Brevet FR2350900A1 — publié le 19771209

La présente invention concerne un procédé de fabrication de tôles de moteurs électriques présentant un contour extérieur sensiblement circulaire à partir d'une bande de départ large avec utilisation de bandes de formage présentant un contour extérieur ondulé en tant qu'ébauche, une tole de moteur électrique réalisée selon le procédé, ainsi qutun outil de coupe en vue de la mise en oeuvre du procédé. Des méthodes connues de fabrication de tôles de moteurs électriques présentant un contour extérieur sensiblement circulaire avec utilisation de bandes de formage en tant qu'ébauche, utilisaient des procédés et des outils à découpes successives en vue de la division de la bande de départ en bandes de formage. Selon le DOS 1.602.504 et également selon le DAS 1.602.424, des trous d'introduction étaient pratiqués au cours d'une première opération et simultanément ou ensuite des trous circulaires ou des trous oblongs avec des bords pa rallèles étaient percés en tant que trous dits de pré-séparation. Au cours d'une autre opération, les trous de préséparation sont réunis par des entailles en forme de pince et ainsi les différentes bandes de formage sont réalisées pas à pas. Lors de l'usinage ultérieur de ces bandes de formage avec un contour extérieur trapézoidal ou en zig-zag, donc lors de la découpe des tôles de moteurs électriques à partir des bandes de formage, subsiste en tant que déchet une bande marginale. Selon une autre mnthode connue par la publication Tooling and Production, Cleveland 37 (1971)H.2, pages 48-51, les tôles de moteurs électriques sont réalisées à partir de la bande de formage avec un contour extérieur ondulé. Dans ce cas, la bande de formage est guidée à travers deux presses disposées en succession et dans la première presse est découpée la tole du rotor et dans la seconde presse la tôle du stator, sans bande marginale. ;ais un usinage ultérieur par enlèvement de copeaux des tôles de stator empilées est nécessaire. Les tolérances de fabrication se présentant notoirement dans le cas d'un procédé par découpes successives existent également dans le cas des méthodes précitées de division de bandes larges en bandes de formage. A cela s'ajoutent les tolérances lors de l'usinage des bandes de formage en tôles terminées de moteurs électriques. Afin cependant d'obtenir la précision nécessaire pour la fonction des pièces, en particulier pour le contour extérieur, les tôles de moteurs électriques sont d'une part découpées avec une bande marginale ou d'autre part soumises à un usinage ultérieur par enlèvement de copeaux. Les manques de qualité désavantageux pour des raisons technologiques doivent ainsi être compensées par un besoin accru de matériau pour la bande marginale ou par une opération supplémentaire en vue de l'usinage après coupe du contour extérieur des tôles de stator. Le but de l'invention consiste à améliorer encore l'utilisation du matériau dans le cas de la mise en oeuvre de bande de formage en tant qu'ébauche et de garantir dans ce cas le maintien de la qualité nécessaire des pièces au prix d'un coût technologique minimal. L'invention a pour objet de réaliser un procédé de fabrication de tôles de moteurs électriques à partir d'une bande de départ large, selon lequel tout abord la tolérance de fabrication de la bande de formage constituant l'ébauche, en particulier entre les surfaces de coupe internoeet externes, est diminuée et en bloc dans les tôles de moteurs électriques terminées, une qualité de surface de coupe régulière du contour extérieur et des tolérances de fabrication faibles entre contour interne et externe en résultent. Le second but de l'invention consiste à réaliser un outil de coupe de dimensions minimales parallèles au sens d'avancement de la bande et de structure favorable pour la fabrication en vue de la mise en oeuvre de l'opération de division de la bande large. Un autre but de l'invention consiste dans la réalisation d'un contour extérieur de pièce conforme au procédé pour des tôles de moteurs électriques. Conformément à l'invention, ce problème est résolu par le fait que lors de la division de la bande de départ par opération d'avancement et course de la presse, des surfaces de coupe extérieures résultantes commencent et prennent fin sur les points de tangence entre rayons extérieurs et intérieurs Les parties de surfaces de coupe extérieures réalisées en tant que rayons extérieurs forment alors des tronçons du contour extérieur des tôles de moteurs électriques. Les autres tronçons du contour extérieur sont réalisés lors d'un autre usinage des bandes de formage en tôles de moteurs électriques terminées à l'aide d'un procédé par succession ensoi