Brevet FR2647586A1 — publié le 19901130

L'invention concerne un dispositif et un pro- cédé pour relier des bobines finies formées sur gabarit pour des enroulements a deux couches et à plusieurs couches, notamment pour appliquer une bande isolante sur des enroulements comportant des échevaux formés, des en- roulements de collecteurs et des enroulements répartis pour des pôles saillants, dans des machines dynamo-élec- triques de taille moyenne ou de grande taille. Lors de la liaison mécanique de bobines finies formées sur gabarit pour des enroulement de machines électriques avec des bandes isolées, le serrage de la bo- bine s'effectue horizontalement, moyennant une manipula- tion de la tête de liaison de la machine de liaison, la bobine finie formée sur gabarit ou de ces deux élé- ments sont manipulés. Dans des machines de liaison simple, comme par exemple dans le cas de la machine de liaison MI-102 de la société dite Micafil, Zurich et l'enrubanneuse KG 1/3 et KGU de la société dite H.F. Stollberg, Beerfelden (République Fédérale Allemande), on manipule manuellement la bobine finie formée sur gabarit. La tête de liaison est montée fixe dans un plan de tra- vail. Un inconvénient réside dans le pourcentage élevé d'actions manuelles lors de l'opération mécanique de liaison et dans les tolérances élevées, qui sont de ce fait imposées, ce qui conduit par exemple à des épaissis- sements de l'isolant, qui sont visibles ultérieurement lors du montage de l'enroulement, ce qui est un inconvé- nient. Pour le déplacement de la tête de liaison pen- dant l'opération de liaison, on connaît différentes solu- tions. Dans le brevet allemand N'1 660 012 ayant pour titre "Enrubanneuse", on guide manuellement une tête de liaison suspendue. Une tête d'enroulement suspendue montée sur un système de guidage en forme de rail avec et sans commande des grandeurs d'exploration est décrite dans la demande de brevet allemand N'2 003 829, ayant pour titre "Enru- banneuse servant à enrouler des parties d'enroulements de machines électriques avec des bandes de matériau iso- lant". Dans le brevet allemand 2 451 460 ayant pour titre "Dispositif pour appliquer des bandes de matériau isolant sur des enroulements de machines électriques", le guidage de la tête de liaison entraînée avec un chariot et un bras en console, s'effectue par l'intermédiaire de cour- bes-gabarits. Un inconvénient de ces solutions réside dans la mauvaise accessibilité de la bobine pour les opé- rations auxiliaires manuelles nécessaires dans le proces- sus mécanique de liaison, qui conditionnent deux fois le positionnement et l'arrêt de la bobine pour l'isolation des branches des bobines. Le déplacement combiné de la bobine et de la téte de bobine lors de l'isolation de bobines finies for- mées sur gabarit est basé sur la réunion des types d'entraînement pour la bobine et pour la tète de liaison. La commande s'effectue par ordinateur. A titre d'exemple à cet effet, on peut citer la machine programmable d'isolation de bobine MI 155 de la société dite Mecafil, Zurich, et la solution décrite dans "Manufacturing of Mi- capact II coils", ASEA Journal 54 (1981), Suede, pages 42-46. Ici on réalise le serrage de la bobine finie for- mée sur gabarit, comportant deux couches, dans l'oeil de bobine, un soutien supplémentaire de la bobine étant ga- ranti, d'une manière commandée, par des supports de bo- bine pouvant être déployés et rétractés, au voisinage des branches de la bobine. On peut choisir différentes vi- tesses d'isolation pour l'application des bandes dans la zone des rainures, dans la zone des branches de la tête de bobine et dans la zone de jonction entre ces deux élé- ments. La machine d'isolation MI 155 dispose d'un méca- nisme qui impose un rabattement de la bobine après l'iso- lation d'une branche dans la position d'isolation pour l'autre branche. Les paramètres respectifs de positionne- ment pour les deux positions de la bobine sont évalués et calculés avant l'opération de liaison. Un inconvénient réside également dans la mau- vaise accessibilité de la bobine pour les activités ma- nuelles nécessaires lors du processus mécanique de liai- son, ainsi que le changement de position de bobine, qui est exécuté manuellement. Pour l'isolation mécanique de bobines finies formées sur gabarit, comportant deux couches, on sait que l'isolation mécanique s'effectue selon des couches en d'une manière échelonnée jusqu'à la branche de la tête de bobine et qu'ensuite l'isolation est réalisée manuelle- ment au niveau de l'oeil de la bobine ainsi que dans des zones partielles de la branche de la tête de bobine. Tous les procédés pour relier des bobines fi- nies formées sur gabarit présentent l'inconvénient con- sistant en ce que seule une branche de la bobine est réu- nie dans un système de serrage et qu'une double introduc- tion et une double sortie de la tête de liaison est né- cessaire pour chaque bobine. Un inconvénient est lié au passage de l'isola- tion mécanique à l'isolation manuelle, à l'obtention d'une structure isolante plus hétérogène et à la dépense pour l'isolation manuelle. D'après le brevet allemand N'2 260 661 ayant pour titre "Procédé pour fabriquer des bobines pour des machines électriques", il est connu de réaliser une liai- son fermée pour des bobines non démoulées. Cette solution présente l'inconvénient consistant en ce que