Brevet FR2174682A1 — publié le 19731019

La présente invention concerne les dispositifs d'empilage des tôles de rotor des machines électriques. On connatt un dispositif pour empiler les tôles de circuit magnétique des machines électriques, notamment les tôles de stator, comprenant un mécanisme faisant-tourner les tôles de stator et une clavette pour bloquer la tôle entraînée en rotation dans une position déterminée. L'utilisation d'un tel dispositif est limitée en capacité à l'empilage des tôles de stator des machines électriques de petite puissance. L'emploi d'un tel dispositif similaire pour l'empilage des tôles de circuit magnétique des machines électriques moyennes et grosses se heurte à des complications, dues à la forte diminution de la rigidité des tôles. En outre, de tels dispositifs ont un débit peu élevé, car au poste d'orientation il ne peut y avoir qu'une seule tôle. On connatt également des dispositifs pour l'orientation des tôles une par une et l'empilage, préférentiellement des tôles de rotor de machines électriques ayant une rigidité faible, qui comprennent un mandrin fixe, des organes d'entraînement pour la mise en rotation de ces tôles autour du mandrin sur la portion d'orientation et une clavette à ressorts pour l'orientation des tôles sur le mandrin. Ces dispositifs ont un débit faible (production unitaire), et l'augmentation de leur débit est lié au problème de la conception des mécanismes à action intermittente fortement chargés. Le but de la présente invention est de supprimer les inconvénients sus-mentionnés. Elle vise donc à créer un dispositif d'empilage des tôles de rotor de machines électrique, qui permette d'accrottre le débit d'orientation et d'empilage des tôles de rotor par exécution simultanée de ces opérations. D'après cette invention, dans un dispositif d'empilage des tôles de rotor de machines électriques, le mandrin fixe comporte au moins cinq rainures creusées le long de ses génératrices; dans au moins une de-ces rainures sont disposés des rouleaux menants, tandis que dans les autres rainures sont disposés au moins deux convoyeurs à chalne munis de galets pour l'accrochage des tôles, un train de rouleaux à expansion pour la mise rotation des tôles de rotor et une clavette flexible à ressorts, réalisée sous la forme d'un Jeu de taquets fixés en ligne sur une lame élastique. Le mandrin fixe est monté dans un sous-ensemble porteur comportant deux paires de leviers creux oscillants qui travaillent à tour de rôle ; dans les cavités de ces leviers sont disposées des transmissions liant cinématiquement les rouleaux menants et les convoyeurs à chatne du mandrin fixe. Il est avantageux de réaliser la partie inférieure du mandrin fixe en forme de tube et de le munir d'une clavette d'orientation rigide, disposée suivant l'une de ses génératrices et de cliquets de retenue oscillants, montés sur le tube et servant à recevoir les tôles orientées lors de leur empilement. Il est souhaitable de disposer à l'intérieur de la partie du mandrin fixe qui est en forme de tube, une tige mobile avec une crémaillère, cette tige étant dotée de saillies pour la manoeuvre des cliquets de retenue ; il est dans ce cas avantageux d'actionner la tige à partir des deux paires de leviers oscillants creux du sous-ensemble porteur, par l'intermédiaire d'un différentiel et d'engrenages placés dans lEs cavités de ces leviers. Le dispositif d'empilage des tôles de rotor de machines électriques de la conception proposée assure, comparativement aux dispositifs similaires de conceptions connues, un rendement plus élevé d'orientation et d'empilage des tAcles. Il est universel, car il peut empiler les tôles des rotors de tous les types de machines électriques. Il est particulièrement efficace dans l'assemblage des tôles souples, ayant des encoches ouvertes sur leur surface extérieure. DAns ce qui suit, l'invention est expliquée par un exemple de réalisation avec renvois aux dessins annexés sur lesquels: la Fig. 1 représente un dispositif d'empilage des tôles de rotor des machines électriques, vue de dessus ; la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la Fig. 1 la Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la Fig. 2 ; la Fig. 4 représente une partie de la clavette, en coupe longitudinale; la Fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligneV-V de la Fig. 1;; la Fig. 