connu.En outre, lors de la division de la bande de départ par opération d'avancement et la bande en résultant, au moins les parties des surfaces de coupe extérieures réalisées en tant que rayons extérieurs et les surfaces de coupe intérieures leur étant associées, par exemple les trous d'introduction, sont- fabriquées simultanément. La totalité ou une partie des bandes de formage résultant de la bande de départ large peut également recevoir plusieurs séries longitudinales de pièces disposées décalées entre elles. Il convient que, lors de la division de la bande de départ sur les points de tangence entre rayons extérieurs et intérieurs des surfaces de coupe extérieures de bande de formage, des entailles en soi connues du contour extérieur de tôles de moteurs électriques, en particulier le contour extérieur des tôles de stator, bulles que des rainures pour pinces, ou de soudage et/ou d'orientation, soient pratiquées. En variante, lors de l'usinage ultérieur des bandes de formage peuvent être pratiquées sur les points de tangente entre rayons extérieurs et intérieurs des surfaces de coupe extérieures des bandes de formage, les entailles, telles que rainures de pince ou de soudage et/ou d'orientation; Lors de l'usinage ultérieur des bandes de formage au moyen d'un outil à suite, s'effectue durant une course de la presse, temporellement en succession, tout d'abord l'alignement de la bande de formage par pénétration de deux tiges d'intro- duction adjacentes disposées sur le côté d'entrée de la bande de l'outil dans deux des trous d'introduction existants et aussitôt après le perçage de trous d'introduction supplémentaires se trouvant entre les tiges d'introduction et dans la partie de rebut ultérieur. Ensuite s'effectue l'autre alignement de la bande de formage par introducthon d'autres tiges d'introduction dans les trous d'introduction supplémentaire percés précédemment et dans d'autres perçages appropriés, comme des trous d'axe, et aussitôt toutes les autres opérations de coupe en vue du finissage des tôles de moteurs électriques sont effectuées. L'outil de coupe selon l'invention présente sur les éléments de coupe pour les lignes d'intersection extérieure de bande de formage des lames avec des rayons extérieurs identiques et des longueurs d'arc identiques ainsi qu'avec des rayons internes identiques et des longueurs d'arc identiques. Les lames sont en outre réalisées du côté d'amenée de la bande avec une réduction en biseau, par exemple un chanfrein ou un rayon. Les éléments de coupe pour les surfaces de coupe internes des bandes se trouvent dans ou entre les éléments de coupe pour les surfaces de coupe extérieures. Les éléments de coupe pour les surfaces de coupe intérieures peuvent être disposés pour des raisons d'ajustage dans des trous, qui comportent les éléments de coupe pour les surfaces de coupe extérieure. La tôle de moteur électrique présentant un contour extérieur sensiblement circulaire se caractérise par le fait que les entailles, comme les rainures de soudage ou de pince et/ou d'orientation se trouvent aux points de contact avec les pièces adjacentes disposées en plusieurs rangées dans la bande de départ large et décalées entre elles et aux points de symétrie spéculaire. Les tôles de moteurs électriques à fabriquer sont disposées dans la bande de départ 1 (Fig. 1) de sorte que les diamètres extérieurs des futures tôles de stator se touchent diagonalement aux-points de tangente . Parallèlement à la direction d'amenas de la bande, les tôles de stator ultérieures sont séparées par l'espace s. Dans le cas d'une conformation et d'une disposition optimales des pièces et selon la largeur de la bande et le diamètre des tôles de stator, l'écart s est variable et peut mêrne prendre une valeur négative. Les pièces se recouvrent alors un peu dans le sens longitudinal, et les diamètres extérieurs sont entamés d'un ou des deux côtés.Dans la première phase du procédé, la bande de départ 1 est divisée sur une presse en bandes de formage 3, dont les surfaces ce coupe extérieures 4 se composent de rayons tangents, qui correspondent au demi-diamètre de la tôle de stator. Durant une course de la presse, la bande de départ I est tout d'abord avancée d'une longueur lv, au moyen de tiges d'introduction 20 (Fig. 4), qui pénètrent dans des trous d'introduction 5 déjà présente, percés antérieurement (Fig.1), placés exacteraent dans la position correcte et sur toute la largeur de la bande toutes les surfaces de coupe 4t et 5t se trouvant entre les points de tangente 2A et 2E sont réalisées. Le processus se répète jusqu'à ce que la bande de départ 1 ait été divisé sur toute sa longueur en bandes de formage 3. Les bandes de formage résultantes 