Brevet FR2372504A1 — publié le 19780623

L'invention concerne les machines servant à réaliser les enroulements des appareils à induction et, plus particulièrement, les machines à bobiner des enroulements continus, par exemple, de transformateurs et de bobines de réactance, en vue de la construction d'appareils électriques. I1 existe une solution technique permettant de realiser les enroulements de transformateurs puissants ayant des conducteurs de grande section transversale. Le bobinage des enroulements est assuré par un dispositif qui comporte une embase rotative et des éléments de pose du conducteur à bobiner, ces éléments se présentant sous la forme de segments annulaires en bois. Durant le bobinage, lesdits segments en bois sont placés à la place des spires encore inexistantes et sont successivement remplacés. La fabrication des enroulements par ce procédé exige beaucoup de travail par suite du volume considérable des travaux manuels nécessaires tant pour le remplacement des segments d'anneau durant le bobinage, que pour le maintien dans la zone de bobinage d'un conducteur suffisamment rigide arrivant à ltétat tendu. I1 existe également un dispositif qui comporte une embase rotative, fixee à laide d'une console à une colonne verticale de la machine. Ladite embase peut se déplacer le long de l'axe de la colonne et est munie d'éléments de pose à ressort qui se deplacent suivant la circonférence avec une spire à poser, et d'eléments d'appui à ressort qui se déplacent radialement durant le bobinage du conducteur de la spire extérieure vers la spire interieure. Cependant, cette machine est d'une construction complexe sans permettre le bobinage des enroulements en position horizontale et, de plus, le bobinage des bobines de grand encombrement est limité par la portée de la console. I1 existe encore une machine qui assure le bobinage des enroulements continus sans que les sections changent de position. La machine comporte une embase portant une première poupée fixe et une deuxième poupée mobile qui se de place horizontalement sur des rainures de guidage pratiques sur l'embase. La première poupée est munie d'un plateau, d'un axe rotatif pour recevoir un mandrin de bobinage et d'un organe de fixation servant à assurer la rotation du mandrin de bobinage sur l'axe. La deuxième poupée est munie d'un fourreau abritant un deuxième axe rotatif pour recevoir le mandrin de bobina ge.L'embase porte également un chariot déplacé horizontalement par une commande, le corps annulaire de ce chariot portant une embase rotative annulaire monté coaxialement aux axes. Cette embase porte des éléments de pose du conducteur à bobiner mobiles tant axialement que radialement et relies à des éléments d'appuis à l'aide d'éléments intermédiaires. Les éléments de pose poussent le conducteur à bobiner dans ia section de façon que le conducteur à bobiner ne se trouve pas en état constamment pressé durant le bobinage. Une telle machine permet de bobiner des enroulements continus sans changer la position des sections (sous le terme "section" on entend un ensemble de spires du conducteur mis en spirale et placé en un plan). L'enroulement comporte un certain nombre de sections et si l'on veut préserver la continuité du conducteur il faut que les sections impaires soient bobinées de la spire exterieure vers la spire intérieure, c'est-à-dire de la spire de grand diamètre vers la spire de faible diamètre, et les sections paires, de la spire intérieure à faible diamètre vers la spire extérieure à grand diamètre. Lorsqu'on confectionne un enroulement sur une telle machine, le conducteur qui arrive dans la section à ltétat tendu s'y engage suivant une ligne droite et non suivant un arc au rayon de la spire réalisée à ce moment. Ceci aboutit au suivant : la section bobinée de la spire extérieure vers la spire intérieure contient une moindre quantité de conducteur que les caractéristiques techniques l'exigent pour un type donné d'enroulement. En outre, en raison du glissement du conducteur dû au fait que, durant la pose, le conducteur ne se trouve pas constamment tendu, le diamètre de la spire à réaliser diminue, ce qui rend plus difficile la pose du conducteur à chaque spire suivante. Un autre incon vénient de cette machine à bobiner réside dans la complexité des opé- rations de reglage desdits éléments de pose et d'appui pour un encombrement donné de l'enroulement, réglage