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la Fig. 5. Le dispositif d'empilage des tôles de rotor de machines électriques comprend un mandrin fixe 1 (Fig. 1;, relié par une extrémité à un mécanisme d'amenée des tôles une à une (non représenté sur le dessin), et relié cinématiquement à l'autre extrémité à un sous-ensemble porteur 2, à partir duquel les organes actifs portée par ce mandrin fixe 1, sont actionnés par l'intermédiaire de deux paires de leviers inférieure et supérieure 4 et 3, qui servent aussi à maintenir le mandrin fixe 1. Pour la réception des empilements formés, le dispositif d'empilage des tôles de rotor de machines électriques comporte un mandrin récepteur 5 (Fig. 2). Le mandrin fixe 1 possède à sa partie supérieure sept rainures dans lesquelles sont respectivement disposés : deux paires de rouleaux menants 6 (Fig. 2,3) assurant la mise en rotation de la tôle en vue de son orientation; un train de rouleau à expansion 7 assurant la rotation de la tôle ; trois convoyeurs 8 à channe munis de galets 9, ces convoyeurs étant liés cinématiquement aux rouleaux menants 6 au moyen d'un système de pignons 10 ; et une clavette 11 à ressorts. Les rouleaux menants 6 sont entraînés en rotation par le système de pignons 10 et par un pignon 12, à partir d'un arbre menant 13. Les rouleaux à expansion 7 sont réalisés sous la forme de tronçons liés deux par deux et poussés par des ressorts; ces tronçons sont fous et leur longueur est égale à la distance entre les tôles de rotor 14 à entratner. Les convoyeurs 8 à channe munis de galets 9 sont des channes ssaslfin montées sur des roues et cinématiquement liées entre elles. Les axes de rotation des galets 9 sont disposés radialement par rapport au mandrin, à des distances égales à celles des tôles 14 à entratner. La clavette flexible 11 (Fig. 2) se composte d'une lame élastique 15 (Fig. 3 et Fig. 4) sur laquelle sont rivées, d'un côté, des taquets 16, et de l'autre, des taquets de guidage 17. Les écarte;bnts entre les taquets 16 et la rigidité de la lame élastique 15 sont choisis de telle façon que la clavette flexible 11, poussée par des ressorts 18 (Fig. 2) sur toute sa longueur, puisse s'infléchir sur une portion égale ou inférieure au double de la distance entre deux tôles 14 consécutives. L'actionnement des paires de leviers 3 et 4 (Fig. 5) s'effectue à partir d'un moteur électrique 19, par l'intermédiaire d'un réducteur 20 auquel est accouplé un arbre 21 portant une came 22. Dans la came 22 (Fig. 5, 6) sont engagés des galets 23, solidaires de deux crémaillères 24 et 25. Les crémaillères 24 et 25 sont accouplées à l'aide de pignons 20 et 27 à des roues dentées 28, 29. Pour le rattrapage des jeux il est prévu des systèmes compensateurs 30. Les crémaillères 24 et 25 actionnent respectivement, par l'intermédiaire des pignons 2t et 27, les roues 28 et 2C, lesquelles sont accouplées par des tringles 31 aux bras correspcn- dants des leviers 3 et 4 (Fig. 1). Dans le bottier du sous-ensemble porteur 2 sont disposées des transmissions assurant la mise en mouvement des rouleaux menants 6 (Fig. 2), des convoyeurs à channe 8 munis de galets 9, de cliquets à ressort supérieur et inférieur, 32 et 33 respectivement, montés dans la partie inférieure tubulaire du mandrin fixe 1. L'actionnement des rouleaux 6 et des convoyeurs à chalne 8 s'effectue à partir d'un moteur électrique 34, par l'intermédiaire d'un réducteur 35, d'un arbre 36, de pignons coniques 37, 38, d'un arbre supérieur 39 ou d'un arbre inférieur 40 selon la position des paires de leviers 3 et 4, d'arbres 41 et 42, dont les pignons d'entrée 43 et 44 sont en prise avec les pignons correspondants de l'arbre menant 13 lorsque les paires de leviers 3 et 4 sont serrrées et maintiennent le mandrin fixe 1. Les cliquets de retenue 32 et 33 assurent l'empilement des tôles 14 et la transmission de cet empilement au mandrin récepteur 5 sans interruption du processus d'orientation des tôles 14. Les cliquets supérieurs 32 à ressort sont actionnés directement par la saillie supérieure d'une tige creuse 45 coulissant à l'intérieur de la partie tubulaire inférieure du mandrin 1. Pour permettre le mouvement des rouleaux 6 et des convoyeurs 8 munis des galets 9, la tige 45 a des fentes. Les cliquets inférieurs 33 sont manoeuvrés grâce à l'action d'une saillie inférieure de la tige 45 sur une douille 46, laquelle est accouplée aux cliquets par des biellettes 47. La mise des cliquets 33 à la position sortie est assurée par le poids de la douille 