Brevet FR2070763A1 — publié le 19710917

La présente invention se rapporte à une suflace de support pour mandrins universels extensibles pour le bob agie d'objets manufacturés comprenant une accumutation d'un certain nombre de couches de matière, et plus particulièrement une sur face de support pour mandrins universels axtensibles tour le bobinage de bobines et élémentia isolants pour transformateurs et appareils analogues. La technique antérieure relatIve aux mandrins universels estensibles du type décrits dans cette invention sont illustrés par le brevet Etats-Unis 3 458 150. Le mandrin décrit dans le brevet 3 458 150 donne satisfaction pour le bobinage d'articles manufacturés comprenant une accumulation d'un certain nombre de couches de matière bobinées l'une sur l'autre sous tension0 Toutefois, ce mandrin présente des inconvénients quand les articles sont bobinés par couches de matière et qu'ne tension appréciable est appliquée aux tours durant le bobinage. Un inconvénient du mandrin de la technique antérieure réside dans le fait qu'une forme de bobinage relative- ment lourde ou rigide doit être disposée sur les cellules pneumatiques pour supporter les couches de matière bobinées cohsti- tuant les articles manufacturés.Ces formes ou supports sont habituellement constitués par l'enroulement de couches de matière cellulosique pour assurer l'épaisseur nécessaire au support de l'article à bobiner sur les mandrins avec l'application d'une tension appréciable sur les tours. Selon la technique antérieure, une forme de bobinage de ce type est requise pour chaque article bobiné, car la forme reste à l'intérieur de l'article complètement bobiné. Le mandrin de la présente invention supprime cet inconvénient du mandrin du brevet 3 458-150S en utilisant un support métallique extensible qui s'adapte sur les cellules pneumatiques et qui est capable d'expansion pour faciliter le bobinage d'articles de différents diamètres sur le mandrin comprenant les cellules pneumatiques.Ce support est constitué de minces feuilles de métal et comprend autant de couches qu'il est nécessaire pour assurer le support adéquat à l'article à bobine, Les feuilles sont agencées de telle sorte que, au moment du gonflage des cellules pneumatiques, le support métallique extensible se dilate avec ces cellules et saisit fortement ce dernières. Ensuite, pour bobiner une forme ou des tours d'un enroulement électrique sur le mandrin9 il suffit de disposer un mince élément isolant sur le support extensible. Ce mince élé- ment isolant peut autre constitue' d'un ou plusieurs tours Be matière cellulosique isolante.Cet isolant a principalement Loour but de faciliter le retrait du mandrin de l'élément isolant ou de la bobine électrique bobinée sur celuinci, après dégonflage des cellules pneumatiques et contraction du support extensible. Après bobinage de l'article manufacturé, les cellules pneumati- ques sont dégonflées et le support métallique constitué de lu- sieurs couches est contracté, puis le mandrin et le support peuvent être retirés de l'article car celui-ci se tient de lui-même sans qu'il soit nécessaire de le munir d'un support rigide ené- reux.Le support métallique extensible peut être utilisé de non breuses fois pour le bobinage de nombre articles exigeant l'application sans dommage d'une venaion appréciable aux tours durant le bobinage y alors qu'avec le mandrin du brevet 3 458 150, il est nécessaire d'utiliser un support rigide conteur pour chaque article bobiné sur le mandrin pourvu de cellules pneumatiques gonflables. La presente invention apporte un support métallique extensible utilisé avec un mandrin universel extensible qui peut servir pour le bobinage de nombreuses dimensions différentes d'articles manufacturés, tels que les tubes isolants comprenant une accumulation de couches isolant cellulosique enroulé sous tension, ou les bobines électriques constituées d'une accumulation de matière conductrice bobinée sous tension. Ceci est réalisé grâce à un arbre commun poursu de cellules pneumatiques gonfiables en caoutchouc, montées mobiles sur l'arbre. Grâce à cette invention des articles de différentes dimensions et longueures peuvent