qui se fait à l'aide des éléments intermédiaires se présentant sous la forme drun système complique de tringles et de leviers qui font engrener des cliquets avec des pignons. Ceci complique singulièrement l'agencement de la machine. Les inconvenients cités ne permettent pas de bobiner avec une haute qualite des enroulements continus sans changer la position des sections et réduisent le rendement de la machine à bobiner. L'invention vise à fournir une machine à bobiner des enroulements continus dont l'agencement des éléments de pose du conducteur assure l'amenée du conducteur dans la section à bobiner suivant un arc au rayon de la spire bobinée en éliminant également le glis semant du conducteur durant le bobinage, et qui permette de réduire la durée de réglage de la machine pour des dimensions déterminées d'un enroulement. Ce but est atteint avec une machine à bobiner des enroulements continus sans changer la position des sections, qui comporte une embase portant une première et une deuxième poupées montées coaxialement et munies respectivement d'un premier et d'un deuxième a tes, pour recevoir un mandrin de bobinage, des organes de fixation placés sur le premier axe et un fourreau coulissant monté sur le deuxième axe afin d'assurer son déplacement axial, un chariot mobile le long desdits axes comportant un corps annulaire abritant une eiXse annu laire montée coaxialement aux axes et tournant sous l'action d'une commande, cette embase portant des eléments de pose du conducteur pouvant se déplacer dans deux directions perpendiculaires l'une à l'autre, caractérisé en ce qu'un bout de chaque élément de pose de conducteur porte un élément de guidage rotatif auxiliaire qui dirige le conducteur dans la section, l'autre bout de chaque élément de pose portant un galet d'entrainement qui se déplace sur un gabarit à friction placé dans la zone de pose du conducteur sur le corps annulaire et mettant en rotation ltélément de guidage auxiliaire à l'aide d'un accouplement à friction disposé à l'intérieur du galet d'entraînement. De préférence, chaque élément de guidage est revêtu de caoutchouc. La machine, objet de l'invention, assure un bobinage parfait et continu du conducteur sans changement de la position des sections, permet d'élever la productivité en rendant plus rapide le réglage des éléments de pose du conducteur pour une dimension voulue de lten roulement. D'autres particularites et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un exemple de realisation representé sur les dessins annexés sur lesquels - la Fig. 1 est une vue en élévation d'une machine à bobiner des enroulements continus selon l'invention; - la Fig. 2 est une vue en coupe prise suivant Il-Il de la figure 1; et - la Fig. 3 est une vue en coupe prise suivant III-III de la figure 1. La machine à bobiner des enroulements continus sans changer la position des sections comporte une embase 1 (Fig.l) portant, montées coaxialement, une. première 2 et une deuxième 3 poupées. La première poupée 2 est fixée rigidement à 1'embase 1, tandis que la deuxième poupée 3 peut se déplacer sur l'embase 1 dans le sens axial. La première 2 et la deuxième 3 poupe'es sont respectivement munies d'axes 4 et 5 servant à recevoir un mandrin de bobinage 6. Le mandrin de bobinage 6 est destiné à recevoir un conducteur 7 à bobiner. La première poupée 2 est munie d'un plateau 8 et d'organes de fixation 9 qui assurent la rotation du mandrin de bobinage 6 sur le centre 4. La deuxième poupée 3 est munie d'un fourreau coulissant 10 qui assure le deplacement axial du centre 5. En outre, l'embase 1 porte un chariot 11 mobile le long des axes. Sur le chariot 11 est fixé rigidement un corps annulaire 12 qui est aussi coaxial aux axes 4 et 5. Le corps annulaire 12 porte une embase annulaire 13 également coaxiale aux axes 4 et 5 et entraînée en rotation par le dispositif de commande de la machine (non re présenté. La liaison cinématique de l'embase annulaire rotative 13 avec le dispositif de commande de la machine est assurée par un pignon 14 solidaire de l'embase annulaire 13, des pignons 15 et 16 placés sur un arbre de transmission 17, un pignon 18 monté sur la première poupée 2 et une transmission par chaîne 19. Sur 1'embase annulaire rotative 13 sont fixés des supports 20 servant au montage et qui permettent le déplacement des éléments de pose 21 du conducteur 7 à bobiner. Les éléments de pose 21 sont