Brevet FR2156186A1 — publié le 19730525

La présente invention concerne une machine automatique à former des enroulements de champ pour machines électriues tournantes et, en particulier pour'des moteurs électriques à courant continu servant au démarrage de moteurs d'automobiles. On connaît des machines automatiques pour former des enroulements de charrFqui, du fait de leur structure complexe, sont d'une part d'un coût élevé et ont ,d'autre part une faible production La présente invention vise à réaliser une machine beaucoup plus simple que'les machines connues et de production horaire plus élevée. De plus, l'invention vise à obtenir, grâce ' une même machine, des enroulements à plusieurs couches apartir d'un ruban de dimensions variables selon les exigences. En outre, la présente invention vise obtenir un enroulement dont extrémité est tournée vers la droite ou vers la gauche et celpar simple rotation d'un dispositif de la maline . Un autre but de l'invention est la possibilité d'obtenir des enroulements enroulés soit dans le sens de la marche dè-, aiguilles d'un montre soit dans le sens opposé. Ces buts et bien d'autres sont obtenus par une machine automatique selon l'invention servant à former des enroulements pour machints électriques tournantes à partir d'un ruban caractéristépar le fait u'elle comprend la combinaison d un dispositif de redressement du ruban formé d'un plan sur lequel sont montés fous plusieurs rouleaux à axe vertical disposés selon deux rangées parallèles; d'un dispositif d entraînement et d'alimentation du ruban vers les dispositifs successifs; d'un dispositif de découpage du ruban coupant celui-ci à une longueur préétablie et essentiellement formé d'une cisaille à guillotine ; d'un premier dispositif de pliage; pliant de 90 une partie terminale du ruban tout en la gardant dans le plan du ruban; d'un deuxième dispositif de pliage pliant de 90 une partie du ruban placée à I'arri:- re de la partie précédente tout en gardant cette partie dans le plan du ruban d'un troisième dispositif de pliage amenant, par un déplacement de 90 la partie de ruban précédemment pliée par le premier et le deuxième dispositif de pliage, dans un plan perpendiculaire au plan dl enroulement du ruban . un dispositif d'extraction de l'enroulement ainsi formé, transportant celui-ci vers un dispositif de pliage ou de façonnage. Les caractéristiques de la machine selon la présente invention sont décrites et expliquées en détail pour une forme pratique de réalisation à titre d'exemple nullement limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue en perspective de la machine vue dans son ensemble La figure 2 est une vue en plan de la machine. La figure 3 est une vue en perspective d'un décas de la machine et plus précisément d'un dispositif de redressement et d'un dispositif dlentraînement et d'alimentation du ruban. La figure 4 est une vue en perspective partiellement en-onupe d'un dispositif de découpage,du ruban et du premier dispositif de pliage. La figure 5 est une vue en plan du dispositif de la figure 4. La figure 6 est une vue en perspective d'un second dispositif de pliage du ruban. La figure 7 est une vue en perspective d un troisième dispositif de pliage destiné à renverser de 90 la partie de ruban précédemment pliée. La figure 8 est une vue schématique en plan du dispositif de la figure 7. La figure 9 est une vue en perspective de la partie terminale d'un ruban tel quril apparat après le premier dispositif de pliage. La figure 10 est une vue en perspective de la partie terminale du ruban tel qutil apparat après le deuxième dispositif de pliage. La figure 11 est une vue en perspective de ltextémité du ruban tel qu'il apparat après le troisième dispositif de pliage. La figure 12 est une vue en perspective du dispositif d'enroulement du ruban permettant de