Brevet FR2575876A1 — publié le 19860711

DISPOSITIF POUR LA FABRICATION D'UN ENROULEMENT D'INDUIT EN FORME DE DISQUE POUR UNE MACHINE A ENTREFER AXIAL L'invention concerne un dispositif pour la fabrication d'un enroulement d'induit en forme de disque, en fil d'enroulement, pour une machine électrique à entrefer axiale, comportant un gabarit, ou calibre qui présente un certain nombre de broches de renvoi disposées, en fonction du tracé de l'enroulement, sur des cercles concentriques, destinées à faire changer de direction le fil d'enroulement, et un organe de guidage du fil destiné à guider le fil autour des..broches de renvoi, le gabarit et l'organe de guidage du fil étant mobiles l'un par rapport à I'autre. Dans un procédé d'enroulement connu avec un dispositif d'enroulement de ce type (DE-AS- 21 17 048), l'enroulement d'induit enroulé, en une opération d'enroulement continue, sur le gabarit ou le calibre est retiré de cette forme et est coulé avec une résine synthétique durcissant à la chaleur, tandis que l'on presse les têtes d'enroulement pendant cette coulée pour diminuer l'épaisseur de'l'enroulement. Une opération supplémentaire et une dépense d'usinage correspondante avec des installations mécaniques spéciales sont nécessaires. Le dispositif d'enroulement suivant l'invention où le gabarit est recouvert sur sa face portant les broches de renvoi, avec un écartement, d'un disque de recouvrement qui présente un évidement radial que traverse l'organe de guidage du fil, cet organe étant mobile dans le sens de la longueur de ltévidement, et au moins un organe moteur est prévu pour entrainer pas à pas en rotation, en correspondance avec le tracé de l'enroulement, le gabarit ou le disque de recouvrement avec l'organe de guidage du fil d'une part, et entrainer en translation 1 organe de guidage du fil d'autre part. Ce dispositif a l'avantage qu'au cours même de l'opération d'enroulement, l'épaisseur de cet enroulement est établie définitivement et est maintenue d'une faeon sûre. Le disque de recouvrement suivant l'invention sert, d'autre part, à fixer le fil enroulé et la section partielle de la surface d'enroulement qui se forme, et, d'autre part, détermine, par la dimension de la distance qui le sépare du gabarit ou du calibre, ltépaisseur de l'enroulement d'induit dans les limites de tolérance prescrites. Comme dans les procédés d'enroulement connus, l'ensemble de l'enroulement d'induit peut être fabriqué dans une opération ininterrompue. Le dispositif suivant l'invention convient universellement pour une multitude d'enroulements différents tels qu'enroulements à ondulations ou à boucles, enroulements en barres ou en bobines et autres. Il suffit de changer le gabarit spécifique de l'enroulement, et d'adapter le programme de commande du mécanisme de commande de façon appropriée. Des formes de réalisation avantageuses sont caractérisées en ce que le disque de recouvrement est fixe, et le gabarit est réalisé sous la forme d'une roue de commande montée rotative, spécifi que pour 1'enroulement, et et que l'entrainement de commande provoque un mouvement de rotation de la roue de commande, et un mouvement de déplacement de l'organe de guidage du fil, les mouvements étant accordés les uns avec -les autres de façon telle que les broches de renvoi qui se succèdent sur le tracé de l'enroulement sont recherchées successivement par l'organe de guidage du fil; la distance qui sépare les faces, tournées l'une vers l'autre, du disque de recouvrement et de la roue de commande est d'une dimension égale à l'épaisseur de l'enroulement; les broches de renvoi sont disposées mobiles axialement sur la roue-de commande contre la force d'un ressort de rappel et que la distance qui sépare les faces tournées l'une vers l'autre du disque de recouvrement et de la roue de commande est plus petite que la longueur maximum des broches de renvoi partant axialement de la face supérieure de la roue de commande; la distance qui sépare les faces