Brevet FR2039226A1 — publié le 19710115

i 2039226 La présente invention est relative à un support .pour des gabarits de bobinage, sur lesquels on enroulé des bobines ou des groupes de bobines de fils pour le stator de machines électriques* Jusqu'à ce jour, il est courant de bobiner indépendamment sur 5 chaque gabarit, puis d'en prélever séparément les bobines ou groupes de bobines ainsi obtenus afin de les transférer sur un outil d'introduction qui, dans le cas d'un moteur électrique est adapté au stator à bobiner afin d'introduire dans ce stator, soit les bobines de ce qu'on appelle une couche d'enroulements, soit en une 10 seule fois l'ensemble des bobines du stator. Le procédé qui consiste à prélever successivement sur chaque gabarit de bobinage correspond à une perte de temps importante et il empêche d'utiliser au maximum la vitesse de bobinage du dispositif qui effectue 1'enroulement. 15 La présente invention a pour but de réaliser un support de gabarits de bobinage dont l'emploi permet de simplifier et d'accélérer le prélèvement des bobines çu'on y enroule. Selon l'invention, on parvient à ce but en utilisant un support caractérisé en ce que plusieurs gabarits de bobinage peuvent 20 être déplacés d'une position où l'on peut les bobiner un à un, jusqu'à une autre position où ils sont parallèles les uns aux autres, si bien qu'on peut en retirer simultanément les enroulements déjà bobinés. Suivant une caractéristique préférée, les gabarits de bobinage sont disposés en étoile dans un même plan et 25'peuvent basculer jusqu'à la position parallèle, autour d'axes perpendiculaires à ce plan commun. Pour des motifs de construction pratique, il est avantageux d'articuler sur ion même axe des gabarits voisins groupés par paires." Par des moyens simples et au prix d'un supplément de dépenses 30 très faible, la présente invention permet en outre, par exemple pour bobiner le stator de moteurs bipolaires, de doubler la capacité de fabrication de l'appareil en répartissant les gabarits de bobinage suivant des étoiles concentriques placées dans deux plans superposés, tandis qu'un double dispositif de bobinage permet de 35 bobiner à la fois sur deux gabarits non situés dans le même de ces deux plans. En perfectionnant encore cette construction, par exemple pour bobiner d'autres types de moteurs, l'invention offre la possibilité d'utiliser à la fois, non seulement le basculement par paires des gabarits voisins d'un même plan autour d*un axe 40 commun, mais encore le basculement autour de ce même axe d'un ga— bad original 69 32467 z 2039226 barit de l'autre {dan pour 1*amener à la mdme position parallèle de transfert. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. 5 Figo t est une vue latérale montrant schématiquement un support selon l'invention qui comporte deux étages de gabarits» Fig. 2 est une vue en plan correspondante. Fig. 3 est un schéma de principe qui montre la commande du mouvement de basculement des gabarits des fig. 1 et 2. 10 Fig. 4 est une vûe en plan simplifiée du dispositif de la fig. 3. Fig. 5a» 5b, 5ç_, 5d, 5®. et 5f sont des schémas qui illustrent le prélèvement des bobines pour la fabrication de moteurs bipolaires.en utilisant le dispositif des fig. 1 et 2. 15 Fig. 6a, 6b, 6jç, 6d, 6j», 6f sont des schémas montrant le transfert des bobines pour la fabrication de moteurs quadripolaires dont le stator est bobiné en deux couches de chacune trois groupes de bobines, en utilisant un porte-gabarits à deux étages qui comporte six gabarits basculants dans chaque plan. 20 Le support de gabarits de bobinage représenté sur les fig, 1 et 2 est équipé de huit gabarits répartis en deux plans, soit quatre dans chaque plan. Les gabarits qui se correspondent dans le plan supérieur et dans le plan inférieur sont désignés par la même référence, de 1 à4# Le bobinage s'effectue à l'aide d'une 25 machine à bobiner 7 qui comporte deux entonnoirs superposés 8 } ces derniers