former un bobinage. La figure 13 est une vue en perspective du dispositif de pliage ou de façonnage du bobinage formé. La figure 14 est une vue en plan des détails des figures 12 et 13. Selon les figures 1,2 et 3, on désigne par l > un châssis de la machine entièresoutenant un dispositif 2 de redressement du ruban, s'étendant de la 'gauche vers la droite et essentiellement formé d'un plan 3 solidaire du châssis 1 sur lequel sont montés fous trois rouleaux alignés 4 à axes verticaux ainsi que trois rouleaux 5, également montés fous > à axes verticaux, mais décalés par rapport aux axes des rouleaux 4. Les rouleaux fous 5 sont écartés du plan 3 vers le haut et d'une quantité égale à l'épaisseur d'un ruban 100 et chaque arbre 6 sur lequel est tonte un rouleau 5 présente une partie fraisée 6a servant guider le ruban. Le ruban 100 passe sous un rouleau 7 à axe horizontal, porté par un support en "U", 8 et servant de premier élément de guidage du ruban. Selon les figures 1, 2 et 3, on désigne par 9 un dispositif d'entraîne ment et d'alimenta:ion du ruban vers les disposai tifs successifs. Ce dispositif 9 est essentiellement formé d'une pièce monoblo c 10, portée par deux glis sières cylindriques 11 sur lesquelles elle est susceptible de glisser sous l'action d'un vérin 12 dont la tige est solidaire de la pièce monobloc 10 et dont le cylindre est supporté par deux bras 13 solidairdsdu châssis 1. Au dessus de la pièce monobloc 10, se trouve une autre pièce 14 formant bloe , pourvue d'une ouverture 15 permettant le passage du ruban 100 ; au-dessus de cette pièce en forme de bloc :,est fixé un vérin pneumatique 16 dont la tige traverse la pièce 14 pour atteindre l'ouverture 15. Au dessous des glissières cylindriques 1 1 sont disposés distants les uns des autres, des microinterrupteurs 17, 18, 19 et 20 susceptibles d'être a ctionnés à partir de la pièce monobloc 10 et dont la fonction sera expliquée ultérieurement. Selon les figures 4 et 5 , on va maintenant décrire un dispositif de découpage 22, servant découper le ruban 100 après que celui-ci ait été entraîné par le groupe d entraînement 9 d'une longueur égale q la longueur désirée. Le dispos itif de découpage 22 est formé par un bloc de base 23 solidaire du châssis 1 et supportant une lame fixe inclinée 24. Au-dessus du bloc de base 23, se trouve un support 25 sur lequel es;r fixé un piston pneumatique 26 portant une lame mobile 27. Cet ensemble constitue une cisaille à guillotine. On trouve ensuite un premier dispositif de pliage 28 formé d'une plaque pivotante 29 sur laquelle est fixé excentré un rouleau 30. Sur la face inférieure de ce rouleau, se trouve une fente 31 dans laquelle s insère le ruban 100 qui reste de la sorte à un niveau constant. Au centre de la plaque tournante, se trouve un ergot2, le ruban 100 doit passer entre ledit erg et la fente 31 du rouleau 30. La plaque pivotante 29 est montée sur un arbre 33 sur lequel est également montée une roue dentée 143 s'engrenant sur une crémaillère 35 actionnée par un vérin pneumatique 36. Le dispositif de pliage 28 doit plier de 90 une partie terminale du ruban tout en le conservant parfaitement de niveau. Un vérin pneumatique 37, placé à lavant du premier dispositif de pliage a son piston susceptible de se placer sur le parcours du ruban afin de le bloquer sur le châssis lors du premier pliage. En se référant à la figure 6, on va maintenant décrire un deuxième dispositif de pliage 38 servant, par la suite, à plier de 900 la partie du ruban place 'l'arrière de la partie précédente tout en la gardant dans le plan du ruban. Le deuxième dispositif de pliage 38 est formé d'un cylindre 39 soutenu par un support 40 solidaire du châssis de la machine. Au dessous du cylindre se trezeot = deux deux trous 41 dans lesquels se logent deux chevilles 42 solidaires du cylindre 