Brevet FR2471074A1 — publié le 19810612

L'invention concerne une machine pour les bobinages plats ou coniques en forme de disque, pour moteurs électriques. L'objet de l'invention se rattache au secteur technique des machines dynamoélectriques et plus particulièrement des moyens de fabrication des bobinages de moteurs. Suivant l'invention, on a voulu réaliser une machine simple, économique et fiable, destinée a exécuter automatiquement les bobinages d'un rotor plat ou conique en forme de disque qui étaient jusqu'alors formés de manière artisanale. Pour cela, on a prévu une bobineuse qui est remarquable en ce qu'elle comprend à partir d'une table, console ou bàti, un en- semble moteur embrayage-frein, monté pivotant et entra nant en ro- tation par l'intermédiaire d'un ensemble de transmission soit un plateau porte-came et un plateau porte-bobines, soit seulement le plateau portebobineséquipé pour réceptionner les fils constituant les bobines du rotor qui sont amenés par un guide-fil anime par la came du premier plateau; les différents organes et leurs com- mandes étant combinés entre eux pour réaliser en continu et auto- matiquement, des bobines réglables en sections trapézoïdales et en décalage, s'étendant en couronne, avec au centre des tours morts servant au raccordement avec le collecteur, les bobines étant ensuite assemblées entre elles par un appareil à agglomérer les bobines solidaire du bâti. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés. La figure 1 est une vue générale montrant la bobineuse sui- vant l'invention avec l'organe de plaquage des bobines en cours de réalisation représenté volontairement en position fausse pour la bonne lecture du dessin, comme expliqué par la suite. La figure 2 est une vue en coupe d plus grande échelle con- sidérée suivant la ligne 2-2 de la figure 1, montrant les moyens de plaquage des bobines en cours de réalisation sur le porte- bobines. La figure 3 est une vue en plan de la bobineuse, représen- tant le plateau porte-bobines, le guide-fil, et les moyens de retenue des bobines dans deux positions différentes, expliquées dans la description. La figure 4 est une vue en coupe à plus grande échelle des plateaux portebobines et porte-came, ainsi que de leursmoyens d'entraînement représentés en position de travail. La figure 5 est une vue en coupe partielle du plateau porte- bobines représenté en position d'appui des moyens de plaquage des bobines et avant démontage du plateau. La figure 6 est une vue en coupe à grande échelle illustrant 1'ensemble-moteur-embrayage-frein. La figure 7 est une vue en coupe considérée suivant la ligne 7-7 de la figure 8, montrant le palier-support du guide-fil. Les figures 8 et 9 sont des vues en coupe considérées res- pectivement suivant les lignes 8-8 et 9-9 de la figure 7, mon- trant le palier-support et les commandes du guide-fil. La figure 10 est une vue en coupe considérée suivant la li- gne 10-10 de la figure 9, montrant l'organe de liaison des comman- des du guide-fil. La figure 11 est un schéma illustrant le circuit pneumatique de commande des vérins du guide-fil et de l'organe de plaquage des bobines. La figure 12 est une vue en coupe partielle à grande échelle illustrant un exemple de réalisation de l'outil- presseur selon l'invention. La figure 13 est une vue en plan partielle montrant une par- tie de bobinage réalisée sur la bobineuse suivant l'invention. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le dé- crit maintenant sous des formes non limitatives de réalisation il- lustrées aux figures des dessins. La bobineuse suivant l'invention et illustrée à la figure 1, comprend essentiellement un bâti, console ou table 1 formé d'une équerre entretoisée solidaire d'une structure générale. Dans 1' angle de l'équerre, s'articule sur un axe 2 et des paliers 3 et 4 un support 5 composé d'un montant 5a et de trois platines 5b - c - 5d, et relié en tension avec le bâti par un tirant 69. La platine inférieure 5b porte le moteur de commande 6 dont l'arbre de sortie 6a (figure 6) entraîne la poulie 11, tandis que la partie 7b de l'embrayage est calée sur un arbre 8 et tourne dans la platine centrale 5c. L'arbre 8 est également guidé à rotation libre sur la plati- ne supérieure 5d laquelle porte le frein 9 destiné à arrêter une poulie 10 calée sur l'arbre 8 et reliée à la partie 7b dd l'em- brayage. 