sont munis à la manière connue sur leur face inté** rieure, d'une filière de bobinage traversée par le fil à enrouler. Pendant que les gabarits 1 à k sont immobiles à la position pour laquelle on les bobine , les entonnoirs 8 qui les- coiffent tour-30 nent pour déposer, dans le cas de l'exemple décrit, trois bobines réalisées en une seule phase de travail, chacune sur l'un des degrés d'un gabarit à trois étages. Les bobines concentriques constituent plus tard sur le stator tan groupe de bobines. On amène successivement les gabarits 1 à h dans la position 35 occupée sur le dessin par le gabarit 4. Pour cela,- on fait tourner le support sur un axe central 9 tandis que les entonnoirs de bobinage 8 sont reculés. Le sens de ce basculement est, dans le cas de la fig, 2, celui de la rotation des aiguilles d'une montre. De plus, les gabarits 1 à 4 de chaque plan peuvent par ailleurs hO basculer par paires autour d'axes JL à D dt manière à rabattre J^AD ORIGJNALÎ 69 32467 3 2039226 parallèlement l'un contre 1*autre deux gabarits voisinso Cela permet d'en extraire simultanément les groupes de bobines qui, dans l'exemple décrit, forment chacun un pôle d'un moteur bipolaire, ces groupes de bobines devant être transférés sur un outil 5 de mise en place. Dans le présent exemple, on prévoit un axe de basculement A pour les gabarits 4 et 1 du plan supérieur, tandis que les gabarits 2 et 3 du même plan basculent autour d'un axe B diamétralement opposé par rapport à l'axe central 9» Dans le plan inférieur du support de gabarits selon l'invention, les axes de 10 basculement C et D pour les gabarits 1 et 2, ou 3 et h sont décalés de 90° par rapport aux axes A et B du plan supérieur. Pour chacun deS deux plans, l'extraction des bobines sur deux gabarits rabattus 1'un contre l'autre,, s'effectue à la position illustrée à la fig» 2 pour les gabarits 2 et 3 du plan supérieur. Après 15 l'extraction des bobines, le porte—gabarits avance par rotation de 90° et les gabarits rabattus l'un contre 1'autre, basculent en sens inverse pour revenir à la disposition initiale en étoile. Après la phase de travail illustrée sur la fig. 2, le prochain bobinage est effectué sur les gabarits 3 tandis que, simultané-20 ment, les gabarits 2 et 1 de; l'étage inférieur sont rabattus l'un contre l'autre autour de leur axe commun C, ce qui permet de les dépouiller de leurs bobines. Plusieurs modes de construction pratique peuvent être adoptés pour réaliser le mécanisme de basculement qui actionne par 25 paires deux gabarits voisins d'un même plan pour les amener en position parallèle ou suivant une autre caractéristique de l'invention, pour rabattre un gabarit parallèlement contre un gabarit voisin fixe. En se référant aux fig. 3 et k, on va maintenant décrire seulement l'une des possibilités de réalisation de ce sys— 30 tème, par l'intermédiaire de moyens mécaniques. La commande du basculement pourrait être également assurée par un vérin ou par des moyens électro—magnétiques» Dans l'exemple décrit, on part du profil d'une came 10 de programmation» Celle—ci comporte un seul creux (ou inversement 35 une seule bosse) à la position qui, autour de l'axe central 9* correspond à l'extraction des bobines sur les gabarits. Cette came de commande 10 est montée au centre à poste fixe et sur sa périphérie roulent des galets tt dont le nombre correspond à celui des axes de basculement A à D.