46. Sur lEybige creuse 45 est fixée une crémaillère 48, avec laquelle sont engrenées des pignons cylindriques 49 et 50 portés par des arbres 51 et 52, disposés respectivement dans les paires de leviers supérieure et inférieure 3 et 4. Les arbres 51 et 52 sont cinématiquement reliés à l'aide de renvois d'angle 53 et 54, d'un arbre 55 et d'un différentiel 56. Le pignon supérieur 57 du différentiel 56 est relié au levier 3 et le corps du train de satellites 58 est lié par deys pignons cylindriques 59, 60 et 61 au levier 4. Le dispositif proposé fonctionne de la façon suivante. Les tôles de rotor de machines électriques à empiler arrivent une à une sur le mandrin fixe 1. La tôle engagée sur le mandrin 1 est centrée d'après son ouverture sur les rouleaux menants et à expansion 6 et 7 et, lorsqu'un des galets 9 se dépla çant vers le bas s'approche d'elle, elle est mise en mouvement. La force de serrage de la tôle produite par les rouleaux à expansion 7 assure l'adhérence nécessaire de cette t9e sur les rouleaux menants 6. La tôle 14 est mise en rotation et fait tourner librement les galets 9 quiMentralnent vers le bas. Le mandrin fixe 1 est centré et serré par la paire de leviers supérieure 3. La paire de leviers inférieure 4 est serrée. En tournant et en se déplaçant, la tôle 14 glisse le lpng des surfaces polies extérieures des taquets 16 (Fig. 4) de la clavette flexible 11 (fig. 2). La tôle 14 glisse librement sur cette surface extérieure de la clavette flexible 11 à ressorts, car les écartements entre les taquets 16 (Fig. 4) sont beaucoup plus petits que l'épaisseur de ladite tôle 14 ; pendant ce mouvement, la clavette flexible 11 à ressorts s'infléchit mais et, sous l'action des forces élastiques, elle tend à se redresser. Au moment où la rainure de clavette de la tôle 14 est mise en coinci- dence avec la clavette 11 à reporta, celle-ci se redresse, s'engage dans la rsinure de clavette de la tsle 14 et l'immobilise en rotation. Les diamètres des rouleaux menants et à expansion 6 et 7 disposés deux par deux, ainsi qué leurs positions relatives, sont choisis de façon à exclure l'interruption de la rotation des tales 14 au moment où sa rainure de clavette passe sur les rouleaux menants et à expansion 6 et 7. Ensuite, la tôle orientée 14 est chassée par les galets 9 du convoyeur à chatne (Fig. 2), qui les fait passer sur la partie inférieure tubulaire du mandrin 1, laquelle possède une clavette d'orientation rigide et fixe, alignée avec la clavette flexible 11. De cette façon, les tôles 14, arrivant une à une sur la partie supérieure du mandrin 1, sont orientées puis transmises aux cliquets supérieurs 32 où elles constituent un empilement. Avant l'achèvement d'un empilement, le moteur électrique 19 se met en marche. La rotation est transmise par le réducteur 20 et l'arbre 21 à la came 22. La came 22 commence à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre (Fig. 6). Le galet 23 de la crémaillère 25, actionnant la roue supérieure 29, roule alors sur un chemin à rayon variable. Le mouvement de la crémaillère 25 est transmis par le pignon 27 à ladite roue supérieure 29, laquelle desserre la paire de leviers supérieure 3 à l'aide des tringles 31. Le galet 23 de la crémaillère 24, actionnant la roue inférieure 28, roule alors sur un chemin à rayon constant. En conséuence, les leviers de la paire de leviers inférieure 4 restent immobiles. Le système compensateur 30 attrape les jeux dans les transmissions. La paire de leviers inférieure ss maltent le mandrin fixe 1 avec une force prédéterminée. Lors du desserrage de la paire de leviers supérieure 3, le pignon cylindrique 49 de l'arbre 51 (Fig. 2) se libère de la crémaillère 48. LE pignon supérieur 57 du différentiel 56, solidaire d'un levier de la paire de leviers supérieure 3, fait tourner les satellites du différentiel 56, lesquels font tourner le pignon inférieur de ce différentiel 56 et l'arbre 55. Celui-ci, en agissant sur la crémaillère 48 par l'intermédiaire du renvoi d'angle 54, de l'arbre 52 et du pignon cylindrique 50, déplace la tige creuse 45 vers le bas. Une fois la paire de leviers supérieure 3 ouverte, la saillie supérieure de la tige 45 repousse les cliquets de retenue supérieurs 32, et l'empilement de tôles 14 descend par gravité jusqu'aux cliquets de retenue inférieurs 33. Le moment où la parie de leviers supérieure 3 est desserrée correspond au moment où la came 22 a exécuté dans le sens des aiguilles