Brevet FR2424657A1 — publié le 19791123

La présente invention concerne la construction électromécanique et, plus précisément des procédés de fabrication de circuits magné- tiques enroulés pour machines électriques et des dispositifs pour leur mise en oeuvre L'invention peut titre utilisée pour la fabrication des stators et des rotors des machines électriques. On connaît déjà un procédé de fabrication de circuits magnétiques pour machines électriques qui consiste à courber une bande continue sur chant en une spirale avec un plus fort allongement de la bande au voisinage d'un bord formant le diamètre extérieur de la spirale et avec un allongement décroissant de façon uniforme dans le sens du bord opposé. L'enroulement de la bande continue en une spirale se fait par étirage de rainures entre deux opérations . On forme d'abord par étirage des rainures dans la bande continue en conservant sa direction rectiligne.Ensuite, les rainures sont redressées, ce qui entratne la formation de la spirale. Cependant, lors de l'étirage des rainures il se produit un allongement des fibres de la matière de la bande, c'est-à-dire qu'il existe un rapport direct entre les paramètres géométriques des circuits magnétiques et la valeur de l'allongement relatif de la matière. L'allongement maximal de la bande a lieu dans la zone extérieure de la spirale et ne doit pas dépasser la valeur admissible de l'nllon- gement relatif de la matière utilisée, sinon on peut aboutir à la destruction de la matière dans la zone des plus grandes déformations. La possibilité de destruction de la matière croit avec l'augmen- tation de la hauteur de la culasse et avec la diminution du diamètre de la spirale, ce qui limite la possibilité d'utilisation du procédé donné. le procédé en question ne permet pas de fabriquer des circuits magnétiques pour machines électriques de tous types et dimensions. On connais déjà un dispositif pour la fabrication de circuits magnétiques pour machines électriques, comprenant un bti sur lequel sont fixés un moyen pour la tension -de la bande, un guide rectiligne et un gside-incarsd entre lesquels sé trouvént--ut élément de formage et un disque tournant qui porte des doigts disposés uniformément.Le disque est place dans le creux du bats. Le dispositif comprend des voies de guidage dont une voie rectiligne est formée par le bSti et par le guide rectiligne et une voie incurvée est formée par une par tie du disque tournant et par le guide incurvé, ainsi qu'un couteau pour la séparation de la spirale du disque tournant et une came destinée à assurer le mouvement alternatif des doigts. Dans ce dispositif, la face de travail du disque tournant comporte des creux réalisés sous forme de cônes ou de pyramides dont les sommets sontdirigés du côté du plus grand diamètre du disque tournant. L'élément de formage est exécuté soufi forme d'un galet tournant sur la surface extérieure duquel sont prévues des saillies. La forme des saillies disposées uniformément sur le galet tournant correspond à la forme des creux exécutés sur le disque tournant. lors du fonctionnement du dispositif connu les saillies du galet tournant s'engagent dans les creux du disque tournant, la bande étant déformée entre ces éléments. Un tel dispositif réalise un procédé connu de fabrication de circuit magnétique enroulé qui consiste à courber la bande sur le chant en recourant à la formation de rainures transversales par cintrage sans faire varier l'épaisseur de la bande. Les rainures dans la spirale ont un périmètre plus important du côté du diamètre intérieur et qui décroît progressivement à mesure que l'on approche du bord extérieur. Lors de l'assemblage de l'empilage du circuit magné tique à partir de telles spirales les saillies des rainures d'une spire s' engagent dans les creux des rainures de la spire voisine. l'existence des rainures dans l'empilage fini interdit une adhérence intime des spires de la spirale du circuit magnétique. Entre les t8les de fer sur les tronçons rectilignes se forment des entrefers considérables que l'on ne parvient pas à éliminer en mettant les paquets sous pression. Une machine électrique munie d'un tel empilage se caractérise par une plus grande longueur, une consommation de cuivre élevée, un rendement plus faible- et un fort bruit magnétique. L'invention vise à mettre au point un procédé de fabrication de circuits magnétiques enroulés pour machines électriques et un dispositif pour sa mise en oeuvre qui assureraient une variation de la fréquence de déformation de la bande par rapport à la vitesse de son déplacement. Elle a donc pour objet un procédé de fabrication de circuits ma gnétiques enroulés en courbant sur son chant une bande continue en une spirale avec un allongement de la bande plus important près d'non bord formant le diamètre extérieur de la spirale et avec une diminution progressive de l'allongement dans le sens du bord opposé, caractérisé en ce que l'enroulement de la bande--continue en une spirale se fait en formant des creux radiaux, aù