39. Le cylindre 39 peut se déplacer en translation verticalement et sa course est commandée par un piston 43. Le cylindre 39 peut pivoter autour de son axe lorsque les chevilles sont disposées dans les trous 41. En se référant à la figure 7, on va maintenant décrire un troisième dispositif de pliage 44 servant X amener, an déplacement de 903 la partie de ruban précédemment pliée par le premier et le deuxième dispositif de pliage, dans un plan perpendiculaire au plan de déroulement du ruban. Le troisième dispositif de pliage 44 est formé d'un bâti 45 solidaire du châssis grâce à des organes de jonction mécanique de type ordinaire tels qu'il soit facile d'enlever le bâti 45 afin de le faire pivoter de 1800 pour des raisons qu' on expliquera ultérieurement. Le bâti soutient à laaLrtie supérieure un vérin pneumatique 46 et un poinçon 47 solidaire de sa tige afin de permettre le déplacement en translation vertic2le-ment du poinçon. Le bâti est fermé vers le bas par une surface 48 ayant une ouverture 49 à travers laquelle est susceptible de passer un second poinçon 50 dont l'axe est décalé par rapport à celui du poinçon 47. Le poinçon 50 est solidaire de la tige d'un vérin pneumatique 51. Dans la paroi latérale postérieure du bâti 45 se trouve une ouverture 52 travers laquelle est susceptible de passer la tige d'un vérin pneumatique 53. Au voisinage du troisième dispositif de pliage , se trouve une rainure 54 destinée à guider le ruban vers un dispositif enrouleur 55 destiné former un enroulement. 'Ce dispositif enrouleur 55 est constitué par une plaque 56 montée sur un arbre 57 et par un groupe moto-réducteur 58. La plaque 56 est pourvue d'encodies 21 dans lesquelles s 'insère la partie terminale pliée du ruban. Une contre-pièce 59 complémentaire est soutenue par la tiged'un vérin i pneùmatique hO coaxiaIement à l'arbre 57. Un ergot 61 est placé sur la contre-pièce 59 de telle sorte que,lorsque la plaque 56 et la contre-pièce 59 sont rapprochées cet ergot s'insère dans la partie pliée du ruban. Sur la contre-piece 59 est placé un micro-interrupteur 62 qui, après un demi-tour de la contre-pièce, vient en contact avec une plaquette 63 solidaire du châssis de la machine. Le micro-interrupteur sert à actionner un vérin pneumatique 64 destiné, effacer l'ergot 61 afin qu'il n'interfère plus avec l'enroulement et pour permettre la formation de spires successives. Un disque presseur 66 est monté à l'extrémité d'un levier 67 articulé en 68 sur le châssis de la machine. Le levier 67 est actionné par un vérin 68; Le disque presseur 66 sert à exercer une pression sur le ruban enroulé sur la plaque d'enroulement, cette pression étant nécessaire afin d o btenir un enroulement serré des spires et pour éviter qutune fois l'enrou- lement terrltdné, il se défasse. Une fois l'enroulement terminé, le vérin 68' désengage le disque de l'enroulement . Afin d'extraire l'enroulement terminé de la plaque 56, celle-ci présente des trous 69 en plusieurs points dans lesquels passent des ergots extracteurs 70 commandés par un vérin pneumatique non représenté sur les figures . L'enroulement extrait par le groupe enrouleur est prélevé par un dispositif de prélèvement 71 s'emparant de l'enroulement formé et le transportant vers un dispositif de pliage ou de façonnage 72.Le dispositif de prélévement 71 faisant également office de contre-pièce pour le dispositf de pliage 72, est constitué par un plan vertical 73 sur lequel -est fixée une plaque 79 complémenta re de la surface intérieure de ltenroulemxrt. Ce plan glisse le long d'une glissière 74 en étant commandé par un vérin pneumatique 75. Le dispositif de pliage 72 comportetse contre- pièce de pressage 76 ayant une surface complémentaire de la surface du plan vertical 73. La contre- pièce de pressage 76 est montée sur la tige d'un vérin pneumatique 