d'une montre une rotation de /li/2. Ensuite, les leviers de la paire de leviers supérieure 3 commencent à se serrer. Au commencement du serrage, les cliquets de retenue supérieurs 32 se dégagent de la butée supérieure de la tige creuse 45 et, sous l'action des ressorts, ils s'écartent en assurant la retenue des tales 14 de l'empilement suivant. Quand la came 22 a exécuté une rotation égale à1-, les deux paires de leviers 3 et 4 sont serrées. La rotation de la came continuant dans le sens des aiguilles d'une montre, le mandrin 1 est maintenu par la paire de leviers supérieure 3, tandis que la paire de leviers inférieure 4 se desserre. A la fin du desserrage de la paire de leviers ;erieure 4 (rotation de la came 22 égale à 3 mis au train de satellites du différentiel 56 par les pignons cylindriques 59 et 60, liés au levier de droite de la paire de leviers inférieure 4. Le train de satellites, en roulant sur le pignon supérieur fixe 57 du différentiel 56, fait tourner le pignon inférieur du différentiel, l'arbre 55 et l'arbre 51. Le pignon cylindrique 49 de l'arbre 51, par l'intermédiaire de la crémaillère 48, déplace la tige creuse 45 dont la saillie infé rieure, fait remonter la douille 46, laquelle, par l'intermédiaire des biellettes 47, escamote les cliquets de retenue inférieurs 33. L'empilement de tôles 14 qui a été formé auparavant et était retenu par les cliquets inférieurs 33, descend et s'engage sur le mandrin récepteur inférieur 5 (pouvant au besoin être inter changeable), à partir duquel les tôles 14 sont ensuite transmises aux postes suivants. La came 22 continuant à tourner, la paire de leviers 4 se serre et, quand la came achève un angle de 2 du sous-ensemble porteur 2 reviennent à leur position de départ. Après formation de ltempilement suivant sur les cliquets de retenue supérieure 32, le cycle de fonctionnement des paires de leviers inférieure 4 et supérieure 3 se répète et la came 22, en visant un tour, assure de nouveau la reprise du mandrin fixe 1 par les paires de leviers et la transmission de l'empilement formé. Le processus automatisé d'avancement et d'orientation des tôles 14 sur la partie supérieure du mandrin fixe 1 reste continu, car l'arbre menant 13 est entrané en rotation continuel lement, quelle que soit la position des paires de leviers inférieure et supérieure 4 et 3, à partir de l'arbre 41 ou de l'arbre 42, les quels, par l'intermédiaire du système de renvois d'angle, ainsi que de l'arbre 36 et du réducteur 35, sont liés à l'arbre tournant du moteur électrique 34. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'empilage des tôles de rotor des machines électriques, comprenant un mandrin fixe qui assure ltorientation et l'empilage des tôles, des rouleaux menants pour la mise en rotation des tôles autour de ce mandrin fixe, sur la portion d'orientation, et un système pour assurer l'orientation des tôles sur le mandrin fixe, caractérisé en ce que le mandrin fixe comporte au moins cinq rainures le long de ses génératrices, au moins l'une de ces rainures contenant des rouleaux menants, tandis que dans les autres rainures sont disposés au moins deux convoyeurs à chaîne munis de galets pour l'accrochage des tôles, un train de rouleaux à expansion pour la mise en rotation desdites tôles de rotor et un système pour assurer l'orientation de ces tôles, réalisé sous la forme d'une clavette flexible à ressorts, constituée par des taquets fixés en ligne sur une lame élastique, ledit mandrin étant monté dans un sous-ensemble porteur muni de deux paires de leviers creux oscillants qui travaillent à tour de rôle et dont les cavités internes contiennent des transmissions liant cinématiquement les rouleaux menants et les convoyeurs à channe du mandrin. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie inférieure du mandrin a la forme d'un tube et comporte une clavette d'orientation rigide, disposée suivant l'une des génératrices du tube, et des cliquets de retenue oscillants montés sur ce tube et servant à retenir les tôles orientées lors de leur empilage. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'à l'intérieur de la partie tubulaire du mandrin est disposée um tige mobile, munie d'une crémaillère et de saillies de manoeuvre des cliquets de retenue, et entraînée à partir des deux paires de leviers oscillants du sous-ensemble porteur, par l'intermédiaire d'un différentiel et d'engrenages placés dans les cavités desdits leviers.