Brevet FR2632132A1 — publié le 19891201

- 1- 2632132 Procédé d'insertion d'un bobinage dans un stator La présente invention concerne les procédés d'insertion d'un bobinage de stator dans un stator à nombre pair d'encoches, par exemple à seize encoches. On utilise habituellement les stators de ce type dans des moteurs monophasés. Il est toutefois souhaitable de pouvoir utiliser aussi les mêmes stators pour des moteurs triphasés. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que certains des enroulements sont répartis sur plusieurs encoches de façon que certaines des encoches servent à loger plusieurs enroulements de phase. Ceci permet une insertion automatique d'un bobinage triphasé dans un stator à seize encoches. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels: la Fig. 1 représente des mandrins de bobinage servant à sou- tenir les enroulements pendant leur bobinage, la Fig. 2 représente ces mandrins de bobinage avec les enrou- lements bobinés sur eux, - la Fig. 3 illustre la manière dont les enroulements sont amenés à un porte-enroulements à fentes (dispositif d'insertion ou "inserter"), la Fig. 4 illustre la manière dont les enroulements bobinés sont insérés dans les encoches d'un stator, la Fig. 5 représente un porte-enroulements à fentes servant à insérer les parties d'enroulement dans les encoches, la Fig. 6 représente, réparti sur seize encoches, le dévelop- pement d'un bobinage de stator pour moteur bipolaire à trois phases, les Fig. 7 à 10 représentent la machine de bobinage respecti- vement en vue perspective, en vue de devant,-en vue de des- sous et en vue de côté. la Fig. 11 représente en coupe un détail de la partie de la machine, constituant le "stripper", les figures 12A et 12B représentent, en vue de côté et demi-coupe, l'agencement du "stripper", 2 2632132 la fig. 13 représente le poinçon de découpe des cales, la fig. 14 représente le dispositif de réalisation des cales. Dans l'un des dispositifs connus d'insertion du bobinage de stator dans un moteur électrique (Statomat de la société Fickert Spezial Maschinen GmbH und Co. KG), après que des groupes d'enroulements prépa- rés à l'avance ont été placés sur quelques lames de protection et de guidage, on fait glisser le stator sur les lames de guidage en direction des lames de protection, au moyen d'un dispositif de maintien. Les lames de protection comportent une surface d'appui étroite qui s'étend suivant la direction tangentielle et s'appuie sur la tête de la dent. Par ail- leurs, la largeur de cette surface d'appui est supérieure à la largeur de la dent, et ceci d'environ 2 fois l'épaisseur de l'isolation de l'encoche. Derrière cette surface d'appui, il est prévu un évidement qui sert à loger les collerettes repliées de l'isolation d'encoche de façon que ces collerettes emp&chent le moins possible la pénétration du conducteur d'enroulement, lorsque la t&te d'introduction est guidée à travers l'alésage du stator, ainsi que l'enfoncement des bandes de recouvrement. Ces bandes de recouvrement sont maintenues dans des guida- ges ménagés dans les lames de protection et sont introduites au moyen des lames d'introduction. Les mandrins de bobinage 1 conformes à l'invention apparaissent sur la Fig. 1. Chaque mandrin 1 est p)urvuna de trois surfaces de bobinage a, a', b. b',c, c' autour desquels on peut bobiner les parties d'enrou- lement2,voir Fig. 2. On rabat ensuite, voir Fig. 3, ces mandrins de bobinage 1 dans le sens vertical par-dessus un porte-enroulements 3 à fentes, voir Fig. 5. On rapproche ensuite l'une de l'autre les deux parties de chaque mandrin, de façon que les enroulements glissent dans les fentes du porte-enroulements. On éloigne ensuite les mandrins de bobinage et on dispose au-dessus du porte-enroulements un sbator 11 pourvu d'encoches, voir Fig. 4. On peut ensuite guider les enroulements 2 dans les encoches voulues du stator, au moyen d'un autre mandrin. Il est toutefois souhaitable de pouvoir utiliser aussi un stator à seize encoches pour des moteurs bipolaires triphasés et, conformément à l'invention, ceci est permis grâce au fait que certains des enroulements sont répartis sur plusieurs encoches de façon que cer- taines des encoches servent à loger des parties de plusieurs enroule- ments de phase, voir Fig. 6. On voit sur cette Fig. 6 la manière dont le premier enroulement de phase est réparti sur les première, deuxième, septième et huitième encoches, tandis que le deuxième enroulement de phase est réparti sur les troisième, quatrième, dixième et onzième encoches et le troisième enroulement de phase sur les onzième, douzième, deuxième et troisième encoches. Cette répartition s'obtient au moyen du mandrin de bobinage 1 à trois surfaces de bobinage, représenté à la Fig. 1, autour duquel les parties d'enroulement 2 sont bobinéesavant qu'on ne les fasse glisser dans les fentes longitudinales du porte-enroulements 3 représent.