77 qui est actionné lorsque le plan vertical façonné 73 soute nant l'enroulement est coaxial avec la contre- pièce de pressage 76. Un autre vérin pneumatique 78 porte des ergots extracteurs traversant le plan vertical façonné 73 et servant à extraire l'enroulement de la plaque 79. Le groupe enrouleur du ruban, le dispositif de prélèvement de l'enroulement et le dispositif de pliage ou de façonnag^sont tous maintenus par un châssis 80 indépendant du châssis 1 de la machine, relié - celui ci grâce à des jonctions mécaniques permettant un déplacement vertical du châssis 80 afin de pourvoir régler le niveau des dispositifs par rapport à la rainure de guidage 54 du rouleau pour obtenir des enroulements enroulés dans le sens de la marche des aiguilles d'une montre ou dans le sens opposé comme on le verra ultérieurement. On va maintenant décrire le fonctionnement de la machine décrite ci dessous On fait passer un bout du ruban 100 au dessous du rouleau 17, entre les rouleaux fous 4 et 5 jusqu'à ce qu'il atteigne le dispositif d entraînement 9 où il est inséré dans l'ouverture 15. On fait alors avancerle vérin pneumatique 16 dont la tige se déplace vers le bas jusqu'à exercer une pression sur le ruban bloqué sur la pièce monobloc 10. On actionne ensuite le vérin 12 qui pousse la pièce monobloc 10 sur les deux glissières cylindriques 11. La pièce monobloc entraîne le ruban jusqu'au premier dispositif de pliage et, au moment ou l'extrémité du ruban atteint cetteposition, la pièce monobloc heurte le premier micro interrupteur 17 qui fait cesser 1' actioç du vérin 12. De la sorte, le ruban se trouve entre l'ergot32 et la fente 31 du rouleau 30. En rneme temps on actionne le vérin pneumatique 37 qui bloque le mban ; le vérin pneumatique 36 faisant pivoter la plaque 29 provoque le premier pliage à 900 de la partie terminale du ruban, conservA :parfaitement en plan , ainsi qu'on peut le voir sur la figure 9. La première cpération de pliage étant terminée, on avance de nouveau le vérin 12 qui pousse le ruban en direction du deuxième dispositif de pliage et s'arrête lorsque la pièce monobloc 10 touche le second micro-interrupteur 18 qui contrôle l'avancement du piston 43. Le piston fait descendre le cylindre 39 de sorte que les chevilles 42 encadrent le ruban 100. Par la suite le cylindre 39 pivote autour de son axe et le ruban 100, grâce aux deux chevilles 42 est ensuite plié à 90 , ainsi qu'on peut le voir sur la figure 10. Ce deuxième pliage peut avoir lieu, soit dans le sens de la marche des aiguilles d'une montre, soit dans le sens opposé afin d'obtenir une sortie de l'extrémité de l'enroulement en "S" ou en "U". La deuxième opération de pliage étant terminée , on fait avancer de nouveau le vérin 12 qui porte ainsi le ruban pros du troisirr' dispositif de pliage: ce point, la pièce monobloc 10 touche le troisième micro-interrupteur 19 qui coupe l'alimentation du vérin 12 et fait avancer le vérin pneumatique 51. Celui-ci bloque le ruban contre la face intérieure du bâti 45. On alimente successivement le vérin pneumatique 46 poussant le poin çon 47 sur la partie rectiligne du ruban puis le vérin pneumatique 51 poussant le second poinçon 50 en direction du premier . Celui-ci agii sur la partie pliée du ruban et provoque son déplacement de 900 dans un plan perpendiculaire au plan d'avancement du ruban. Pour obtenir l'extémité de l'enroulement dirigé vers la droite ou vers la gauche, il suffit de faire pivoter de 180 l'ensemble du troisième dispositif de pliage ainsi si qu'on l'a dit auparavant Le troisième pliage etant achevé, on fait de nouveau avancer le vérin 12 qui porte l'extrOmité du ruban près du dispositif enrouleur et plus préciément en regard des encoches 21 de la plaque façonnée 56. En même temps la piece monobloc 10 vient en contact avec le quatrième micro-interrupteur 