tournées lsune vers l'autre du disque de recouvrement et de la roue de commande est plus petite que la longueur des broches de renvoi partant axialement de la face supérieure de la roue de commande, que les broches de renvoi sont montées rigidement sur la roue de commande et du côté de leur extrémité s'engagent, sensiblement jusqutau fond de la gorge , dans les gorges annulaires du disque de recouvrement, qui se trouvent en face des cercles concentriques des broches de renvoi; l'évidement présente une partie de guidage, comportant des flancs de guidage essentiellement axiaux pour l'organe de guidage du fil et débouchant sur la face supérieure du disque de recouvrement tournée vers cet organe de guidage du fil, et comportant aussi une partie formant gorge qui se raccorde à la partie précédente, s'élargissant vers la face inférieure du disque de recouvrement, comportant des flancs de gorge s'étendant sur un angle aigu vers la face inférieure du disque, et que la longueur maximum des boches de renvoi qui se dresse axialement sur la face supérieure de la roue de commande est d'une dimension à peu près égale à la distance qui sépare le fond de la partie formant gorge de l'évidement de la face supérieure de la roue de commande; une partie des broches de renvoi est disposée équidistantes sur un cercle extérieur, concentrique, que le disque de recouvrement porte, sur sa zone marginale qui fait face au cercle extérieur des broches de renvoi, une saillie annulaire, se dressant vers la roue de commande, comportant un épaulement oblique annulaire descendant vers l'intérieur, et une face frontale annulaire plate, faisant face à la roue de commande à une distance réduite, que la transition de l'épaulment oblique à la face frontale se trouve sur un cercle qui coricide sensiblement avec une ligne circulaire idéale placée sur les broches de renvoi du cercle extérieur, et que, dans la zone de l!épaulement oblique, il est prévu une gorge annulaire dans laquelle s'engagent, sans contact, les broches de renvoi, placées sur le cercle extérieur; la distance réduite qui sépare la face frontale de la saillie et la surface supérieure de la roue de commande est d'une dimension à peu près égale au diamètre du fil d'enroulement. L'invention est décrite ci-après en regard d'exemples de réalisation représentés par. les figures où: - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif d'enroulement pour la fabrication d'un enroulement d'induit en forme de disque à partir d' - la figure 2 est une vue en plan d'une roue de commande du dispositif d'enroulement de la figure 1, - les figures 3 et 4 montrent partiellement une coupe le long de la ligne I-I de la figure 1 suivant un premier et un second exemple de réalisation, - la figure 5 est une illustration de la zone marginale, en coupe suivant I-I de la figure 1 suivant un troisième exemple de réalisa-tion. Le dispositif représenté schématiquement dans la figure 1, pour fabriquer un enroulement d'induit en forme de disque pour une machine électrique à entrefer axial, présente un calibre ou gabarit 10, qui porté une série de broches de renvoi 12 disposées sur des cercles concentriques il (figure 2}, un organe 13tde guidage du fil, destiné à guider le fil de l'enroulement 15, tiré d'une bobine de réserve 14 autour des broches de renvoi, et un disque de recouvrement 17, recouvrant le calibre 10, à une distance d (figure 3); sur sa face portant les broches de renvoi 12. Le calibre 10, que l'on voit en plan dans la figure 2, est réalisé sous la forme d'une roue de commande, spécifique pour l'enroulement, sur la surface supérieure 181 (figure 3) de laquelle sont disposées les broches de renvoi en fonction du tracé de l'enroulement. La roue 18 représentée dans la figure2 est destinée à un enroulement ondulé en deux couches, simple, à six pôles, le pas total ou pas de collecte de l'enroulement ondulé se montant à seize, la largeur de la bobine étant de sept, et le pas de commutation, de neuf. Au total