Brevet FR2247845A1 — publié le 19750509

La présente invention concerne I-. domaine de l'électrotcchni- que,et plus précisément les procédés de fabrication des enroulements des induits de micromachines de diverses destinations, par exempt des servonot6urs miniaturisés des systèmes d'automation, les moteurs électriques des appareils ménagers, eten particulier des rasoirs électriques. D'ordinaire l nroulement des micromachines a collecteur est placé dans les rainures de linduit La mise en place de l'enroulement dans les rainuras de l'induit est difficile au point de vue technologique, surtout si le nombre de rainuras dépasse trois, par ailleurs, du fait, que les spires de l'enroulement de l'induit sont concentrées dans les ral.nures ctest- udire, sont disposées irrégulièrement lorsque l'induit tourne dans un champ magnétique, sous les balais apparaissent des crachements exagérés qui provoquent l'apparition de perturbations radiophoniques et réduisent le niveau de fiabilité de la micromachine en exploitation. La simplification de la technologie de bobinage des enroulements exige la diminution du nombre de rainures de l'induit, cependant, les paramètres électromagnétiques du micromoteur se dégradent alors, les bruits d'origine électromagnétique augmentent, la rotation de l'induit dans le champ magnétique du stator devient irréguliere. Les inconvénients indiqués des micromachi.nes comportant un induit denté sont éliminés en réalisant des induits lisses pour les micromachines industrielles et des induits lisses creux pour les micromachines à démarrage rapide. On connait plusieurs procédés pour la préparation de l'enroulement d'un induit lisse par exemple on peut préparer Itenroulement par décapage chimique ou par usinage mécanique des intervalles entre les conducteursdsns un matériau feuilleté avec une fixation consécutive de ces feuilles sur une carcasse cylindrique. Ces procédés sont très laborieux. En outre, l'enroulement d'un induit li.sse peut etre réalisé en enroulant des sections séparées en fil de bobinage isolé, que l'on fixe ensuite sur une carcasse cylindrique et pour réduire la hauteur radiale de llenroulement de l'induit, qui détermine la grandeur de l'entrefer effectif non magnétique, les spires de l'enroulement sont réparties sur la surface latérale de la carcasse cylindrique. L'opération de la mise en place des spires de l'enroulement d'un induit lisse est compliquée au point de vue technologique, car la formation des parties frontalesest alors difficile, il peut y a-voir alors des endommagements de l'isolement du fil de bobinage quand on le fixe mécaniquement sur la carcas.se. L'un des procédés de fabrication d l'enroulement d'un indult lissepermettant d'éliminer partiellement les inconvénients indiqués plus haut est un procédé selon lequel on enroule le fil sur un gabarit en formant une rangée serrée et en réalisant simultanément les sorties. Le contour du gabarit est choisi selon la forme nécessaire des spires de l'enroulement de l'induit. Apres le bobinage l'enroulement est enlevé du gabarit et on le met en ruban. plat à deux couches, que l'on place à la surface d'une carcasse cylindriqGe et que l'on fixe sur cette dernière (voir par exemple le brevet de la République Fédérale d'Allemagne n 1 270 668). Cependant lors de ltapplicati-oa de ce procécé la technologie entraîne inévitablement l'augmentation do la longueur des parties frontales de l'enroulement, ce qui est dû à la disposition spatiale de tout l'enroulement sur la surface latérale du noyau de l'induit. En résultat nn fait accroître les portes dans l'enroulement et la quantité d- cuivre nécessaire augmente. Par ailLeurs 1 procédé décrt -plus haut comporte d'ordinaire ule opération manuelle de la répartition de l'enroulement en en un ruban plat a doux couches. Pour simplifier la formation des parties frontales, selon procédé décrit, les conducteurs des parties frontales de l'enroulement sont pliés, ce qui provoque lendommagement de l'isolement du fil de bobinage. La présente invention a pour but l'élimination des inconvénients indiqués plus haut. L'invention est basée sur le problème de la mise au point d'un procédé de fabrication de l'enroulement d'un induit lisse, qui permettrait de réduire la longueur des conducteurs des parties frontales, qui simplifierait la technologie de fabrication et réduirait la probabilité d'endommagement de l'isolement des conducteurs de l'enroulement lors de sa