montés dans les supports 20 de façon à présenter un déplacement radial pour le réglage de la machine avant le bobinage du conducteur 7. Un des.bouts de chaque éLément de pose 21 porte un galet d' entraînement 22 qui roule sur un gabarit à friction 23.. Le gabarit à friction 23 a une forme d'arc et est monté sur le corps annulaire 12. Le déplacement des galets d'entraînement 22 sur le gabarit à friction 23 lors de la rotation de l'embase annulaire 13 assure le déplacement respectif des éléments 21 de pose du conducteur 7 dans le sens d'une section 24 qu'on bobine. L'autre bout de chaque élément de pose 21 porte un fément de guidage 25 entraîné en rotation par le galet d'entraînement. Lé- liment de guidage 25 se présente sous la forme d'un rouleau et sert à guider le conducteur 7 bobiné dans la zone de bobinage suivant un arc en interdisant son glissement durant le bobinage. Afin d'assurer l'accouplement des eléments de guidage auxiliaires 25 avec le conducteur 7 à bobiner, ils spnt revêtus de caoutchouc. La figure 2 représente en gros plan le montage des éléments de pose 21 sur 1'embase annulaire rotative 13. L'embase annulaire 13 est montée sur le corps annulaire 12 par un roulement 26 qui assure la rotation de 1'embase annulaire 13 autour du mandrin de bobinage 6. Le gabarit à friction 23 et un ressort 27 assurent la mobilité des éléments de pose 21 du conducteur 7 à bobiner dans le sens indique par une flèche 28. Un accouplement à friction 29, abrité par le galet d'entrai- nement 22, assure la mise en rotation de I'élément de guidage auxiliaire- 25 par le galet d'entraînement 22. Le mandrin 6 porte des éléments de butée 30 contre lesquels s'appuie la première section 31 bobinée. Afin de fixer la position de la première spire de la section 24 à bobiner, on met sur la première section 31 bobinée une bague 32. Entre la section 31 bobinée et la section suivante 24 à bobiner, on peut voir l'emplacement de cales 33 dont la mise en place est prevue pour la réalisation de l'enroulement. Sur la figure 3, on peut voir la disposition du conducteur 7 à bobiner et des éléments de guidage auxiliaires 25 au moment de pose de la spire suivante dans la section 24 à bobiner. Le conducteur 7 à bobiner est en contact avec les éléments de guidage auxiliaires 25 sur l'arc a-b qui correspond au déplacement du galet d' entraînement 22 sur le gabarit à friction 23. La rotation -des éléments de guidage auxiliaire 25 assure l'amenée (suivant la flèche 34) du conducteur 7 à bobiner dans la zone de l'arc a-b et, par conséquent, la formation de la spire 24' à bobiner suivant l'arc de rayon respectif, ce qui exclue la pose de la moindre quantité de conducteur 7 dans l'enroulement et interdit son glissement entre les éléments de pose 21. La machine à bobiner des enroulements continus suivant l'in vention fonctionne de la façon suivante. On place le mandrin de bobinage 6 (Fig. 1) entre les axes 4 et 5 et on l'immobilise à l'aide de l'organe de fixation 9 par engrènement des saillies de ltorgane de fixation avec les échancrures du mandrin de bobinage 6. On fixe les éléments de butée 30 (Fig.2) sur le mandrin 6. On met en marche la machine et on bobine la première section 31 de l'enroulement sur le mandrin de bobinage 6 par le procédé ordinaire, depuis la spire intérieure vers la spire extérieure, alors que les éléments de pose 21 et les éléments de guidage auxiliaires 25 ne travaillent pas encore. Après le bobinage de la première section 31, le conducteur 7 à bobiner est transféré à partir de la dernière spire extérieure à l'endroit de bobinage de la section 24 à bobiner dont le bobinage doit se faire à partir de la spire extérieure vers la spire intérieure. On place les cales 33. On déplace le chariot 11 (Fig. 1) vers la section 24 à bobiner de façon à placer les éléments de guidage auxiliaires 25 à une distance égale à l'épaisseur du conducteur 7 (Fig.2) à bobiner par rapport à la première section 31 déjà bobinee. Sur la surface cylindrique extérieure de la première section 31, on place la bague 32 qui prédétermine le diamètre de la spire extérieure de la section 24 à bobiner. On met en marche le dispositif de commande de la machine relié par les pignons 14, 15, 16, 18 (Fig.l) à l'embase annulaire rotative 13 et on réalise le bobinage de la section 24 (Fig.2) à partir de la spire extérieure vers la spire- intérieure. Lors du bobinage des sections de la spire