é à la Fig. 5. Pour deux des enroulements de phase, l'un des côtés du premier tiers d'un enroulement présente sur le mandrin de bobinage le même montage que l'un des c8tés du deuxième tiers de cet enroulement, tandis que l'autre côté du deuxième tiers de l'enroulement présente le même montage que l'autre côté du troisième tiers de cet enroulement. C'est séparément que chaque phase est bobinée et est amenée au dispositif d'insertion et, lorsque l'ensemble des trois phases a été amené à ce dispositif, on monte le stator sur ce dispositif d'insertion, à la suite de quoi on fait glisser simultanément ces trois phases dans le stator. On a ainsi montré comment, conformément à l'invention, les enroulements peuvent être introduits automatiquement, bien qu' ils doivent être répartis d'une manière quelque peu irrégulière. En variante, la machine de bobinage peut être une Pease Windamatic type EGNC-8-III. Les trois fonctions fondamentales de la machine d'introduc- tion d'enroulements du Groupe Essex sont: la réalisation de cales l'insertion de ces cales et l'insertion d'enroulements bobinés à l'avance, sur un très grand nombre de types différents de stators à fentes multiples. Cette machine d'introduction d'enroulements se com- prend mieux en se familiarisant avec ses éléments principaux suivants, voir Fig. 7, 8 et 9. La machine d'introduction d'enroulements est à commande entièrement hydraulique. Une source de fluide hydraulique alimente les divers vérins et moteurs de la machine en huile sous pression (jusqu'à 6.895 kPa). On utilise des électrovannes pour commander l'orientation de l'écoulement d'huile. -4- Le dispositif de réalisation de cales est un dispositif hydraulique, à entraînement par moteur et à cycle à commande mécanique, qui découpe des tronçons et forme des cales à partir de ces tronçons. Ce dispositif est disposé directement derrière l'appareillage de façon - qu'après le découpage des tronçons, les cales formées soient transférées dans le magasin à cales. L'expression "insertion des enroulements" signifie le trans- fert d'un groupe ou de groupes d'enroulements de conducteur bobinés à l'avance en leur faisant quitter l'alésage du stator pour les faire pénétrer dans les fentes de ce stator suivant un trajet délimité et déterminé à l'avance. Ce trajet délimité et déterminé à l'avance est formé par les lames de guidage de conducteur qui s'emboîtent dans l'alésage du stator et qui protègent les enroulements de conducteur d'un endommagement de la part des pattes du stator pendant leur transfert de l'alésage du stator vers les fentes de celui-ci. Les enroulements bobi- nés sont diposés par-dessus et à travers les lames de guidage de conduc- teur de façon que chaque branche d'encoche soit disposée entre deux lames de guidage de conducteur adjacentes. De la sorte, un pôle à enroulements fractionnés, pourvu de trois enroulements et comportant une répartition de 1 à 12, de 2 à 11 et de 3 à 10 (stator bipolaire compor- tant 24 fentes), présente six branches d'enroulement (deux branches pour chaque pas d'enroulement) et est appliqué sur des lames correspondantes de guidage de conducteur de façon que l'une des extrémités de chaque enroulement soit située à l'intérieur du cercle. Les enroulements sont ensuite tirés, c'est-à-dire enfoncés profondément dans les fentes formées par les lames de guidage de conducteur. Lorsque les enroulements sont mis en place, on pose un dispositif d'alignement de stator. Ce dispositif protège les lames de guidage d'un endommagement pendant le chargement du stator. On obtient simultanément un moyen de contr8le du stator en ce qui concerne l'exactitude des dimensions, les ouvertures de passage et les alignements. On dispose ensuite un stator 11 sur l'appa- reillage, à la suite de quoi on resserre manuellement les pinces. Le stator 11 est maintenant prêt pour l'insertion des enroulements. Un déplacement rectiligne communiqué aux extrémités des enroulements situées à l'intérieur du cercle des lames de guidage de conducteur - 5 - entraine un déplacement des enroulements dans le stator. Pendant ce déplacement, les branches des enroulements sont guidées vers le haut le long des fentes formées par les lames de guidage de conducteur. La partie de l'appareillage que l'on appelle "stripper" (séparateur) fait glisser les enroulements hors des fentes qui sont formées par les lames de guidage de conducteur. Le stripper comporte des queues qui s'engagent dans les fentes et s'appuient vers le haut sur les branches des enroulements avant et pendant leur déplacement. Le déplace- ment du stripper fait simultanément glisser les branches des enroule- ments dans les fentes du stator. Lorsque le stripper est dans sa posi- tion entièrement déployée, toutes les branches des enroulements sont enfoncées dans leurs fentes respectives de stator et les extrémités supérieures des enroulements sont posées ou enroulées par-dessus l'extrémité supérieure des lames de guidage de conducteur. Les extrémités inférieures des enroulements sont disposées à l'extérieur des lames de guidage de conducteur, étant donné qu'elles ne se sont jamais trouvées à l'intérieur du cercle de lames de guidage de conducteur. L'insertion du conducteur dans les fentes du stator se trouve ainsi terminée. Après l'insertion