mise en place sur le noyau de l'induit. Ceci est obtenu du fait que, selon le procédé proposé de fabrication des enroulements d'un induit lisse, de préférence des micromachines à collecteur, comportant une opération de bobinage du fil sur un gabarit avec réalisation simultanée des sorties et la mise en place en deux couches de l'ébauche de l'enroulement enlevé du gabarit sur une carcasse cylindrique avec le pas nécessaire selon l'invention, les spires de l'ébauche de l'enroulement sur le gabarit sont divisées en quatre parties en fixant aux conducteurs deux bandes de meme largeur le long de l'ébauche de l'enroulement, l'ébauche de l'enroulement enlevée du gabarit est posée sur la carcasse cylindrique, en décalant la couche supérieure de conducteurs d'un pas de l'enroulement par rapport à la couche inférieure alors sont formées les parties frontales de l'enroulement, le fixant sur la carcasse indiquée. En cas de pose de l'enroulement directement sur le noyau de l'induit, il est avantageux de choisir les distances entre les bords des bandes mentionnées suivant le contour de la spire égales entre elles et égales à la longueur de la corde correspondant au pas de l'enroulement de l'induit, alors au cours de la pose de l'enroulement les conducteurs inac tifs seront serrés vers la ligne axiale du noyau de l'induit, en formant des parties frontales en spirale sur les côtés en bout du noyau indiqué et en se fixant sur ce dernier. En cas de fabrication de l'enroulement pour un induit creux il est important que les distances3 entre les bords des bandes sur le contour de la spire du côté des sorties de l'enroulement, soient choisies égales à la longueur de la corde correspondant au pas de l'enroulement de l'induit, et du côté opposé égales à la longueur de l'arc dont les extrémités sont raccordées par la corde indiquée ; lors de la pose de ltébauche de lten- roulement sur une carcasse cylindrique , en particulier sur un mandrin cylindrique, les conducteurs inactifs du côté des sorties de l'enroulement sont alors resserrés vers sa ligne axiale et du côté opposé ils sont posés en fais ceau sur la périphérie du mandrin. En outre,- on peut bobiner l'enroulement de l'induit sur un gabarit avec des conducteurs ferromagnétiques et desconducteurs de courant qui s'alternent. En comparaison avec les procédés connus de fabrication des enroulements des induits lisses des micromachines le procédé proposé se distingue par les possibilités constructives et technologiques suivantes ; il assure la réalisation technologique des dimensions minimales possibles des parties frontales de l'enroulement et, par conséquent, il permet d'économiser le cuivre de bobinage ; ; il assure une pose uniforme en rang des conducteurs de l'enroulement dans la zone active de l'induit pour n'importe quel pas d'enroulement3 et par conséquent une plus grande uniformité de la vitesse et du couple moteur du micromotetir, il permet de mécaniser le processus du bobinage et de la pose de l'enroulement sur le noyau de l'induit en réalisant simultanément l'isolement entre les couches et par rapport au corps grâce aux rubans fixant les spires de l'enroulement, ainsi que grâce à la réalisation automatique des dérivations allant au collecteur ; on élargit les limites des diamètres du fil de bobinage, grâce à la technologie de réalisation des parties frontales, en assurant une haute précision de réalisation technologique simple de n'importe quel pas de l'enroulement sans modifier les accessoires. L'essentiel de l'invention ressortira plus clairement de la description suivante donnée à titre d'exemple etofaite en se référant aux dessins donnés en annexe, qui représentent la figure ll'ébauche de l'enroulement d'un induit lisse après son enlèvement du gabarit (vue de côté) - la figure 2 le processus de fixation de l'ébauche de l'enroulement sur la surface latérale du noyau d'un induit lisse, selon l'invention ;; - la figure 3, le processus de la mise en place de l'enroulement sur la surface latérale du noyau de l'induit lisse, selon l'in vention - la figure 4, l'étape intermédiaire de la pose de l'enroulement sur la surface latérale du noyau de l'induit lisse selon l'in invention - la figure 5, l'induit lisse avec un enroulement réalisé selon le procédé faisant l'objet de l'invention la figure 6, l'ébauche de l'enrbulement enlevée du gabarit, en cas d'utilisation d'un induit creux (vue de côté) - la figure 7, le processus de