extérieure vers la spire intérieure, le galet d'entraînement 22 se déplaçant sur le gabarit à friction 23 dirige les éléments 21 de pose du conducteur 7 dans le sens de la section 24 à bobiner et l'élément de guidage auxiliaire, à son tour, déplace le conducteur 7 à bobiner dans le sens de la flèche 28. Lorsque le galet d'entraînement 22 (Fig.3) vient en contact avec le gabarit à friction 23, l'élément de guidage auxi- liaire 25 relié par l'accouplement à friction 29 (Fig.2) au galet d'entraînement 22 commence à tourner dans le sens de la flèche 34 (Fig.3) et envoie le conducteur 7 à bobiner dans la section 24 suivant 1 rac a-b en formant la spire de diamètre respectif.Les éléments -de guidage auxiliaire 25 sont revêtus de caoutchouc dont le coefficient de frottement est supérieur à celui du métal ce qui assure une meilleure adhérence de 11 élément de guidage auxiliaire 25 avec le conducteur 7 et exclue le glissement de ce dernier. L'appui de la première spire formée est donnée par la bague 32 (Fig.2), les spires bobinées servant d'appuis aux spires bobinées suivantes. Au moment où-le galet d'entraînement 22 (Fig.3) quitte le -gabarit à friction 23, les éléments de pose 21 (Fig.2) s'éloignent brusquement de la section 24 en provoquant la compression du ressort 27 et en permettant ainsi l'amenée du conducteur 7 à bobiner au mandrin 6. Après le bobinage de la section à partir de la spire extérieure vers la spire intérieure, le chariot 11 (Fig.- 1) est éloigné de la section bobinée et le conducteur 7 à bobiner est transféré de la dernière spire intérieure à l'endroit de bobinage de la section suivante. Lors du bobinage de la nouvelle section de la spire intérieure vers la spire extérieure, les éléments de pose 21 et les éléments de guidage auxiliaire 25 ne travaillent pas. Puis, le cycle de travail se répète. Les machines à bobiner des enroulements continus sans- chan- ger la position des sections, objet de l'invention, est d'une construction simple et assure un bobinage parfait des enroulements continus sans changer la position des sections. Par suite de l'amenée du conducteur dans la zone de bobinage suivant un arc et de la suppression de son glissement dans les éléments de pose, on évite la pose d'une quantité moindre de conducteur, c'est-à-dire qu'on obtient le remplissage prédéterminé de l'en- roulement par le conducteur, ainsi que les caractéristiques de qualité nécessaires de l'enroulement. La machine objet de l'invention permet de simplifier la technologie des enroulements et d'élever de 2 à 3 fois la productivité du travail grâce à l'élimination des opérations de changement de position des sections, de coupage et de soudage aux endroits de pas sage du conducteur vers la section suivante. Du fait que la construction des éléments de pose du conducteur se trouve simplifiée, la machine objet de l'invention permet d'accélérer le processus de réglage de la machine pour une dimension donnée de l'enroulement. En outre, l'utilisation de la machine suivant l'invention permet d'économiser les matériaux d'isolement et la matière d'apport. REVENDICATIONS 1 - Machine à bobiner des enroulements continus sans changer la position des sections, qui comporte une embase portant une première et une deuxième poupées montées coaxialement et munies respectivement d'un premier et d'un deuxième axes pour recevoir un mandrin de bobinage, des organes de fixation placés sur le premier axe et un fourreau coulissant monté sur le deuxième axe afin d'assurer son déplacement axial, un chariot mobile le long desdits axes comportant un corps annulaire abritant une embase annulaire montez oeaxialement aux axes et tournant sous l'action d'une commande, cette embase portant des éléments de pose du conducteur pouvant se déplacer dans deux directions perpendiculaires l'une à l'autre, caractérisée en ce qu'un bout de chaque élément de pose de conducteur porte un élément de guidage rotatif auxiliaire qui dirige le conducteur dans la section, l'autre bout de chaque élément de pose portant un galet d'entraînement qui se déplace sur un gabarit à friction placé dans la zone de pose du conducteur sur le corps annulaire et mettant en rotation l'élément de guindage auxiliaire à l'aide d'un accouplement à friction disposé à l'intérieur du galet d'entraînement. 2 - Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque élément de guidage auxiliaire est revêtu de caoutchouc.