-Chacun de ees galets équipe 1 * ex— kO trémité libre d'un levier t2 et il est maintenu constamment en 69 32467 k 2039226 contact avec la came, soit sous l'action d'un ressort de rappelr soit en prévoyant une came à commande desmodromique. La rotation. du porte—gabarits autour de l'axe central 9 provoque le basculement d'un levier 12, et ce basculement est transmis par l'aa» A 5 à D correspondant, directement à l'un des gabarits de la machine, Par contre, le gabarit qui doit être amené en position parallèle reste libre de tourner sur son axe de basculement et le mouvexa-nt lui est transmis par tin train d© pignons dont la sortie est etms— tituée par un pignon 13 calé sur l'axe de basculement (par exem-10 pie l'axe B sur la fig» 30» si bien que finalement par lfintermédiaire d'un pignon 1h on agit sur un pignon 15 calé sur le raoyeu-du gabarit qui tourne librement sur l'axe B (cas du gabarit 2 s»r la fig» 3)« C' est seulement pour la clarté du dessin que le» pignons \k et 15 o&t été figurés comme s*ils n'engrenaient pas l'un. 15 sur l'autre. Pour servir de paliers aux divers axes de basculement ou pignons, on utilise des plaques 16, 17 et 18 qui tournent avec le porte-gabarits selon l1invention» Les fig» 5a à 5f illustrent le processus de prélèvenfe»t é»». bobines pour fabriquer en série des moteurs bipolaires meawg&Rwfèr 20 ou biphasés» Les fig» 5*i» 5ç. et 5®. Montrent les gabarits d* ' nage du plan supérieur, tandis que les fig» 5b, 5d et 5f ill»»— trent les gabarits du plan inférieur, porar trois étapes sueow» sives du cycle de travail. On part de la situation pour laquell» dans le processus de production, les gabarits 1, 2 et 3 on# déjà 25 été bobinés, aussi bien en haut qu'en bas» L'étape suivant», cm» voit sur les fig» 5a et 5Î> que les gabarits 4 sont bobiné» simultanément en haut et en bas» Pendant cette phase de bobinager on extrait en une seule opération les groupes de bobines 1*e3»&»6e> sur les gabarits 2 et 3 du plan supérieur et on les transfère 30 sur l'outil d'introduction non représenté, après avoir rabatte les gabarits supérieurs 2 et 3 l'un contre l'autre, par basculement autour de leur axe B. Pour coordonner l'extraction des bobines alternativement s*kf~ une paire supérieure et sur une paire inférieure de gabarit®, o* 35 doit en outre utiliser un artifice dans cette phase du pr®e*3»rsm de production : lors de la première extraction d'une bobin»,, om ne vide pas seulement les gabarits 2 et 3 du plan supérieurr également le seul gabarit 3 du plan inférieurSi l'on ne proc^ dait pas ainsi, on verrait à la phase de travail suivante repré— 40 sentée sur les fig» 5® 5d, un gabarit 3 qui, dans le plan 69 32467 5 2039226 Inférieur, serait encore bobiné en parvenant au poste de bobinage» Après qu'on ait ainsi démarré le cycle, on dépouille successivement les gabarits inférieurs 1 et 2 rabattus l'un contre l'autre, puis les gabarits supérieurs 1 et k, puis à nouveau dans le plan 5 inférieur les gabarits h et 3» et ainsi de suite. On voit qu'en procédant ainsi, il suffit d'utiliser un seul dispositif de bobinage ne comportant que deux entonnoirs qui tournent en parfait synchronisme, alors qu'un seul porte-gabarits permet après chaque étape de travail dont la durée est égale à celle du bobinage d'un 10 seul gabarit, d'obtenir terminé un bobinage ou un groupe statori— que complet» Un avantage supplémentaire résulte de ce que les groupes de bobines transférés simultanément sur l'outil d'introduction pour deux gabarits voisins rabattus parallèlement, ont été fabriqués directement l'un après l'autre à partir du même en— 15 tonnoir de bobinage, si bien qu'il n'y a pas à couper le fil et qu'on obtient automatiquement la liaison désirée entre deux groupes de bobines. On a illustré sur les fig» 6a à 6f la manière de procéder lorsque trois gabarits doivent être rabattus pour prélever siaul— 20 tanément leurs trois groupes de bobines et les transférer sur l'outil d'introduction qui les met finalement en place dans le stator» Pour cela, on prélève à chaque fois les bobines de deux gabarits voisins de l'un des plans et, simultanément, les bobines d'un seul gabarit de l'autre plan. Sans ce but, il est nécessaire 25 que les gabarits supérieurs et inférieurs soient rabattus autour des mêmes axes A à D différemment de ce qui a été décrit dans l'exemple précédent» Ici encore, pour démarrer la fabrication dans un plan, on doit vider l'un des gabarits, ce qui permet d'amorcer le rythme 30 voulu. Dans le