fixation de l'ébauche de l'enroulement sur un mandrin, selon l'invention, en cas d'utilisation d'un induit creux - la figure 8, le processus de la pose de l'enroulement sur le mandrin en cas d'utilisation d'un induit creux - la figure 9 l'étape intermédiaire de la pose de l'enroulement sur le mandrin selon l'invention lors de l'utilisation d'un induit creux - la figure 10, l'enroulement pour un induit creux réalisé selon le procédé faisant l'objet de l'invention ; la figure 11, le dispositif pour la formation des sorties de l'enroulement exécuté selon le procédé faisant l'objet de l'invention ; et - la figure 12, la vue dans le sens de la flèche A sur la figure 11. Sur un gabarit tétraédral, non représenté sur le dessin, est enroulé un fil de bobinage.en une rangée serrée,dont les deux côtés opposés font la longueur des conducteurs 1, 2 (figure 1) de la partie active de l'enroulement de l'induit, tandis que les deux autres font la longueur des conducteurs inactifs 3, 4 de l'induit. Le fil est bobiné en réalisant simulta nément les sorties 5 en forme de boucles. La longueur de bobinage d'un enrou lement est choisie égale à la longueur de la circonférence du noyau de l'in duit :P =x,, D, D étant le diamètre du noyau de l'induit. Ensuite, les spires de l'enroulement sont fixées par des ru bans 6, par exemple en matériau isolant adhésif, et on enlève l'enroulement du gabarit. L'enroulement déposé du gabarit est fixé par l'une des extrémités du ruban 5 mentionné sur la surface latérale du noyau de l'induit 7 (figure 2) puis,en faisant, pivoter le noyau de l'induit 7, on met en place l'enroulement sur sa surface latérale en deux couches, en retenant le bout libre du ruban 6. La couche supérieure des conducteers actifs 2 commence alors à se déplacer par rapport à la couche inférieure des conducteurs actifs 1, tandis que les conducteurs inactifs 3, 4 commencent à se rapprocher de la ligne axiale du noyau de l'induit 7 (figures 3, 4). Lorsque le noyau da l'induit 7 continue de tourner, d'abord se rapprochent les conaoc=urs actifs extremes 1 de la couche inférieure de l'enroulement, puis les conducteurs actifs 2 extrêmes de la couche supérieure de l'enroulement, on raccorde électriquement les sorties extrêmes des deux couches.A mesure que ceci est nécessaire on fait tourner à nouveau le noyau de l'induit 7 sur lequel-est fixée la couche inférieure de conducteurs actifs, par rapport à la couche supérieure des conducteurs actifs2 dlun pas de l'enroulement. Alors se produit le serrage définitif des conducteurs inactifs 3, 4 vers la ligne axiale du noyau de l'induit 7 et se forment les parties frontales en spirale sur les côtés en bout du noyau de l'induit 7, comme représenté sur la figure 5. Ensuite, lors que l'enroulement est mis en place et formé sur le noyau de l'induit on le comprime en ajoutant une poudre ferromagnétique. Lorsqu'on utilise un induit creux on prépare l'enroulement de celui-ci selon le procédé proposé de la façon suivante Sur un gabarit, non représenté sur le dessin, réalisé sous forme d'un trapèze isocèle, dont les deux côtés latéraux ont une longueur égale à la longueur des conducteurs 1,2 (figure 6) de la partie active de l'enroulement de l'induit, la base supérieure ayant une longueur égale à la longueur de la corde de la circonférence du noyau de l'induit, correspondant au pas de l'enroulement de l'induit, tandis que la longueur de la base infé rieure est égale à la longueur de l'arc de la circonférence du noyau de l'induit raccordée par cette corde, les longueurs des deux bases étant égales aux longueurs des conducteurs 3, 4 de la partie inactive de 1 enroulement, on enroule le fil en réalisant simultanément les sorties 5 sous forme de boucles. La longueur de bobinage d'un enroulement est choisie égale à la longueur de la circonférence du noyau de l'induit. Les dimensions ainsi choisies du gabarit permettent de réaliser les parties frontales de manière que l'on puisse enlever le mandrin de l'enroulement après sa compression. Après le bobinage du fil sur le gabarit on colle, sur les conducteurs 1, 2,le ruban isolant 6 pour fixer ainsi la forme de l'enroulement, ensuite l'enroulement est déposé du gabarit. Puis l'enroulement est placé sur un mandrin 8 (figures 7, 8, 9), assemblé au préalable avec le collecteur 9, l'arbre 10 et la carcasse de l'induit 11. La pose de l'enroulment sur le mandrin 8 est réalisée de façon analogue a la pose sur la carcasse