quarante-neuf broches de renvoi 12 sont placées, équidistantes sur chacun des cercles concentriques 11. Pour plus de clarté, il est illustré dans la figure 2 une spire de l'enroulement d'induit dépassant 3600. -La roue de commande 18, placée sur un arbre moteur 19, est entrainée en rotation par un moteur pas à pas 20 pouvant tourner chaque fois suivant la commande au moyen d'un organe de commande 21 de la roue de commande 18 pour chaque position quelconque de l'enroulement. Le disque de recouvrement t7 que l'on peut voir dans les figures 1 et 3 est montée fixe et présente un évidement 22 radial en forme de fente, qui's'étend à peu près sur la moitié du diamètre de ce disque de recouvrement 17. Par cet évidement 22 passe l'organe 13 de guidage du fil, par où passe le fil d'enroulement 15 constitué par un fil isolé, et ce, à peu près jusqu'aulx extrémités supérieures des broches de renvoi 12.Comme on peut sten rendre compte en particulier par la figure 3, l'évidement 22 présente une partie de guidage 23 débouchant sur la face supérieure 171 du disque de recouvrement 17, comportant des flancs de guidage de l'organe 13 de guidage du fil, essentiellement rectilignes, s'étendant dans la direction axiale, et comportant aussi une partie formant gorge 24, se raccordant à la face inférieure 172 du disque de recouvrement 17 et débouchant sur cette face inférieure 172 par des flancs de gorge 241, 242, s'étendant sur la face inférieure 172 sous un angle aigu. L'organe 13 de guidage du fil, entrainé en translation par un autre moteur pas à pas 25, par l'intermédiaire de la pièce de guidage 23, Le moteur pas à pas 25 peut amener, suivant la commande de la pièce de commande 21, l'organe de guidage 13 du fil dans une position quelconque à ltintérieur de l'évidement 22.La pièce de commande 21 est programmée d'une façon telle quelle commande les moteurs pas à pas de façon telle qu'ils fassent concorder le mouvement de rotation de la roue de commande 18 et le mouvement de déplacement de l'organe 13 de guidage du fil l'un avec l'autre pour que les broches de renvoi 12 qui se succèdent sur le tracé de l'enroulement soient recherchées les unes après les autres par ce guide 13 du fil, afin que le fil d'enroulement 15, passant par 1'organe de guidage 13 puisse être posé en contournant les broches de renvoi 12 voulues, comme le montre la figure 2. Ainsi, par le mouvement de rotation alternatif ou simultané de la roue de commande 18 et du mouvement de déplacement sle l'organe 13 de guidage du fil, les broches de renvoi 12 désignées dans la figure 2 par 121 à 146 sont cherchées successivement, en continu par organe 13 de guidage du fil et sont occupées, de la fanon indiquée, par le fil d'enroulement 15. Cette opération est poursuivie de cette façon jusqu'à ce que toutes les broches de renvoi 12 soient garnies de fil d'enroulement 15 et que l'en- roulement ondulé, en deux couches, à pas simple, à six pôles, fini, soit complètement enroulé avec les données mentionnées plus haut.L'épaisseur de l'enroulement induit, en particulier l'épaisseur des têtes d'enrou- lement est déterminée par la distance d, qui sépare la face inférieure 172 du disque de recouvrement 17 de la face supérieure 181 de la roue 18 de commande Comme on peut s'en rendre compte d'après la figure 3, les broches de renvoi 12 sont disposées mobiles, contre la passée d'un ressort de rappel 26.La longueur maximum des broches de renvoi, par laquelle elles dépassent sur la face supérieure 181 de la roue de commande 18 est plus grande que la distance d qui exis-te entre la face supérieure 181 de la roue de commande 18 et la face inférieure 172 du disque de recouvrement 17, de sorte que ces broches de renvoi 12 s'appliquent toujours avec une force élastique, contre la face inférieure du disque de recouvrement 17. De ce fait le fil d'enroulement 15 qui est déjà passé sur des broches 12 de renvoi ne peut pas en tomber, si bien que le disque de recouvrement 17 assure, dans ces conditions, une