3 2471074 La poulie Il qui tourne toujours avec le moteur entratne par courroie 12, une poulie 13 calée en bout d'un arbre 14 tour- nant dans un fourreau 15 lui-même monté tournant sur un palier 16 fixé sur la console 1 (figure 4). La poulie 10, quand l'embrayage est actionné, entraîne par courroie 17, une poulie 18 calée à la partie inférieure du four- reau 15, lequel porte k la partie supérieure un plateau rotatif 19 luimême rei .c; utL plateau 20 appelé dans la suite "plateau sens porte-camE ét, c-,!:e/qu,l porte une came 21 à double profil, c' est-à-dire un profil vertical périphérique et un profil horizon- tal à la partie supérieure. A la partie supérieure de l'arbre 14 est calé un pignon 22 engrenant avec un autre pignon 23a solidaire d'un pivot 23 dans lequel est montée la partie 24a d'un plateau 24 appelé par la suite "plateau porte-bobines", en ce sens qdentre cette partie 24aet une partie périphérique 24b, ainsi que sur la partie 24a sont prévus des supports des bobines à réaliser. Ces supports sont constitués par deux types d'aiguilles, a savoir: une pluralité d'aiguilles 25 plantées verticalement et à égale distance sur un cercle de la partie 24a du plateau, autour d'une cuvette 24c, et une pluralité d'aiguifles 26 disposées de manière inclinée vers l'extérieur dans la partie 24a du plateau par leur tête épaulée 26a engagée dans une rainure hélicoïdale 24d de la partie 24b, de façon à pouvoir être rétractées ou déplo- yées par rotation de la dite partie 24b par rapport à la partie 24a. Le pivot 23 et le plateau rotatif 19 présentent encore une couronne dentée 23b-19a destinées à tourner devant des capteurs 27 - 28 de comptage reliés à l'armoire de commande et d'enregis- trement des rotations. Le capteur 28 est relié électriquement avec une couronne conductrice 19b du plateau 19, en contact avec des balais (non représentés) pour la transmission du courant à l'armoire. Au centre de la cuvette 24c est monté une broche conique29 débordant audessus du plateau 24, le petit diamètre étant vers le bas pour les raisons que l'on décrit plus loin. A noter que la bobineuse peut avoir plusieurs plateaux porte- bobines et plusieurs cames à double profil interchangeables, afin de réaliser les bobinages de caractéristiques différentes en di- mensionse Un dispositif guide-fil est associé au porte-bobines 24 et à la came 21, en vue d'opérer le bobinage. A cet effet, un palier- support 30 est fixé sur la console 1 (figure 7). La partie supé- rieure de ce palier-support profilé est traversée par deux cou- lisseaux 31 guidés dans des douilles à billes 32 (figure 8) et attachés à l'arrière à une plaque de liaison 33 avec ressort de rappel 68, en bas de laquelle s'attache la tige de piston d'un vérin simple effet 34 logé dans le palier-support et destiné à dégager le guide-fil de la came (figure 9) à l'encontre du res- sort 68. A la base de la plaque de liaison s'attachent latéralement des tringles 35 (figures 8 et 10) passant de chaque c8té du pa- lier-support 30 et reliées élastiquement en 35a à un palonnier 36 articulé sur la saillie 37a d'une tête 37 fixée en bout des coulisseaux 31 (figure 1). La tête 37 porte également à la partie supérieure et de ma- dbre articulée, un bras 38 maintenu par ressort 39 à la position basse et équipé en bout d'un organe guide-fil 40. - La saillie 37a de la tète 37 porte en bout à rotation libre un galet 41 s'appuyant à roulement contre le profil périphérique de la came, tandis qu'un autre galet 42 est porté à roulement par un support 43 articulé au bras 38 et s'appuie à roulement sur le profil supérieur de la came (figure.1), l'axe de rotation du