20 qui contre les cç atioals suivantes: Découpage du ruban grâce au dispositif de découpage alimenté par le vérin 26. Retrait du vérin 12 pour ramener la pièce monobloc 10 dans sa position initiale Alimentation du vérin pneumatique 60 poussant la contre-pièce 59 sur la plaque façonnée 56. Ali nentation successive du verin pneumatique 68' qui actionne le levier 67 faisant descendre le disque presseur 66 sur le ruban. On fait alors démarrer le groupe moto-réducteur 58 faisant tourner la plaque 56 et la contre-pièce 59 jusqu'a ce que le micro-interrup teur 62 heurte la plaquette 63. Le micro-interrupteur 62 excité fait avancer le vérin pneumatique 64 faisant sortir l'ergot 61 de la contre-pièce 59. De la sorte , il se forme un enroulement dont le nombre de spires dépend de la longueur du ruban. Une fois l'enroulement terminé on réalise successivement les opérations suivantes Arrêt du verin pneumatique 68' ce qui soulève le disque presseur. Retrait du vérin pneumatique 60 ce qui éloigne la contre - pièce 59 de la plaque 56. Alinalentation du vérin pneumatique 75 qui pousse le plan vertical façonné 73 coaxialement à la plaque Alimentation du verin pneumatique soutenant les ergots 70 qui extraient l'enroulement de la plaque 56 pour le pousser sur la plaque 79 du plan vertical 73 A ce moment s on inverse le sens de ' ehvérin75 . qui amène de nouveau le plan vertical façonné 73 près de la contre-pièce de pressage 76 qui estèlle -même pousséepar le vérin pneumatique 77 contre ledit plan vertical en causait le façonnage définitif de l'enro'lement Ensuite le vérin 78 se déplace vers l'avant et les ergots provoquent l'extraction de l'enroulement de la plaque 79. Pour obtenir un enroulement du ruban dans le sens inverse de celai de la marche des aiguilles d'une montre, il suffit de déplacer l'ensemble du cha sis 80 afin que la rainure 54 se trouve près de la partie inférieure de la plaque 56 que l'on fera tourner ensuite dans le sens inverse de celui de la marche des aiguilles d'une montre Toutes les opérations décrites ci-dessus se répètent suivant la succession d'un ou de plusieurs programmes le type connu et que l'on ne décrit pas dans cette demande de brevet. On désigne. par 81 un dispositif d'alimeutation d'un ruban d'un matériau isolant qui est inséré entre deux spires lors de la réalisation de l'enroulement. REVENDICATIONS 1. Machine automatique servant à former des enroulements pour machins électriques tournantesà partir d'un ruban , caractérisée par le fait qu'elle comprend la combinaison d'un dispositif de redressement du ruban formé d'un plan sur lequel sont montés fous plusieurs rouleaux à axe vertical disposés selon deux rangées parallèles ; d'un dispositif d'entra-ement et d'alimentation du ruban vers les dispositifs successifs; d'un dispositif de découpage du ruban coupant celui-ci à une longueur préétablie et essentiellement formé d'une cisaille à guillotine; d'un premier dispositif de pliage pour plier de 90 une partie terminale du ruban tout en la gardant dans le plan du ruban; d'un deuxième dispositif de pliage pour plier de 90 une partie du ruban placée à l'arrière de la partie précédente tout en gardant cette partie dans le plan du ruban; d'un troisième dispositif de pliage amenant , par un déplacement de 90 les parties de ruban précédemment plioespar le premier e't le deuxième dispositif de pliage dans un plan perpendicr:kire au plan d'enroulement du rubandun dispositif d'extraction de l'enroulement ainsi formé transportant celui-ci vers un dispositif de pliage ou de façonnage. 