cas de l'exemple, on voit sur la fig, 6b que ceci est la situation du gabarit 5 du plan inférieur. Pendant que le gabarit voisin h représenté en position rabattue est dépouillé en même temps que les gabarits h et 5 du plan supérieur (fig» 6a) on doit aussi au cours de la même étape de travail vider le ga— 35 barit inférieur 5» A la phase suivante (fig» 6ç et 6d), on n'effectue que du bobinageo Ensuite, on extrait les bobines du gabarit supérieur 3 en même temps que celles des gabarits inférieurs 3 et 2 (fig» 6e. et 6f ) » A cela succède un® nouvelle phase faite uniquement de bobinage pendant laquelle on garnit les gabarits kO supérieur et inférieur h ; aussitôt après, la phase suivante con— bad original 69 32467 6 2039226 siste à bobinez* le gabarit 3 pendant qu'on extrait les bobines de deux gabarits supérieurs et d'un gabarit inférieur. Cette succession ininterrompue de phases opératoires permet d'effectuer simultanément le dépouillement de trois gabarits et le bobinage 5 de deux seulement. Malgré les temps de bobinage pur qui doivent entrer en ligne de compte, la présente invention fournit l'avantage de transférer simultanément sur l'outil de mise ©a place, plusieurs groupes de bobines entre deux desquels se trouve déjà ménagée une liaison conductrice* 10 Le dernier exemple illustré sur les fige 6a à 6f montre que 1'invention ne se limite pas au cas d£un support ne comportant que quatre gabarits dans chaque plan« Le nombre des gabarits (par exemple deux fois six dans le cas de la fig® 6) vas-le dans chaque application pratique, ainsi que la commande du rabattement 15 parallèle de deux gabarits eu davantage» J^^ORigihal 1 69 32467 7 2039226 REVEND X C A T I 0 N S 1- Support pour des gabarits de. bobinage sur lesquels on enroule le fil de bobines ou de groupes de bobines pour le sta— 5 tor de machines électriques, caractérisé en ce qu'on peut déplacer plusieurs gabarits depuis une position permettant de les bobiner séparément jusqu'à une position où ils se trouvent paralitement côte à côte pour permettre d'extraire simultanément les bobines qui les équipent. 10 2— Support suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les gabarits sont répartis en étoile dans un même plan et peuvent basculer parallèlement les uns aux autres autour dlaxes perpendiculaires à ce plan commun. 3— Support suivant la revendication 2, caractérisé en ce que 15 l©s gabarits voisins sont groupés par paires pour basculer autour d'un axe commun. 4- Support suivant les revendications 2 et 3» caractérisé en ce qu'il peut tourner autour du centre de l'étoile formée par les gabarits, la commande de ce mouvement étant effectuée par une 20 came fixe commune à l'ensemble. 5— Support suivant l'une quelconque des revendications, ca— - ractérisé en ce__que Isa.-gabarits de bobinage .sont- disposés__cQn=- centriquement dans "deux plan superposés, un dispositif double assurant simultanément le bobinage de deux gabarits situés un dans 25 chaque plan. 6- Support suivant la revendication 5* caractérisé en ce qu* en même temps que le basculement par paires de gabarits voisins de l'un des plans autour d'un axe commun, au moins l'un des gabarits de l'autre plan bascule en position parallèle autour du même 30 axe. 7~ Procédé pour transférer des bobines statoriques de machines électriques depuis des gabarits portés par un support suivant les revendications 1 à 6 jusque sur un outil de mise en place, caractérisé en ce que les bobines ou groupes de bobines d'une 35 couche d'enroulements du stator sont amenés tout d'abord en position parallèle puis, simultanément extraits de leurs gabarits. 8— Procédé suivant la revendication 7» caractérisé en ce qu'on bobine simultanément deux bobines on groupes de bobines situés l'un dans un plan, l'autre dams l'autre, alors qu'on extrait 40 à la fois deux bobines ou"groupes de bobines alternativement da^Ts 69 32467 8 " 2039226 le plan supérieur et dans le plan inférieur.