moins sur l'un des c8tés de la bande. L'invention a également pour objet un dispositif pour la fabrieation de circuits magnétiques enroulés comprenant fixés sur le bUti un moyen de tension de la bande continue, un guide rectiligne et un guide incurvé avec un élément de formage placé entre ces derniers, et un disque tournant portant des doigts espacés régulièrement, monté dans un évidement ménagé dans le bâti, des voies de guidage dont une voie de guidage rectiligne formée par le bati et par un guide rectiligne et une voie incurvée formée par une partie du disque tournant et par un guide incurvé, un couteau pour la séparation de la spirale du disque tournant et une came destinée à assurer le mouvement alternatif des doigts, caractérisé en ce que l'élément de formage est réalisé sous forme d'un poinçon ayant une tête en forme de coin dont l'arête active est placée dans un plan radial et sous un certain angle par rapport à la surface en bout du disque tournant, le dispositif comprenant en outre des moyens de commande destinés à imposer un mouvement alternatif à l'élément de formage. la mise en oeuvre du procédé et du dispositif pour la fabrication des circuits magnétiques enroulés pour machines électriques permet d'obtenir des circuits magnétiques pour machines électriques de tous types et dimensions~et qui présentent les paramètres énergiques requis. D'autres caractéristiques et avantages du procédé de fabrication de circuits magnétiques enroulés et du dispositif pour sa mise en oeuvre ressortiront mieux de la description d'un exemple de réalisation concrète et en regard des dessins, dans lesquels - la Fig. 1 représente une vue d'ensemble du dispositif pour la fabrication de circuits magnétiques enroulés, suivant l'invention: - la Fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la Fig.l. - la Fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la Fig.l. - la Fig. 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la Fig.l. - la Fig. 5 est une vue d'une bande avant et après déformation selon l'invention; - la Fig. 6 est une vue d'une bande avant et après déformation avec des encoches découpées au préalable, selon l'invention; - la Fig. 7 représente différentes sections transversales de la bande dans la zone d1action de l'élément de formage sur la bande, selon l'invention; - la Fig. 8 représente une coupe de la bande et de l'élément de formage au moment de la déformation de la bande, selon l'invention; - la Fig. 9 est une vue de dessous de la bande avec l'élément de formage selon l'invention. Le dispositif pour la fabrication de circuits magnétiques enroulés à partir d'une bande continue 1 (Fig. i) comprend un disque tournant 2 dont la surface de travail est lisse et qui est fixé sur un arbre 3. Sur le disque 2, sont uniformément placés des doigts 4 dont le nombre lors de l'enroulement de la bande 1 avec des encoches découpées au préalable est égal au nombre de rainures existant dans une spire complète du stator. Sur un bfiti 5, est fixé un guide rectiligne 6 sur lequel est placé un moyen de tension 7 de la bande 1, et un guide incurvé 8. Sur le bssti 5, est également fixé le corps d'un dispositif de comwmde 9 qui met en mouvement alternatif un élément de formage 10. Pour séparer la bande 1 enroulée en spirale du disque 2, un couteau démontable ll est fixé sur le bâti 5. La bande continue l se déplace dans. des voies de guidage 12, 13 dont la voie de guidage incurvée 12 (Pig. 2) est formée par une partie du disque tournant 2 et par le guide incurvé 8. La voie de guidage rectiligne 13 (Fig. 3) est formée par le bâti 5, par le guide rectiligne 6 et par le moyen 7 de tension de la bande I. Pour assurer le mouvement alternatif des doigts 4 (Fig. 4), on a prévu une came 14 fixée dans le bâti 5. La tête des doigts 4 est toujours en contact avec une rainure 15 de la came 14 dont la largeur est quelque peu supérieure à la hauteur de la tête des doigts 4 et qui définit une trajectoire fermée. L'arbre 3 est mis en rotation par un dispositif d'entraSnement 16. Une douille 17 montée sur l'arbre 3 sert de butée pour le disque tournant 2 en le rendant plus rigide La douille 17 et le disque 2 sont fixés sur l'arbre 3 à l'aide d'une rondelle 18 et d'un écrou lnc Les Fig. 5 et 6 représentent des bandes-l enroulées en spirales Au bout de chaque cycle de déformation l'allongement de la bande 1 près du bord 20 formant le diamètre extérieur de la spirale, est maximal, et près du bord 21 formant le diamètre intérieur, il est minimal. La bande 1 peut être pleine (Pig. 5) ou avoir des encoches 22 (Fig. 6) découpées au préalable. la Fig. 7 montre différentes sections possibles a, f, c, d de la bande 1, obtenues lors de sa déformation par l'élément de formage 10 (Fig. 4). Pour obtenir la section a de la bande 1, on utilise un élément de formage 10 (Fig. 8) réalisé sous forme d'un poinçon ayant une te 23. La tête 23 a la forme d'un coin dont l'arête de travail 24 est disposée d'une façon radiale et sous un certain angle par rapport à la surface en bout 