fonction de fixation de la partie déjà enroulée de ltenroulement d'induit.Dans la zone de l'évidement radial 22, les broches de renvoi 12 peuvent être détournées dans la partie 24 de la gorge, le long des flancs 241, 242 de la gorge jusqu'au fond de cette dernière, de sorte que, dans ces conditions, la fonction de fixation du fil d'enroulement continue à être assurée. Aussitôt que l'organe 13 de guidage des fils cherche, sous l'effet du mouvement de rotation de la roue de commande 18, la broche suivante d'enroulement, les broches de renvoi 12, engagées dans la partie 24 de la gorge, sont repoussées au moyen des flancs de gorge 241, 242,.vers l'arrière, jusqu'à ce que leurs extrémités -slappliquent sur la face inférieure 172 du disque de recouvrement 17. Le fil dtenroulement 15, tiré ici autour des broches de renvoi 12, est serré jusqu'à l'épaisseur de l'enroulement d'induit, déterminée par la distance d, ici, le double du diamètre du fil. Dans -le modèle de réalisation de la roue de commande 181 et du disque de recouvrement 17', représenté partiellement en coupe dans la figure 4, les broches de renvoi 121 sont placées rigidement dans la roue de commande 181. Dans la face inférieure 172t du disque de recouvrement 17' sont prévues des gorges annulaires 27', qui se recouvrent avec les cercles 17 concentriques des broches de renvoi 12'. La longueur maximum des broches de renvoi 12' qui fait saillie sur la roue 181, sur sa face supérieure 1811, a une dimension telle que ces broches de renvoi 12' s'enfoncent dans les gorges annulaires 27t jusqu'immédiatement avant le fond de gorge 28' des gorges annulaires 27'. La distance entre les extrémités des broches de renvoi 12' et le fond de la gorge 28' est choisi très petit, de sorte que, d'une part, les broches de renvoi 12' ne peuvent pas frotter, au cours du mouvement de rotation de la roue de commande 18' sur le fond de la gorge 28', et d'autre part le fil d'enroulement 15' est certainement empêché de s'engager dans l'espace intermédiaire qui subsiste entre les extrémités des broches de renvoi 12t et le fond 28' de la gorge. Le fond 28 de la gorge annulaire 27' se trouve sur le même plan que le plan de séparation entre la pièce de guidage 23' et la partie 24' de la gorge de l'évidement radial 22'. Ce plan de séparation forme le fond de la partie 24' de la gorge, dont la largeur est un peu supérieure au diamètre des broches de renvoi 12'. L'organe de guidage 13' du fil est réglé, sur sa longueur qui s'éngage dans l'évidement 22' d'une façon telle qu'il se déplace pratiquement à ras des broches de renvoi 12t. Par suite le fil d'enroulement 15' ne peut pas glisser sans contrôler des broches de renvoi 12' avant d'être guidé, en raison de la continuation du déplacement de la roue de commande 18t, dans la direction de la surface 181' de la roue de commande 18', par un des flancs 241', 242' de la partie 24' de la gorge de l'évidement 22'. Dans la disposition, représentée en coupe, dans la zone marginale seulement, de la roue de commande 18 et du disque de recouvrement, la-roue de commande 18 est réalisée exactement comme la roue de commande de la figure 2. Le disque de recouvrement 17" concorde, à part la zone marginale représentée, avec la plaque de recouvrement 17 des figures 1 et 3. Elle présente de la même façon, un évidement dans lequel passe l'organe de guidage du fil dans les mêmes conditions. Dans la zone marginale du disque 17" (figure 5) de recouvrement, et ce, dans la zone marginale, tournée vers le cercle extérieur 11 des broches de renvoi 12 de la roue de commande 18, la face inférieure 72" du disque de recouvrement 17 avance vers l'extérieur sur une distance d dans la direction de la surface 181 de la roue de commande 18, t forme à cet endroit une saillie 30", dont la surface frontale plane 31" annulaire offre une distance réduite a par rapport à la roue de commande 18, et qui est un peu plus grande que le diamètre du fil d'enroulement 15, La face inférieure 