3 sont enroulées en bobinées et amenées séparément à une seconde presse. La seconde phase du procédé commence avec 1'a- vancement de la bande de formage 3 sur une distance lv correspondant au pas des éléments de bandes de formage. Selon la Fig. 2, la bande de formage 3 avancée sur le côté d'introduction de l'outil est tout d'abord alignée par des tiges d'introduction pénétrant dans au moins deux trous d'introduction 5, et dans la première séquence, deux trous d'introduction supplémentaire 6 se trouvant entre les pièces ultérieures, ensuite le trou d'axe 7, les encoches de rotor 8 et les rainures de pince 9 sont percées ou entaillées. Les rainures de pince 9 se trouvent sur les points de tangente 2.Au cours des séquences suivantes, en plus de l'alignement au moyen des trous d'introduction supplémentaires 6 et des tiges d'introduction, sont percées successivement les encoches de stator 10, la tôle de rotor 11 et la tôle de stator 12 découpées. Entre deux tôles de stator 12 subsiste la partie de déchet 13, qui se compose dans le cas du diamètre extérieur de tôle de stator entaillé de deux parties. Pour le très grand nombre de tôles de moteurs électriques à fabriquer annuellement, il peut être approprié de mettre en oeuvre et d'usiner, en tant qu'ébauches, des bandes de formage 3 avec deux rangées de pièces correspondant à la Fig. 3 Les pièces sont alors disposées de telle sorte que les diamètres extérieurs de tôles de stator se recouvrent parallèlement à l'axe longitudinal. Les pièces sont ainsi entaillées un peu des deux côtés. L'écart s prend ainsi une valeur négative. Dans la direction diagonale subsiste dans le cas du découpage entre pièces se trouvant à l'intérieur d'une bande de formage 34, une bande intermédiaire. En vue d'une disposition optimale des pièces sont également possibles d'autres écarts des pièces entre elles. Le contour extérieur de la tôle de stator présente trois rainures de soudage 14;14a;14b; et une rainure d'empilage 15 (rainure d'orientation). Une rainure de soudage 14 de chaque tôle de stator se trouve sur l'axe médian de la rangée de pièces concernée, la seconde rainure de soudage 14a sur un point de tangence 2 entre les rayons extérieurs et intérieurs des surfaces de coupe extérieures 4 de bande de formage. La troisième rainure de soudage 14b pour une tôle de stator est symétrique par rapport à l'axe médian de la rangée de pièces par rapport à la seconde. Les autres points de tangence 2 sont recouverts par les rainures d'empilage 15. La position du point de tangence 2 par rapport à l'axe médian de la rangée longitudinale de pièces et ainsi la position des rainures de soudage, de pince ou d'empilage est déterminée par où ck est l'angle minimal entre l'axe médian de la rangée londitudinale de pièces et le point de tangence 2 sur la Fig. 2, s, l'écart des diamètres extérieures de tôles de stator adjacentes mesuré sur-l'axe médian de la série longitudinale de pièces et d, le diamètre extérieur des tôles de stator. L'invention permet la fabrication de tôles de moteurs électriques présentant un contour extérieur sensiblement circulaire pour une disposition optimale des pièces dans la bande de départ large, ainsi une utilisation la plus grande possible du matériau. Car lors du traitement ultérieur des bandes de formage ne subsiste ni une bande marginale, ni un usinage après coup du contour extérieur des tôles de stator n'est nécessaire. Grace à la disposition précise des parties de surfaces de coupe extérieures résultant de la course et de l'opération d'avancement de la presse sur les bandes de formage, sont fabri- quées au cours de cette phase sur toutes les pièces toujours les mêmes parties du contour extérieur.En liaison avec la fabrication simultanée des parties de contour extérieur et des trous dtintroduction associés, ce qui correspond au principe de "taille globale" avec des tolérances de fabrication faibles, les écarts du contour extérieur des pièces fabriquées en deux phases sont également petites par rapport au contour interne, de sorte qu'il est ainsi possible d'utiliser les tôles de moteurs électriques ainsi fabriquées dans des moteurs standard optimalisés en ce qui concerne leur rapport masse/puissance et en particulier de mettre en place les têtes de stator empilées sans usinage après coup dans des carters de moteurs correspondants. Une réalisation en plusieurs rangées des bandes de formage accroît la productivité de la phase d'usinage. Des imperfections suscitées par l'usure des lames sur les transistors des parties du contour extérieur de tôles de stator fabriquées en différentes phases peuvent être évitées grâ- ce à la position précise de leurs entailles habituelles. La base de l'outil