être bobinés sur le mime arbre, en disposant sur celui-ci autant de cellules de caoutchouc gonflables qutiI est nécessaire pour assurer le support de la totalité de i'article à bobiner. Un support métallique extensible, à usage répété, est disposé sur les cellules gonflables pour supporter l'objet à bobiner sur ces dernières. Ce support est extensible pour prendre la dimension des cellules lorsque celles-ci sont gonflées, et se contracte pour permettre un retrait facile de l'article après dégonflage des cellules.Ce support constitue une surface rigide lisse pour le bobinage sur celle-ci d'articles de nombreuses dimensions En référence au dessin : La Figure 1 est une vue de coté, partie en coupe, d'un mandrin pourvu de deux cellules pneumatiques gonflables sur lesquelles es-t mis en place le support métallique extensible de l'invention La Figure 2 est une vue en bout du mandrin de la Figure 1, suivant la lighe Il-Il de la Figure 1;; La Figure 3 est une vue en bout d'une forme de réalisation du support métallique extensible de la présente invention La Figure 4 est une vue en bout d'une seconde forme de réalisation d'un support métallique extensible selon l'invention et La Figure 5 est une vue en bout des tours du support de la Figure 1 représenté sous sa forme rectiligne avent son cintrage à la forme circulaire, afin d'illustrer la position relative des extrémités des tours du support de la Figure 3. Dans la description qui va suivre, des caractères de référence identiques désignent les mimes éléments sur les diverses figures du dessin. En référence au dessin en détail, les Figures 1 et 2 illustrent une forme de réalisation d'un mandrin universel selon l'invention pour le bobinage d'articles manufacturés de forme générale circulaire, de différentes dimensions. Le mandrin des Figures 1 et 2 est similaire à celui représenté dans le Brevet Etats-Unis 3 458 150 auquel on s'est référé ci-dessus. Le mandrin des Figures 1 et 2 comprend un arbre rotatif 10. L'extrémité 12 de l'arbre 10 est montée dans la poupée d'un tour de bobinage (non représenté) qui lui communique la rotation, et son extrémité 14 est montée dans la contre-poupée du tour afin de supporter l'arbre dans une position pratiquement horizontale durant l'opération de bobinage. L'arbre 10 peut avoir une coupe transversale carrée ou hexagonale, ou peut autre un arbre circulaire à clavette. Une paire de cellules pneumatiques 16 sont mntées sur l'arbre 10. Ces cellules sont constituées de Nylon recouvert de néoprène ou autre matière convenable. Chacune des cellules 16 est pourvue d'une admission 18 pour le gonflage. Ces cellules 16 sont gonflées par l'application d'air, ou autre agent de gonflage, à l'intérieur au moyen d'une tuyauterie 22 qui est équi pée d'une soupape d'arrêt rapide, non représentée. Chacune des cellules 16 est également pourvue d'une autre tuyauterie 24 dont le but est de permettre la connexion des cellules 16 mutuellement en série pour en permettre Le gonflage au moyen d'une source commune. Chacune des cellules 16 est montée sur une pièce métallique cylindrique 26 qui en assure le support pour le gonflage. Une paire de brides 28 et 30 sont fixées à la pièce 26 de support de cellule par des appliques, et l'intérieur de ces brides 28, 30 a la même forme que la coup transversale de l'arbre 10 afin de permettre le montage des cellules 16 sur ce dernier, et leur rotation avec l'arbre lorsqu'un couple est appliqué à celui-ci. Des vis de blocage 32 fixent les cellules 16 à la position désirée sur l'arbre 10. La construction que lton vient de décrire est pratiquement celle représentée et décrite dans le brevet 3 458 150. A la Figure 1, le support deappui métallique extensible 33 est représenté en place sur les cellules 16. Cet élément deappui ou support 33 est constitué d'un certain nombre de minces tôles concentriques qui ont été cintrées à une forme générale circulaire. En référence plus patticulièrement à la Figure 3, celleci représente une vue en bout de l'élément d'appui ou support 33, lequel comprend quatre tales 35, 36, 37 et 38. On remarquera qu'un intervalle appri~ciable 40 existe entre les extrémités de la tôle 35. On remarquera