de l'induit comme décrit plus haut. Alors, du côté du collecteur 9, les conducteurs inactifs commencent également à être serrés vers la ligne axiale, en formant les parties frontales en spirale, tandis que, sur le côté opposé5 les conducteurs inactifs sont places en faisceau 12 (figure 10) sur la périphérie du mandrin. Ensuite ltenroulement est comprimé et on enlève le mandrin. Afin de réduite l'entrefer effectif de la mîcromachine, qui est déterminé par la hauteur radiale de l'enroulement de l'induit, l'enroulement est bobiné sur le gabarit avec des conducteurs de courant et ferromagnétiques qui s'alternent,par exemplesen cuivre et en acier électromagnétique. Pour la formation automatique des sorties, lors du bobinage de l'enroulement de l'induit lisse, on a mis au point un dispositif réalisé sous la forme d'un gabarit creux 13 (figure 11), sur lequel le fil est bobiné. Dans la cavité intérieure du gabarit 13 se trouve une barre 14 sur laquelle sont installés, perpendiculaires à la surface du gabarit, des éléments d'appui sous forme de tiges 15, la distance entre ceux-ci est égale à la largeur dune section de l'enroulement de l'induit.Pour mieux retenir les fils sur les éléments d'appui leur côté en bout est doté d'un évidement. La barre 14 avec les éléments d'appui indiqués est placée sur des ressorts 16. Lors du bobinage le dispositif proposé est placé dans une machine de bobinage et sur ce-dispositif est enroulé le fil, le f-il arrive automatiquement sur les tiges 15 et est retenu sur celles-ci en formant des spires allongées, qui seront ensuite utilisées pour les sorties 5 allant au collecteur 9. Après le bobinage de la quantité nécessaire de sections et la fixation des spires les tiges 15 sont écartées en abaissant la barre 14 à l'intérieur du gabarit 13. Après la dépose de l'enroulement la barre 14 avec les tiges 15 est ramenée en position de travail par les ressorts 16. I1 convient de remarquer, que la présente invention n'est pas limitée aux variantes décrites plus haut de réalisation de l'enroulement d'un induit lisse. Dans les limites de l'invention on peut utiliser des gabarits possédant d'autres configurations, par exemple ovales ou rondes. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de llenroulement d'un induit lisse, comportant les opérations de bobinage du fil sur un gabarit, en-réalisant simultanément les sorties et la pose de l'ébauche de l'enroulement déposée dru gabarit en deux couches, sur une carcasse cylindrique avec le pas nécessaire, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on divise les spires de l'ébauche de l'enroulement sur le gabarit en quatre parties par la fixation aux conducteurs de deux rubans de largeur identique le long de l'ébauche de l'enroulement déposée du gabarit, et qu'on place ensuite l'ébauche sur la carcasse cylindrique en décalant la couche supérieure de conducteurs par rapport à la couche inférieure d'un pas égal au pas de l'enroulement, en formant ainsi les parties frontales de l'enroulement le fixant à ladite carcasse. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les distances entre les bords des rubans mentionnés suivant le contour de la spire sont choisies égales entre elles et à la longueur de la corde correspondant au pas de l'enroulement de l'induit, et lors de la pose de l'ébauche de l'enroulement de l'induit sur la carcasse cylindrique, en particulier sur le noyau de l'induit, les conducteurs inactifs sont serrés vers la ligne axiale du noyau de l'induit, en formant les parties frontales en spirale sur les côtés en bout dudit noyau et sont fixés sur ce dernier. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les distances entre les bords des rubans suivant le contour de la spire du côté des sorties de l'enroulement sont choisies égales à longueur de la corde, correspondant au pas de l'enroulement de l'induit, et du côté opposé, à la longueur de l'arc, dont les extrémités sont raccordées par la corde indiquée, et lors de la pose de l'ébauche de l'enroulement sur la carcasse cylindrique, en- partlculier sur un mandrin cylindrique, les conducteurs inactifs du côté des sorties de l'enroulement sont resserrés vers son axe, et de l'autre côté ils sont posés en faisceau sur la circonférence du mandrin. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'enroulement de l'induit est bobiné sur un gabarit avec des conducteurs ferromagnétiques et conducteurs de courant qui s'alternent.