ga- let 42 étant en appui également contre l'extrémité recourbée su- périeure du palonnier 36. Le palier-support 30 porte à la face supérieure, une colonne 44 sur laquelle est montée à pivotement une potence 45 (figures 1, 2 et 3) dont l'extrémité libre est équipée d'un doigt creux 46 poussé élastiquement vers le bas pour coiffer la broche 29 dans certaines phases de fonctionnement. La dite extrémité porte encore à rotation libre, un galet 47 destiné, également dans cer- taines phases à presser les bobines formées les unes sur les au- tres. La potence est réglable en hauteur par unvérin double effet 48 suspendu sur une chape 49 fixée en haut de la colonne et atta- ché à la potence. L'actionnement du vérin provoque la descente ou la montée et le pivotement de la potence par liaison avec une rampe hélicolda- le 44a de la colonne (figure 1), la course de la potence étant contrôlée par un contacteur 50 solidaire de la potence et dont les 22471074 tiges de contact s'appuient alternativement sur le palier-support et sur une butée 51 fixée de manière règlable sur la colonne 44 (figure 1.). A la figure 11, on a illustré le schéma de l'installation pneumatique de commande du guide-fil et de l'organe presse-bobines. On voit que le vérin 34 cb dégagement du guide-fil est relié à une électro-valve 52, tandis que le vérin 48 de commande de la potence portant le galet-presseur de bobines est relié à un réducteur de délit53 puis à une électro-valve 54. Les deux circuits se rejoignent pour aller au réseau d'air en passant par deux fil- tres 55, A la figure 12, on a illustré l'appareil à agglomérer les bo- bines solidaire de la table 1. Cet appareil comprend une semelle 56 fixée sur la table et portant un sabot 57 de fixation d'une chape 58 sur laquelle s'articule en 59 un bras-support 60 relié par une biellette 61 à un levier de manoeuvre 62 axé à pivotement en 63 sur la chape. A l'extrémité libre du bras 60 est fixé un chapeau 64 desti- né à coiffer le plateau porte-bobines 24 positionné sur un socle 65 et que l'on a enlevé du pivot 23 de la bobineuse sur lequel il est normalement monté et retenu d- manière amovible par une vis pointeau 66 engagée dans une rainure 24e du plateau (figure 4). A noter que l'on peut prévoir l'agareil agissant directement sur le plateau porte-bobines encore en place sur le pivot 23. Le chapeau 64 porte intérieurement une couronne 67 correspon- dant à l'emplacement des bobines et réalisée en matière isolante. On fait passer dans le fil de bobinage un courant d'intensité suf- fisante, afin d'opérer la liaison des bobines terminées par ra- mollisseur de la résine isolante entourant le fil. On décrit maintenant, en se référant plus particulièrement aux figures 1, 3, 4 et 5 des dessins, le fonctionnement de la bobineuse suivant l'invention. Au départ, le plateau porte-bobines est placé comme illustré en Pl à la figure 3, c'est-à-dire au plus près et dans l'axe du guide-fil qui est alors placé approximativement au-dessus des aiguilles verticales 25, Le fil de bobinage P est amené dans le guide-fil et attaché à la broche conique 29, Le moteur de commande 6 est alors actionné et l'embrayage entraîne les poulies 10-1e qui entraînent à leur tour les poulies 6 2471074 13 - 18. Le plateau 19 tourne en entraînant avec lui le plateau portebobines 24 (flèche fl, figure 3); dans ce mouvement, le fil passe derrière plusieurs aiguilles 25 (le nombre étant fonction de la dimension en section des bobines que l'on a choisi> Comme le plateau porte-bobines est également entraîné en rotation in- verse (flèche f2, figure 3) sur lui-même par les poulies 11 et 13 et les pignons 22-23a de même nombre de dents, le plateau porte-bobines est donc fixe en rotation et n'a qu'un mouvement orbital autour de l'axe du plateau porte-came. Le fil F se diri- ge vers l'extérieur du plateau porte-bobines et passe devant les aiguilles inclinées 26, puis revient au point de départ sur une aiguille verticale 25. A cet instant, le ressort-68 du guide-fil