bobinage sont espacées les unes des autres en introduisant des morceaux de papier entre les spires adjacentes afin "de maintenir les spires espacées, après quoi le bobinage est trempé dans la résine synthétique fondue. Au cours de la phase de 5 trempage la résine synthétique s'écoule autour des spires du bobinage et entre ces dernières pour compléter l'isolation du bobinage. En se référant maintenant aux Fig. 7 et 8, le bobinage imprégné 44 comporte à ses extrémités respectives une partie filetée 45 et deux balais 46 avec leurs conducteurs associés 47. Le bobinage 10 44 est alors introduit dans la culasse 48 d'une machine dynamoélectrique de telle sorte que deux de ses parties incurvées 44a sont en prise avec les extrémités arrondies de deux pièces polaires 49 diamétralement opposées et venues de matière avec la culasse 48. Deux autres pièces polaires 51 sont alors introduites dans la 15 culasse 48, le bobinage 44 étant emprisonné entre la culasse 48 et les rebords 52 venus de matière des pièces polaires 49, 51. On remarquera que le bobinage hélicoïdal à partir duquel est formé le bobinage ondulé n'est pas nécessairement cylindrique, et l'on a fabriqué des bobinages satisfaisants au poste de formage 20 du dispositif décrit à partir d'enroulements ayant dans leur ensemble une forme carrée et en section transversale une forme générale elliptique. Les deux procédés décrits ci-dessus dans lesquels les spires du bobinage sont espacées au moyen de la bande de papier 10a ou au 25 moyen de morceaux de papier,peuvent être utilisés pour fabriquer des bobinages à partir d'une bande de cuivre. Un procédé antérieur qui était approprié pour former des bobinages à partir d'une bande d'aluminium et dans lequel la bande était•complètement enfermée dans un papier isolant avant le bobinage ce procédé ne comportant 30 pas de phase au cours de laquelle le bobinage formé était trempé dans une résine synthétique, s'est révélé impropre pour fabriquer des bobinages à partir d'une bande de cuivre en raison du fait que la force nécessaire pour incurver la bande de cuivre, étant supérieure à la force nécessaire pour incurver une bande analogue en 35 aluminium, provoquait des détériorations dans la couche de papier entourant la bande de cuivre. 69 09447 8 2005125 REVENDICATIONS 1- Procédé de fabrication d'un bobinage pour machine dynamoélectrique caractérisé en ce que l'on enroule une bande conductrice plate suivant une forme hélicoïdale, on incurve*, le bobinage obtenu pour former un bobinage ondulé, et on trempe le bobinage dans 5 une résine synthétique tout en maintenant hors de contact les spires adjacentes du bobinage. 2- Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que les spires adjacentes du bobinage sont maintenues hors de contact en appliquant sur la bande conductrice plate une couche de matière 10 isolante, sur l'une de ses faces,avant l'enroulement de la bande suivant une forme hélicoïdale. 3- Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que les spires adjacentes du bobinage sont maintenues hors de contact en introduisant des entretoises isolantes entre les spires adja- 15 centes après que le bobinage ait été incurvé pour former un bobinage ondulé. 4- Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite résine synthétique est du chlorure de polyvinyle. 20 5- Procédé suivant l'une des revendications précédentes, ca ractérisé en ce que ladite bande conductrice est une bande d'aluminium . 6- Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite bande conductrice est une bande de cui- 25 vre. 7- Bobinage ondulé caractérisé en ce qu'il est obtenu au moyen du procédé suivant l'une des revendications I à 6.