également que la tôle 36 chevauche l'intervalle séparant les extrémités de la tSle 35 ; et de même, la tôle 37 chevauche l'intervalle de la tôle 36. La t8le 38 chevauche l'intervalle de la t8le 37. Un intervalle 42 existe également entre les extrémités de la tôle 38.Cet intervalle 42 est habituellement obturé au moyen d'une bande de ruban adhésif 43 ou dispositif analogue Les tales 35, 36, 37 et 38 qui consituent l'appui ou support placé sur les cellules gonflables 16 sont des tales très minces de l'ordre de 0,76 mm d'épaisseur. Mien que l'on ait représenté à la rlgure 3, seulement quatre tales instituant le support 33, on peut naturellement utiliser le nomre de tales voulu pour assurer le support nécessaire au bobinage Se l'article sur le mandrin. Bien que les tales 35, 36, 37, 38 ont été illustrées à la pagure 3 sous la forme de tours uniques, ces tales peuvent être constituées soit de tours uniques, soit de tours multiples, par exemple deux ou trois tours si on le désire. La Figure 5 est une vue des tales 35, 36, 37 et 38 empli lées l'une sur l'autre encore sous leur forme rectiligne, avant leur cintrage à la forme circulaire désirée. Cette Figure 5 illustre la manière doht ces tales sont fixées ensemble, par exemple, la tale 36 est soudée électriquement à la tale 35 au point 44 pratiquement à 150 mm de l'extrémité 46 de la tale 35. La tale 37 est fixée par soudure électrique ainsi qu'indiqué en 48 à la tale 36, à environ 150 mm de l'extrémité de la tale 36, e-t la tôle 38 est fixée à la tale 37 au point 50 approximativement à 150 mm de l'extrémité de la tale 37.Les extrémités des tales 35, 36, 37 et 38 étant ainsi soudées aux tales adjacentes, lorsque les tales sont cintrées à la forme circulaire représentée à la Figure 3, la tale 36 chevauche l'intervalle 40 séparant les extrémités de la tale 35, la tôle 37 chevauche l'intervalle séparant les extrémités de la tale 36, et la tale 38 chevauche l'intervalle séparant les extrémités de la tale 37. Cette construction permet aux extrémités non fixées des tales 35, 36, 37, 38, de glisser facilement, de sorte que le support 33 se défend aisément en réponse au gonflage des cellules 16. Le support 33 peut facilement se dilater pour se conformer solidement et nettement à la dimension à laquelle sont gonflées les cellules 16. En référence à nouveau à la Figure 1 apres mise en place du support 33 sur le mandrin, gonflage des cellules 16 à la dimension désirée, et expansion du support 33 pour son adaptation intime à la dimension des cellules gonflables 16, on enrou- le alors une couche de matière, telle que la matière celiulosique 54 sur le support 33, ainsi que le montre la Figure 1. Les tours 56 d'une bobine électrique pour transformateur sont alors bobi- nés fortement sous tension sur la couche 54.Bien que la Figure 1 illustre une bobine électrique constituée de tours 56, an cors de bobinage sur le mandrin, on remarquera que tout article mant- facturé exigeant un bobinage sous tension peut être fortement enroulé sur le mandrin, la plaque de support 33 assurant un supe port suffisant pour que l'article en cours de bobinage ne se déforme pas lorsque la tension est appliquée aux couche Après achèvement du bobinage représenté à la Figure 1, on retire le mandrin de l'intérieur de l'article an dégonflant les cellules 16 avant de retirer le mandrin et le support 33 de l'intérieur de l'article.La couche 54 peut être constituée d'une seule couche ou de plusieurs couches, mais en tout cas elle constitue un élément mince et a principalement pour fonction de faciliter le retrait du mandrins 7 compris la surface de support 33, de l'intérieur de l'article bobiné. Cet article après son bobinage sous tension conserve halutuellement se forme de lui-même. Cette construction comprenant le support 33 élimine la n6cessité d'une épaisse forme rigide de bobine ou forme de bobinage exiglée par le brevet 3 458 150.Elle abaisse également le prix de revient du bobinage puisque le support 33 peut tre utilisé de manière répétée de nombreuses fois, au lieu d'une seule fois ainsi que dans le cas de la forme de bobine du brevet 3 458 150. La Figure 4 illustre une seconde forme de