l'entraîne vers le centre du plateau porte-bobines 24 afin que le fil passe autour de la broche conique 29 en constituant ainsi un tour mort nécessaire pour le raccordement ultérieur du fil avec le collecteur à lames par coupe de la boucle du tour mort. Lorsque la bobine est exécutée, on agit sur le frein 9 pour empêcher les poulies 10 et 18 de tourner avec l'embrayage. Seules les poulies Il et 13 continuent à tourner et entraînent le plateau porte-bobines seul par l'intermédiaire des pignons 22-23a (figure 4). Cette rotation du portebobines seul est mise en oeuvre sur un angle donné afin d'opérer un décalage déterminé de la bobine suivante. Le cycle reprend alors dans les mêmes conditions que précédemment, jusqu'à formation de toutes les bobines de forme trapézoïdale superposées d'une part en plusieurs couches ou empi- lement et, d'autre part, en décalages entre chaque empilement (figure 3). Pendant la formation d'une bobine, la came 21 à double pro- fil agit sur les galets suiveurs 41-42, afin de modifier la po- sition du guide-fil d'une part radialement pour parcourir la dis- tance entre les aiguilles 25 et 26 et, d'autre part, en hauteur, (le secteur 21a de la came est plus haut que le secteur complé- mentaire 21b, figure 3) pour formerpériphériquement à l'intérieur et à l'extérieur un relevage des bobines S constituant des bourre- lets de rigidité S1-S2 qui seront enrobés comme la surface res- tante des bobines par une résine appropriée (voir figure 13). A noter que les conditions de bobinage (décalages des bobi- nes, nombre de bobines...) est donné par les pignons 19a-23b re- liés aux capteurs de comptage 27-28 et par le jeu des plateaux, porte-bobines et de la came. 7 2471074 Lorsqu'une bobine est terminée, la potence 45, qui est nor- malement (en inactivité) dans la position illustrée en traits con- tinus à la figure 3, est pivotée et abaissée par actionnement du vérin 48 et de la rampe 44a de la colonne 44, ce mouvement étant contrôlé par le contacteur 50. On note à ce sujet qu'à la figure 1, pour la bonne lecture du dessin, on a représenté la potence en position de travail (position en traits interrompus de la figure 3) mais en position relevée, comme dans la position norma- le d'inactivité. Lorsque la potence se trouve en position de travail, son doigt creux 46 coiffe la broche conique 29 en empêchant les tours morts S3 de s'échapper, tandis que son galet 47 s'appuie fortement sur les bobines pour que le bobinage forme un disque plat (figu- re 5). Les bobines ainsi constituées sont alors assemblées entre elles comme on l'a vu précédemment, par l'outl-presseur tel que décrit, soit sur le porte-bobines en place, soit sur le porte- bobines enlevé et disposé sur le socle 65. Pour enlever le bobinage du plateau porte-bobines, il suffit de faire tourner la partie 24a du plateau pour opérer le retrait des aiguilles inclinées 26 engagées dans la rainure hélicoïdale 24d, donc la libération des bobines. Les avantages ressortent bien de la description, on souligne en particulier: - L'exécution rationnelle et économique du bobinage des collec- teurs plats, par une machine automatique de construction robuste et fiable, par l'emploi de composants technologiques simples et éprouvés. - La réalisation de bobinages de définition différente par les nom- breux réglages possibles (nombre de bobines, dimensions des bobi- nes...). - L'assemblage économique des bobines entre elles par ramollisse- ment de la résine entourant les fils, à l'aide de l'outil-presseur, qui supprime les opérations longues et onéreuses-i ligature par fils textiles et autis moyens, à la périphérie du bobinage, près du centre et dans la partie médiane. - La simplification des opérations ultérieures d'assemblage au collecteur, par le positionnement des fils sortant au centre sous forme de tours morts qu'il suffit de couper et de raccorder au collecteur. 