172" du disque de recouvrement 17" qui est à une distance d de la surface 181 de la roue de commande 18 se transforme en passant par un épaulement oblique 32" en forme de cercle annulaire, en la surface frontale 31" de la saillie 30" qui se trouve à une distance réduite a de la surface 181 de la roue de commande 18. Dans la direction radiale, ei l'on regarde vers l'extérieur, ltépaulement oblique 32" commence ici sensiblement devant le prolongement d'une ligne idéale, circulaire, placée à l'intérieur autour des broches de renvoi 12 du cercle extérieur 11, et se termine sensiblement sur le prolongement d'une ligne circulaire idéale placée à l'extérieur autour des broches 12 de renvoi du cercle extérieur 11. Dans l'épaulement oblique 32" est prévue une gorge annulaire 33" dont le fond se trouve sensiblement sur le plan formé par la face inférieure 172" du disque de recouvrement 17". Dans cette gorge annulaire 33" sont engagées les broches de renvoi 12 du cercle extérieur 11.Les dimensions de la gorge annulaire 33" sont établies de façon telle qu'entre les flancs et le fond de la gorge d'une part, et les surfaces frontales et d'enveloppement des broches de renvoi d'autre part, il subsiste seulement une distance qui empêche le frottement. Grâce à cette saillie 30t' du disque de- recouvrement 17" avec la distance a réduite à environ du diamètre du fil d'enroulement, jusqu'au disque de recourrrement 18, on arrive à ce que toutesles têtes extérieures d'enroulement, de l'enroulement terminé, présentent la même hauteur, ici, à peu près l'épaisseur du fil d'enroulement 15. On obtient ainsi une réduction du battement axial. Naturellément, il est aussi possible dans l'exemple de réalisation de la roue de commande et du disque de recouvrement de la figure 4, de réaliser la zone marginale du disque de recouvrement comme il a été décrit précédemment. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus. Ainsi par exemple, le gabarit peut être aussi monté fixe et le disque de recouvrement y compris l'organe de guidage du fil pourront alors être entrainés en rotation par le moteur pas à pas. Le mouvement de translation de l'organe de guidage du fil dans son évidement radial, par rapport au gabarit, est maintenu. La dépense de fonctionnement pour les mouvements de rotation et de translation est toutefois plus élevée que dans l'exemple de réalisation décrit. REVENDICATIONS 1- Dispositif pour la fabrication d'un enroulement d'induit en forme de disque, en fil d'enroulement, pour une machine électrique à entrefer axiale, comportant un gabarit, ou calibre qui présente un certain nombre de broches de renvoi disposées, en fonction du tracé de l'enroulement, sur des cercles concentriques, destinées à faire changer de direction le fil d'enroulement, et un organe de guidage du fil destiné à guider ce fil autour des broches de renvoi, le gabarit et l'organe de guidage du fil étant mobiles l'un par rapport à l'autre, dispositif caractérisé en ce que le gabarit (10, 101) est recouvert sur sa face portant les bronzes renvoi (12, 12l), avec un écartement (d), d'un disque de recouvrement qui présente un évidement radial (22, 22') que traverse l'organe (13, 13') de guidage du fil, cet organe (13, 13l) étant mobile dans le sens de la longueur de l'évidement (22, 22') , et au moins un organe moteur (20, 21, 25) est prévu pour entrainer pas à pas en rotation, en correspondance avec le tracée l'enroulement, le gabarit (510, 10') ou le disque de recouvrement (17, 171) avec l'organe de guidage du fil (13, 13') d'une part, et entrainer en translation l'organe de guidage du fil (13, 13') d'autre part. 2- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le disque de recouvrement (17, 17') est fixe, et le gabarit (10,10') est réalisé sous la forme d'une roue de commande (18, 18') montée rotative, spécifique pour l'enroulement et que l'entrainement de commande (20, 21, 25) provoque un mouvement de rotation de la roue de commande (18, 18'), et un mouvement de deplacement de l'organe de guidage du fil (13, 13'), les mouvements étant accordés les uns avec les autres de façon telle que les broches de renvoi (12, 12') qui se succèdent sur le tracé de l'en- roulement sont recherchées successivement par l'organe de guidage du fil (13, 13'). 3- Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la distance (d) qui sépare les faces (172, 181'), tournées l'une vers l'autre, du disque de recouvrement (17, 17') et de la roue de commande (18, 18') est d'une dimension égale à l'épaisseur de l'enroulement. 4- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les broches de renvoi (12) sont disposées mobiles axialement sur la roue de commande (18) contre la force d'un ressort de rappel (26) et que la distance (d) qui sépare les faces tournées l'une vers l'autre (172, 181) du disque de recouvrement (17) et de la roue de commande (18) est plus petite que la longueur maximum des broches de renvoi (12) partant axialement de la face supérieure (181) de la roue de commande (18). 5- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la distance (d) qui sépare les faces tournées l'une vers l'autre (172', 181') du disque de recouvrement (17') et de la roue de commande (18!) est plus petite que la longueur des broches de renvoi (121) partant axialement de la face supérieure (1811) de la roue de commande (18'), que les broches de renvoi (12') sont montées rigidement sur la roue de commande (18') et du côté de leur extrémité s'engagent, sensiblement jusqu'au fond de la gorge (28'), dans les gorges annulaires (27') du disque de recouvrement (17'), qui se trouvent en face des cercles concentriques (11) des broches de renvoi (12'), 6- Dispositif suivant l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'évidement (22, 22') présente une partie de guidage (23, 23'), comportant des flancs de guidage essentiellement axiaux pour l'organe de guidage du fil (13, 13') et débouchant sur la face supérieure (171, 171') du disque de recouvrement (17, 17') tournée vers cet organe de guidage du fil (13, 13'), et comportant aussi une partie formant gorge (24, 24') qui se raccorde à la partie précédente, s'élargissant vers la face inférieure (172, 172') du disque de recouvrement (17, 17'), comportant des flancs de gorge (241, 242, 241 ', 242') s'étendant sur un angle aigu vers la face inférieure (172, 172') du disque (171, 171'), et que la longueur maximum des broches de renvoi (12, 12') qui se dresse axialement sur la face supérieure (181, 181!) de la roue de commande (18, 18') est d'une dimension à peu près égale à la distance qui sépare le fond de la partie (24, 24') formant gorge de l'écoulement (22, 22') de la face supérieure (181, 181') de -la roue de commande (18, 18'). 7- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une partie des broches de renvoi (12) est disposée équidistantes sur un cercle (11) extérieur, concentrique, que le disque de recouvrement (17") porte, sur sa zone marginale qui fait face au cercle extérieur (11) des broches de renvoi (12), une saillie annulaire (30"), se dressant vers la roue de commande (18), comportant un épaulement oblique (32") annulaire descendant vers l'intérieur, et une face frontale (31) annulaire plate, faisant face à la roue de commande (18) à une distance réduite (a), que la transition de l'épaulement oblique (32") à la face frontale (30") se trouve sur un cercle qui coïncide sensiblement avec une ligne circulaire idéale placée sur les broches de renvoi (12) du cercle extérieur (il), et que, dans la zone de l'épau- lement oblique (32"), il est prévu une gorge annulaire (33") dans laquelle s'engagent, sans contact, les broches de renvoi (12), placées sur le cercle extérieur (11). 8- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la distance réduite (a) qui sépare la face frontale (31") de la saillie (30") et la surface (181) supérieure de la roue de commande (18) est d'une dimension à peu près égale au diamètre du fil d'enroulement (15).