réalisation d'un support qui peut remplacer le support 33 représenté aux Figures 1 et 3. A ia Figure 49 le support consitte en un certain nombre de couches 60, 62, 63 et 64 qui sont bobinées sous la forme d'une spire continue à partir d'une unique feuille de ma tière. Le support représenté à la Figure 4 donne satisfaction, et diffère du support 33 représenté à la Figure 3 par le fait qu'il s'adapte un peu plus difficilement sur les cellules gonfla bles 16 en raison de la friction entre les tours 60, 62, 63, 64, alors qu'avec la structure feuilletée du support 33 la friction entre les couches de tôles est beaucoup moindre que celle que présente le support de la Figure 4. Toutefois, on appuiera sur le fait que la structure de support de la Figure 4 peut aisément s'adapter sur les cellules gonflables 16 pour constituer une plaque de support satisfaisante pour le bobinage d'articles manufacturés fabriqués par bobinage d'un certain nombre de couches de matière sous tension constituant une accumulation désirée. Le support représenté à la Figure 4 peut également être retiré facilement de l'article manufacturé en desserrant les tours 60, 62, 63 et 64 après retrait des cellules 16 de l'intérieur de l'article. De la précédente description en référence au dessin, il ressort que l'invention apporte un mandrin universel extensible qui assure efficacement un support solide pour l'article fabriqué par le bobinage de couches de matière sur elle-mEme sous tension. On remarquera également que le mandrin peut titre utilisé pour le bobinage d'articles de diverses dimensions sans support distinct pour chacun de ces articles. Le support extensible réalisé par la présente invention peut autre utilisé à répétition pour bobiner de nombreux articles de dimensions différentes constitués de couches de matière enroulée sous tension. Ce support extensible améliore considérablement l'universalité du mandrin et réduit également le prix du bobinage des articles sur le mandrin. REVENDICATIONS 1. Mandrin universel comprenant un support extensible présentant une surface de support pratiquement continue pour le bobinage sur celle-ci d'un certain nombre de couches de matière, le mandrin comprenant un arbre sur lequel est montée au moins une cellule pneumatique gonflable à différents diamètres pour bobiner des articles manufacturés de divers diamètres sur celle-ci, ce support métallique extensible entourant la cellule gonflable et étant maintenu à l'état détendu par le gonflage de cette cellule pneumatique afin de se conformer à la dimension de cette dernière pour supporter les objets manufacturés bobinés sur le mandrin. 2. Mandrin selon revendication 1 caractérisé par le fait que ce support extensible comprend un certain nombre de couches de matière métallique qui peuvent coulisser l'une par rapport à l'autre afin de se conformer à la dimension à laquelle est gonflée cette cellule pneumatique. 31. Mandrin selon revendication 1 ou 2 caractérisé" par le fait que les couches de matière métallique sont emboitées l'une autour de l'autre, une extrémité de la seconde couche étant fixée de manière permanente à un point prédéterminé à la couche interne, et une extrémité de chaque couche successive étant fixée à un point prédéterminé de la couche interne suivante, les extrémités non fixées des couches de métal étant libres de glisser pour permettre au support de se dilater en même temps que la cellule gonflable afin de se conformer à la dimension de celle-ci pour supporter les articles bobinés sur le mandrin0 4o Mandrin selon revendication 3 caractérisé par le fait qu'un intervalle est formé entre les extrémités de chaque couche de tôle, et l'intervalle dans chaque couche de t81e est chevauché: par la tôle de la couche extérieure adjacente, sauf en ce qui concerne l'intervalle de la dernière couche extérieure. 5. Mandrin selon revendication 4 caractérisé par le fait que l'intervalle dans la dernière couche extérieure est chevauché par un élément distinct de la tôle. 6. Mandrin selon l'une des précédentes revendications caractérisé par le fait que le support métallique comprend un certain nombre de tours de métal formant un support spiralé extensible.