8 2471074 L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d' application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiquées; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS -1- Machine pour les bobinages plats ou coniques en forme de dis- que pour moteurs électriques, caractérisée en ce qu'elle comprend à partir d'une table, console ou bâti, un ensemble moteur ermibra- yage-frein monté pivotant et entraînant en rotation par l'inter- médiaire d'un ensemble de tranmission, soit un plateau porte-came et un plateau porte-bobines, soit seulement le plateau porte- bobines équipé pour réceptionner les fils constituant les bobines qui sont amenés par un guide-fil animé par la rame du premier plateau; les différents organes et leurs commandes étant combinés entre eux pour réaliser en continu et automatiquement, des bobines réglables en section trapézoïdale et en décalage, s'étendant en couronne, avec au centre des tours morts servant au raccordement avec le collecteur, les bobines étant ensuite assemblées entre elles par un outil-presseur solidaire du bâti. -2- Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que 1' ensemble moteur est monté sur trois platines solidaires d'un- sup- port axé à pivotement sous la table, console ou bâti, et mainte- nue en position de tension correcte des courroies ou organes simi- laires de transmissions, par un tirant articulé au support et au bâti. -3- Machine suivant les revendications 1 et 2 ensemble, caractéri- sée en ce que' le moteur de commande est suspendu sous la platine inférieure du support -1 montage de l'ensemble moteur, l'embra- yage électromagnétique est porté parla platine c7entral du sup- -- port. et le frein est suspendu sous èa platine -upérieure du sup- port; un arbre rotatif reliant le frein et l'embrayage par 1' intermédiaire de roulements, tandis que l'arbre de sortie moteur est relié à l'embrayage par un disque calé sur le dit arbres -4- Machine suivant les revendications 1 et 3 ensemble, caractéri- sée en ce que l'ensemble de transmission reliant l'ensemble moteur freinembrayage aux plateaux porte-came et porte-bobines, comprend en premier lieu une poulie ou organe similaire, calé sur le disque d'embrayage.et relié par courroie ou organe équivalent à une pou- lie ou organe similaire, calé en bout d'un arbre d'entraînement en rotation du plateau porte-bobines, puis une autre poulie coa- xiale à la poulie de l'arbre moteur et calée sur l'arbre du frein, la dite poulie étant reliée par courroie à une poulie coaxiale à la poulie du plateau porte-bobines et entrainant le plateau porte-came. -5- Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le plateau porte-came et le plateau porte-bobines ont des axes de rotation décalés; l'arbre portant en bout la poulie d'entraine- ment du plateau porte-bobines étant dans l'axe de rotation du pla- teau porte-camé, tandis que le plateau porte-bobines a seulement un mouvement orbital autour de l'axe du plateau-came, cela par 1' intermédiaire d'une transmission à engrenages. -6- Machine suivant la revendication 1, dans laquelle le plateau portebobines présente des moyens de réception des fils constituant les bobines, caractérisée en ce que ces moyens comprennent à partir du centre du dit plateau et sa partie supérieure: une broche co- nique à tonicité orientée vers le bas pour l'enroulement d'un tour mort après la réalisation de chaque bobine, une pluralité d' aiguilles verticales régulièrement réparties suivant un diamètre, et d'aiguilles inclinées vers l'extérieur, en même nombre que les aiguilles verticales et également réparties, pour la réalisation de bobines de forme générale trapézoïdale par déplacements cycli- quesdu guide-fil m par la came pour amener le fil autour de ces broche et aiguilles. -7- Machine suivant les revendications 1 et 6 ensemble, caracté- risée en ce que les aiguilles verticales sont fixées sur la par- tie formant le moyeu du plateau porte-bobines, tandis que les aiguilles inclinées sont montées à coulissement entre le dit mo- yeu et une partie périphérique tournante du plateau qui présente une rainure hélicoïdale