2. - Machine automatique selon la revendica:-ion 1 caractéris6e par le fait que le dispositif d'entraînement comporte une pièce monobloc glissant sur deux glissières cylindriques sur lesquelles est monté un vérin pneumatique dont la tige exerce une pression sur la pièce monobloc 3. - Machine automatique selon la revendication 1 caractérisée par le fait que le premier dispositif de pliage est constitué par une plaque pivotante sur laquelle sont placés un ergot coaxial à l'axe du pivotement de la plaque et un rouleau excentré pourvu sa partie inférieure d'une fente dans laquelle peut s'insérer le ruban. 4. - Machine automatique selon la revendication 1 caractérisée par le fait que le deuxième dispositif de pliage comporte un cylindre soutenant deux chevilles entre lesquelles se placent le ruban, ledit cylindre étant susceptible de se déplacer en translation verticalement et c pivotement dans le sens de la marche des aigùilles d'une montre ou dans le sens oppose. 5. - Machine automatique selon la revendication 1 caractériséepar le fait que le troisième dispositif de pliage comporte un premier poinçon pouvant se déplacer verticalement, placé dans la direction d'avancement du ruban, opérant lors de son déplacement du haut vers le bas, un second poinçon ayant également un mouvement vertical suivant une direction parallèle à la direction de déplacement du premier poinçon et opérant lorsqu'il se déplace du bas vers le haut; un vérin dont la tige a une action sur le ruban dans une direction perpendiculaire aux directions de déplacement du premier et du second poinçons,le premier et le second poinçons étant décalés l'un par rapport à l'autre d'une longueur égale t l'épaisseur du ruban. 6. - Machine automatique selon la revendication 1 caractérisée par le fait que le dispositif roulement de la bande comporte : une plaque façonnée pivotante, pourvue encoches. dans lesquelles s'insère la partie terminale pliée du ruban; une contre-pièce susceptible de se déplacer le long de l'axe de rotation de ladite plaque et pourvue d'un ergot destiné à s'insérer dans la partie pliée du ruban. 7. - Machine automatique selon la revendi caticn 1 caractérisée par le fait qu'elle comporte un disque presseur destiné à exercer une pression sur le ruban lors de I'opération d'enroulement du ruban sur ladite plaque 43. - Machine automatique selon la revendication I caractérisée par le fait que le dispositif de prélèvement de l'enroulement comporte un plan vertical façonné sur lequel est fixé une plaque de surface complémentaire de la surface intérieure de l'enroulement ledit plan vertical étant susceptible de se déplacer horizontalement dans un mouvement rectiligne. 9. - Machine automatique selon la revendication I caractérisée par le fait que le dispositif de pliage ou de façonnage de l'enroulement comporte une contre-pièce de pressage ayant une surface complémentaire de celle du plan vertical façonné du dispositif de prélèvement de l'enroulement, ladite contre- pièce agissant dans une direction perpendiculaire à la direction de déplacement du dispositif de prélèvement. 10. - Machine automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractériscepar le fait qu'elle comporte un bâti susceptible de se déplacer en translation verticalement et sur lequel sontmontésle dispositif d" enroulement du ruban, le dispositif de prélèvement de l'enroulement formé, le dispositif de pliage et de façonnage de l'enroulement. 11. - Machine automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisée par le fait que le troisième dispositif de pliage est susceptible de pivoter de 180 autour de son axe vertical. 1 2. - Machine automatique selon l'une quelconque des revendications I à 11 caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens servant à extraire l'enroulement formé de la plaque façonnée du dispositif d'e nroule- ment. 13. - Machine automatique selon l'une quelconque des revendications 1, à 12 caractérisée par le fait qu elle comporte des moyens permettant l'extraction d'un enroulement terminé du plan vertical façonné du dispositif de prélèvement de l'enroulement.