25 du disque tournant 2. Pour assurer dans l'empilage du circuit magnétique une adhérence intime des spires voisines suivant toute la hauteur et une bonne jonction de l'empilage avec le bâti du moteur électrique, il est nécessaire d'avoir entre les tronçons élémentaires 26 (Fig. 9) dans la zone du bord 20 (Fig. 5, 6) des tronçons 27 (Pig. 9) qui ont conservé l'épaisseur initiale de la bande 1. le dispositif fonctionne de la manière suivante. Une bande 1 (Fig. 6) avec des encoches découpées 22 ou une bande pleine 1 (Fig. 5) est passée à travers le moyen 7 (Fig. 1) de tension de la bande l et son extrémité est introduite entre le guide rectiligne 6 et le guide incurvé 8. Grâce au mouvement alternatif imposé par la came 14, un doigt 4 (Pig. 4) s'engage dans une rainure 22 (Fig. 6) de la bande 1. Alors, le dispositif est mis en marche.L'enroulement de la bande l est le résultat de la déformation de la partie pleine de la bande 1 dans le sens transversal progressivement sur toute sa longueur, à l'aide de l'élément de formage 10 (Fig. 9), ce qui en tratne la formation des tronçons élémentaires 26 dont la géométrie assure l'obtention de la spirale sous forme d'une circonférence concentrique, ayant les paramètres requis. Après chaque cycle de déformation Il allongement des fibres dans la partie pleine de la bande 1 (Fig. 6) doit être le plus grand près du bord 20 formant le diamètre extérieur de la spirale et le plus petit près du bord 21. Au moment de la mise en marche du dispositif le disque 2 (Fig. 4) se met en rotation, la bande 1 commence à se déplacer et les doigts 4 se mettent successivement en prise avec les rainures 22 (Fig. 6) de la bande 1, par suite de l'action sur les têtes des doigts 4 (Fig.4) de la came 14 dans la zone entre le guide rectiligne 6 et le guide incurvé 8. les doigts 4 sont en prise et limitent la voie de guidage 12 d'un côté sur un tronçon égal à 1800. Pour séparer la spirale du disque tournant 2, on utilise un couteau démontable 11 (Fig. 1). En fonction des paramètres géométriques requis des circuits magnétiques pour machines électriques on peut modifier dans le dispositif la fréquence de la déformation de la bande 1, c'est-à-dire la fréquence du mouvement alternatif de l'élément de formage 10 et la vitesse de déplacement de la bande 1, c'est-à-dire la vitesse de- rotation du disque 2; on parvient à ce résultat du fait que l'élément de formage 10 et le disque 2 ont des dispositifs de commandes individuels 9 et 16 (Fig. 4). L'utilisation du procédé proposé et du dispositif pour la fabrication de circuits magnétiques pour machines électriques offre, en comparaison avec les procédés et dispositifs connus, les avantages suivants - lors de la fabrication des spirales des circuits magnétiques enroulés la section transversale de la partie pleine de la bande l peut pratiquement avoir un nombre illimité de profilés. Cet avantage donne la possibilité de déterminer les variantes optimales de la géométrie des profils de la section transversale des spirales lors de 11 élaboration des projets de machines électriques pour obtenir de hauts paramètres énergétiques; - possibilité de fabriquer des empilages de circuits magnétiques pour tous types et dimensions de machines électriques; - simplicité du procédé technologique; - haut coefficient d'utilisation des aciers électrotechniques couteaux; - rendement élevé avec possibilité d'automatiser tout le procédé technologique de fabrication des paquets des circuits magnétiques pour machines électriques. - REVENDICATIONS l - Procédé de fabrication de circuits magnétiques enroulés pour machines électriques en courbant sur chant une bande continue en une spirale avec un allongement de la bande plus important près d'un bord formant le diamètre extérieur de la spirale et avec une diminution progressive de l'allongement dans le sens du bord opposé, caractérisé en ce que l'enroulement de la bande continue en spirale se fait en formant des creux orientés radialement au moins sur un des côtés de la bande. 2 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant, fixés sur un bâti, un moyen de tension de la bande, un guide rectiligne et un guide incurvé avec un élément de formage disposé entre ces derniers et un disque tournant portant des doigts disposés régulièrement et monté dans un évidement ménagé dans le bâti, des voies de guidage dont une voie de guidage rectiligne formée par le bâti et par le guide rectiligne et une voie incurvée formée par une partie du disque tournant et par le guide incurvé, un couteau destiné à la séparation de la spirale du disque tournant et une came servant à assurer le mouvement alternatif des doigts caractérisé en ce que l'élément de formage est réalisé sous forme d'un poinçon ayant une tette en forme de coin dont l'arête active est disposée dans un plan-radial et sous un certain angle par rapport à la surface en bout du disque tournant, le dispositif comprenant en outre des moyens de commande destinés à imposer un mouvement alternatif à l'élément de formage.