réalisée perpendiculairement à l'axe des aiguilles inclinées et dans laquelle sont positionnées les têtes épaulées des dites aiguilles qui peuvent être ainsi escamotées dans le plateau porte-bobines par rotation de la partie périphé- rique par rapport au moyeu. -8- Machine suivant les revendications 1 et 6 ensemble, caracté- risée en ce que la came Solidaire du plateau sur lequel tourne le plateau porte-bobines, présente un double profil ou rappe, à savoir: un profil périphérique vertical et un profil supérieur horizontal; ces deux profils ou rampes coopérant avec des galets ou organes similaires reliés au guide-fil pour que le fil de bobi- nage qu'il tient, décrive le trajet autour des aiguilles et de la broche conique pr déplacements horizontaux et verticaux du guide- S fil. -9- Machine suivant les revendications 1, 6 et 8 ensemble, carac- térisée en ce que le guide-fil est composé d'un bras articulé à la partie terminale de deux coulisseaux et rappelé en position basse par un ressort pour l'appui constant du galet du profil ho- rizontal lui-même articulé au dit bra, les coulisseaux traversant un palier solidaire du bâti qui sont fixés à une plaque reliant les coulisseaux à un vérin de dégagement du guide-fil et à des tringles horizontales poussées élastiquement en direction de la came et attachées à un palonnier articulé à une saillie de la par- tie terminale des coulisseaux qui porte le galet de contact sur le profil périphérique de la came; l'extrémité supérieure du palon- nier s'appuyant contre le galet de contact avec le profil/supé- rieur de la came. -10- Machine suivant les revendications 1 et 9 ensemble, caracté- risée en ce que le palier-support du guide-fil porte à la face su- périeure une colonne sur laquelle est montéeà pivotement et mobile verticalement une potence dont l'extrémité libre porte d'une part, un doigt creux élastiquement poussé vers le bas pour coiffer la broche conique du plateau porte-bobines, afin de maintenir les tours morts du fil et, d'autre part, un galet de pression des bo- bines formées les unes sur les autres en décalage approprié; la potence étant commandée en hauteur par un vérin suspendu en haut de la colonne et à pivotement par une rampe hélicoïdale; la course de la potence étant contr8lée par un contact de fin de course solidaire de la dite potence et agissant contre des butées fixe et mobile convenables. -11- Machine suivant les revendications 1 et 5 ensemble, carac- térisée en ce que les plateaux porte-came et porte-bobines présen- tent chacun un disque ou pignon denté se déplaçant en rotation par rapport à un capteur destiné à compter le nombre de dents lors de chaque rotation. il -12- Machine suivant les revendications 1,-5 et 11 ensemble, caractérisée en ce que le capteur en regard du disque denté soli- daire du plateau porte-bobines transmet ses signaux à l'armoire de commande, par des anneaux ou frotteurs annulaires fixés à la périphérie du plateau porte-came et contre lesquels prennent appui des balais fixes. -13- Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu' elle comprend plusieurs plateaux porte-bobines et plusieurs cames double profil interchangeables, ain de réaliser des bobines de différentes dimensions, c'est-à-dire des bobinages de différen- tes caractéristiques. -14- Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'outilpresseur de liaison des fils entre eux est constitué par un chapeau ou presse, porté par un bras articulé à un support du bâti et manoeuvrable par un levier pour être relevé en arrière ou abaissé sur le plateau porte-bobines en vue du pressage manuel. -15- Machine suivant les revendications 1 et 14 ensemble, carac- térisée en ce que le chapeau-presseur présente au moins une par- tie annulaire, correspondant à l'emplacement des bobines, réalisée en matériau isolant, afin d'opérer la liaison des bobines entre elles par ramolissement de la résine isolante du fil sous l'ac- tion d'un courant électrique d'intensité suffisante passant dans le fil.