de coupe en vue de la division de la bande de départ large en bandes de formage selon la Fig. 4 (représentation en coupe parallèle à la direction d'amenée de la bande), la Fig. 5 (vue partielle de dessous de la partie supérieure de 1'outil) et la Fig. 6 (vue partielle de dessus de la partie inférieure de l'outil) sont la partie inférieure du bati de colonnes et la partie supérieure du bâti de colonnes 17.Sur la partie supérieure du b ti de colonnes 17 sont fixés les éléments de coupe mobiles 18 pour les surfaces de coupe extérieures de bande de formage et les poinçons de coupe 19 pour les trous d'introduction ainsi que les tiges d'introduction élastiques 20. Les éléments de coupe mobiles 18, les poinçons de coupe 19 et les tiges d'introduction 20 sont entourés par un serre-flan/racleur 21, qui est guidé par les colonnes 22 et est chargé par les ressorts 23. Sur la partie inférieure du bâti de colonnes 16 sont fixés les éléments de coupe fixes 24 et 32 pour les surfaces de coupe extérieures de bande de formage ainsi que les douilles de coupe 25 pour les trous d'introduction et entourés par la butée/éjecteur 26, qui, à l'état de repos, est maintenu par les ressorts 27 dans la position représentèe. Les éléments de coupe 18 et 24 sont centrés par les poinçons- de coupe 19 ou les douilles de coupe 25, étant donné que ceux-ci reposent dans des trous de réception d'égale grandeur 31 des éléments de coupe 18 et 24. Les trous de réception ou logements 31 des éléments de coupe 18;24 et 32 servent en outre au centrage lors de la fabrication. Les lames de tous les éléments de coupe 18;24 et 32 présentent des rayons extérieurs 28 d'égale dimension et des rayons intérieurs 29 d'égale dimension ainsi qu'une réduction sous la forme d'un chanfrein 30. Le cycle de travail de l'outil de coupe commence avec l'alignement de la bande de dé#part 1 avancée, Fig. 1, dans laquelle pénètrent les tiges d'introduction 20 dans des trous d'introduction antérieurement percés 5, Fig. 1. La bande de départ 1 est alors poussée par le serre-flan/racleur 21 sur les parties d'outil fixes 24;25;32. Ensuite, les éléments de coupe 18 et 24 taillent les surfaces de coupe extérieures 4 des bandes de formage 3 (Fig. 1) dans la zone déterminée par une longueur d'avancement lv, de telle sorte que les surfaces de coupe réalisées par le chanfrein 30 conservent un élargissement, et simultanément les poinçons de coupe 19 percent les trous d'introduction 5 (Fig. 1). Lors du recul de l'outil, le serre-flan/racleur 21 enlève les morceaux de bande de formage découpée des éléments de coupe mobiles 18, les poinçons de coupe 19 ainsi que les tiges d'introduction 20 et la butée/éjecteur 26 pousse les morceaux de bande de formage entre les éléments de coupe fixes 24 vers le haut, afin de permettre une autre opération d'avancement. La réalisation uniforme et de dimension identique de tous les éléments de coupe pour les surfaces de coupe extérieures de bande de formage permet un abaissement du temps pour la préparation de la fabrication (par exemple pour la programmation de machines à commande numérique, seul un programme est nécessaire) et pour la fabrication elle-m#me. Gracie à la disposition des éléments de coupe pour les trous d'introduction à l'intérieur des éléments de coupe pour les surfaces de coupe extérieures de bande de formage, en particulier dans des trous de ceux-ci pour des raisons d'ajustage, une précision élevée d'outil est obtenue, car les trous servent au centrage non seulement lors de la fabrication, mais également lors du montage et de la mise en oeuvre. En outre, les dimensions extérieures de l'outil et les dimensions de presse parallèles à la direction d'amenée de la-bande peuvent être main- tenues faibles. R7VENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication de tôles de moteurs électriques présentant un contour extérieur sensiblement circulaire à partir d'une bande de départ large dont la largeur s'élève à plusieurs fois la dimension extérieure de la pièce, selon lequel tout d'abord la bande de départ est divisée sur des presses en bandes de formage en tant qu'ébauche, qui présentent des surfaces de coupe intérieures, par exemple des trous d'introduction, et extérieures qui se composent de rayons tangents, après quoi les bandes de formage sont usinées séparément sur des presses en tôles ce moteurs électriques, caractérisé en ce que lors de la division de la bande de départ, les surfaces de coupe extérieures, résultant de l'opération d'avancement et de la course des presses, sur les bandes de formage, commencent et se terminent sur des points de tangence entre rayons extérieurs et intérieurs, de telle sorte que les parties de surfaces de coupe extérieures réalisées en tant que rayons extérieurs forment le contour extérieur des tôles de moteurs électriques et lors de l'usinage ultérieur des bandes de formage à l'aide d'un procédé à opérations successives en soi connu, les autres tronçons du contour extérieur des tôles de moteurs électriques sont réalisés. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de la division de la bande de départ en bandes de formage pour une opération d'avancement, au moins les parties des surfaces de coupe extérieures réalisées en tant que rayons extérieurs et les surfaces de coupe internes associées, par exemple les trous d'introduction, sont fabriquées simultanément. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la totalité ou une partie des bandes de formage provenant de la bande de départ large comporte plusieurs rangées longitudinales de pièces disposées décalées les unes par rapport aux autres. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1,2 et 3, caractérisé en ce que lors de la division de la bande de départ, sur les points de tangence entre rayons extérieurs et intérieurs des surfaces de coupe extérieures de bande de formage sont pratiquées des entailles en soi connues du contour extérieur de tôles de moteurs électriques, en particulier du contour extérieur de tôles de stator, telles que des rainures de pince ou de soudage et/ou d'orientation. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 2 ou 3, caractérisé en ce que lors de l'usinage ultérieur des bandes de formage, sur les points de tangente entre rayons extérieurs et intérieurs des surfaces de coupe extérieures de bande de formage sont pratiquées des entailles en soi connues du contour extérieur de tôles de moteurs électriques, en particulier du contour extérieur des tôles de stator, telles que des rainures de pince ou de soude et/ou d'orientation. 6 - Procédé selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lors de l'usinage ultérieur des bandes de formage au moyen d'un outil durant une course de presse, s'effectue en succession temporelle tout d'abord l'alignement de la bande de formage par pénétration de deux tiges d'introduction adjacentes disposées sur le côté d'entrée de la bande de l'ou- til dans deux des trous d'introduction déjà présents et aussitôt après le perçage de trous d'introduction supplémentaires se trouvant entre les tiges d'introduction et dans la partie de déchet ultérieur, après quoi la bande de formage est alignée dans les différentes séquences par d'autres tiges d'introduction qui pénètrent dans les trous d'introduction supplémentaires précédemment percés et dans d'autres perçages appropriés, comme des trous d'axe, et aussitôt après toutes les autres opérations de coupe en vue de-la fabrication des tôles de moteurs électriques sont effectuées. 7 - Outil de coupe en vue de la division de la bande de départ large, dont la laveur s'élève à plusieurs fois la dimension extérieure de la pièce, en bandes de formate avec des surfaces de coupe extérieures se composant de rayons tangents selon le procédé de l'une des revendications 1 à 4, avec des éléments de coupe pour les surfaces de coupe extérieures et intérieures des bandes, avec un serre-flan/racleur disposé de fa çon déplaçable verticalement sur la partie supérieure du ofti de colonnes et une butée/é#ecteur disposée élastiquement sur la parite inférieure du bati de colonnes, caractérisé en ce que les lames des éléments de coupe pour les surfaces de coupe extérieures des bandes de formage présentent des rayons extérieurs égaux avec une longueur d'arc identique et des rayons internes identiques avec une longueur d'arc identique et sont réalisés du côté d'amenée de la bande avec une réduction en biseau, par exemple un chanfrein ou un rayon. 8 - Outil de coupe selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'à l'intérieur et/ou entre les éléments de coupe pour les surfaces de coupe extérieures sont disposés les éléments de coupe pour les surfaces de coupe internes. 9 - Outil de coupe selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments de coupe pour les surfaces de coupe extérieures présentent des perçages, dans lesquels sont disposés les éléments de coupe pour les surfaces de coupe internes. 10-- Tôle de moteur électrique à contour extérieur sensiblement circulaire, en particulier tôle de stator, caractérisée en ce que les entailles en soi connues du contour extérieur, telles que rainures de soudage ou de pinces et/ou d'orientation, se trouvent aux points de contact avec les tôles de moteurs électriques adjacentes, disposées en plusieurs rangées dans la bande de départ large et décalées les unes par rapport aux autres et aux points de symétrie spéculaire associés.