des enroulements et des cales dans le sta- tor, le piston d'application retourne dans sa position initiale et l'opération de réalisation des cales commence automatiquement. Ces cales sont en un matériau diélectrique et sont placées dans les guidages de cale de façon à pouvoir &tre insérées dans le stator en même temps que l'insertion des enroulements. On met en place sur la machine d'introduction le matériau diélectrique découpé à la dimension exacte et enroulé en bobines. A partir d'une bobine, ce matériau est amené à un dispositif de coupe qui découpe une cale d'une longueur déterminée à l'avance. Immédiatement après ce découpage, la cale est guidée à travers une matrice d'ébavurage au moyen d'un poinçon. Ce poinçon introduit aussi la cale dans la partie de l'appareillage qui forme magasin de cales et est disposée directement audessous de la matrice d'ébavurage. Ce magasin assure le maintien de la forme de la cale. Chaque cale est disposée dans une fente distincte du magasin, ce qui signifie qu'un stator présentant 24 fentes comporte -6- un magasin présentant 24 fentes. Un dispositif d'amenée de prises permettant de contr8ler la longueur du papier, le dispositif de coupe, le poinçon et l'indicateur de magasin sont tous reliés entre eux par des moyens mécaniques de façon que les opérations se déroulent dans l'ordre correct. Les cales sont formées dans le magasin et sont placées dans les guidages de cale. Lorsqu'on doit modifier la configuration des cales ou leur longueur, la machine doit être dans la position de réglage et on actionne deux fois le piston d'application (à savoir pour extraire les cales placées et pour vider le magasin, ce qui permet de retirer les cales placées). Après la modification souhaitée, on doit à nouveau actionner le piston d'application afin de placer les nouvelles cales dans les guidages de cale. Après que des cales aient été placées dans les guidages de cale et que des enroulements aient été insérés, et après qu'on ait mis en place la combinaison guidage de conducteur et dispositif de réglage du stator, on monte un stator 11 sur le dispositif d'insertion 12, c'est-à-dire les lames de guidage de conducteur. On règle alors les barres de serrage et on fixe le stator. Lorsque les pinces de stator 13 sont fermées, des détecteurs délivrent un signal d'actionnement au piston principal. Le croisillon arrière commence à déplacer les cales hors de leur magasin pour les amener dans la partie de guidage de cale de l'appareillage et le croisillon avant déplace les cales placées. Lorsque les cales parviennent en un emplacement déterminé à l'avance, le strip- per commence à repousser les enroulements vers le haut dans le stator 11, le long des fentes de guidage de conducteur. Le décalage dans le temps entre l'introduction des cales et l'introduction des enroulements permet ainsi que les cales puissent rejoindre le conducteur et puissent être engagées dans les fentes du stator immédiatement après le conduc- teur et les enroulements, voir Fig. 3. Les enroulements et les cales se déplacent vers le haut le long des guidages de conducteur jusqu'à ce que le piston:d'application vienne à l'extrémité de sa course. Toutes les branches des enroulements sont alors déroulées des guidages de conducteur et les cales sont -7- insérées et placées. On rétracte alors le stripper dans sa position inférieure et on ouvre les pinces de stator. On peut alors extraire le stator de l'appareillage. Sur les figures 11, 12A, 12B, 13, 14, la significa- tion des repères est la suivante: :stripper 21:Coin ou cale 22:endroit o le coin doit suivre le stripper 23:croisillon 24:Lame :guide-coin - 26:carter des guide-coin 27:entretoises 28:goupille 29:magasin :matrice 31:guide inférieur du papier 32:guide-poinçon 33:bloc de découpe 34:insert de découpe :poinçon 36: écrou de blocage du réglage 37:vis de réglage de la longueur de coin ou cale 38:taquet à papier supérieur 39:butée de découpe :piston à induction 41:ensemble de guidage du matériau à coin 42:trajet du matériau. - 8 - 26 32132 REVENDICATIONS 1. Procédé d'insertion d'un bobinage de stator dans un stator à nombre pair d'encoches, par exemple à seize encoches, caractérisé en ce que certains des enroulements sont répartis sur plusieurs encoches de façon que certaines des encoches servent à loger plusieurs enroulements de phase (2). 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un mandrin de bobinage (1)cmnPortant trois surfaces de bobinage (a,a', b,b', c,c') autour desquelles on bobine les parties d'enroulements (2) avant qu'elles ne soient enfoncées dans des fentes longitudinales d'un porte- enroulement (3) en vue d'introduire les parties d'enroulement dans les encoches voulues d'un stator (11) 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'un des côtés du premier tiers d'un enroulementde phase (2) présente sur le mandrin de bobinage le même montage que l'un des côtés du deuxième tiers de cet enroulement, tandis que l'autre côté du deuxième tiers de l'enroulement présente le même montage que l'autre côté du troisième tiers de cet enroulement.