l'isolant est très aisément endommagé par l'emmanchement ultérieur à force et la rotation de la branche de bobine. Les bandes isolantes sensibles, qui présentent de bonnes ca- ractéristiques d'isolation, ne permettent pas l'établis- sement d'une liaison, puis le démoulage à l'état terminé. L'invention a pour but de réduire les activités manuelles lors de l'opération mécanique de liaison et de réduire les sections, isolées manuellement, des bobines finies formées sur gabarit, et ce tout au moins en conservant ou en améliorant la qualité. L'invention a pour but d'indiquer un dispositif et un procédé garantissant une accessibilité étendue à la bobine finie formée sur gabarit pendant l'opération de liaison, à partir d'un poste d'opérateur, et permette la liaison des deux branches de bobine dans un système de fixation. Ce problème est résolu conformément à l'inven- tion grâce au fait que le porte-bobine est agencé de ma- nière à réaliser un serrage vertical des éléments de rai- nures en superposition ou bien un serrage de ces éléments suivant un angle aigu par rapport à la verticale. Cela signifie que les branches de la bobine sont disposées verticalement ou presque verticalement l'une audessus de l'autre. Le serrage de la bobine s'effectue en utilisant au moins trois dispositifs de serrage, dont au moins deux sont en permanence en action. Ces dispositifs de serrage prévus au nombre de trois ou en un plus grand nombre sont disposés de manière à être en permanence alternativement en action conformément au sens de déplacement de la tête de liaison. Pour suivre le contour de la bobine, il est prévu trois axes de déplacement en translation et trois axes de rotation, qui sont répartis entre le porte-bobine et la tête de liaison. Pour la réalisation de ce déplace- ment continu, il est nécessaire d'utiliser un système de commande de la machine agissant suivant des axes mul- tiples. La liaison de la bobine finie formée sur gaba- rit depuis l'extrémité de raccordement jusqu'à l'autre extrémité de raccordement par l'intermédiaire de l'oeil libre de la bobine, c'est-àdire l'oeil de bobine situé à l'opposé du côté de raccordement, s'effectue dans un dis- positif de serrage. Par consequent, le rabattement manuel de la bobine finie formée sur gabarit, du type usuel dans d'autres machines de liaison, est supprimé. Le serrage vertical, exécuté une fois, présente en outre l'avantage consistant en ce que les travaux manuels, qui doivent être exécutés lors de l'opération de liaison, peuvent être également réalisés à partir d'un poste de travail pour les deux branches de la bobine. Le serrage vertical conforme à l'invention en liaison avec au moins trois dispositifs de serrage alternativement en action garantit une liaison fermée par l'intermédiaire de l'oeil libre de la bobine, dans le cas o l'oeil de la bobine est étiré ou très petit. Dans le cas de bobines finies formées sur gaba- rit, on est en présence d'un oeil étiré lorsque l'angle de jonction tête de bobine-oeil de bobine est égal ou su- périeur à 90'. L'étirage, qui y est lié, de l'oeil garan- tit une position verticale de la tête de liaison pendant l'opération d'enroulement. Cette position est nécessaire pour amener les bandes isolantes sans qu'elles présentent de plis. Dans le cas d'oeils de bobine très petits, seu- lement à moitié formés, du type utilisé en général dans des bobines finies formées sur gabarit possédant une pe- tite section transversale, l'oeil libre de la bobine est lié simultanément, auquel cas l'isolant n'est pas appli- qué uniformément dans tous les cas dans la zone de l'oeil de la bobine, mais possède les valeurs requises de soli- dité et de qualité. Dans le cas de bobines finies formées sur gaba- rit ne comportant pas un oeil étiré, c'est-à-dire dans le : o y {2647586 cas o l'oeil de bobine est complètement formé, la liai- son est réalisée jusqu'en un emplacement situé directe- ment en avant de l'oeil de bobine, qui est franchi sans aucun déplacement de liaison, la tête de liaison n'étant pas ressortie et l'opération de liaison se poursuivant directement à l'extrémité de l'oeil de la bobine. L'oeil de la bobine doit être lié manuellement. L'avantage ré- side ici en général dans l'économie de temps due au fait qu'on ne fait pas ressortir la tête de liaison. L'invention va être expliquée ci-après de façon plus détaillée en référence à 3 figures. La figure 1 représente le schéma de principe d'une forme de réalisation du porte-bobine conforme à l'invention pour le serrage vertical de la bobine munie du cadre de base 1, qui est entraîné en translation dans les directions z et y et sur lequel sont disposés des bras de support 2, qui sont entraînés en translation dans la direction y et sur lesquels sont situés trois disposi- tifs fixes de serrage 3 et trois dispositifs de serrage 3 déplaçables dans la direction z. De même trois de ces dispositifs de serrage peuvent être agencés uniquement en tant que supports auxiliaires, qui ne serrent pas la bo- bine, mais la soutiennent uniquement. Ces dispositifs de serrage, qui sont déplaçables en translation dans la di- rection x, sont continûmnent en action alternativement dans la direction de déplacement d'une tête de liaison de type connu et garantissent une fixation fiable de la bo- bine finie formée sur gabarit, pendant l'ensemble du pro- cessus de liaison. La figure 2 illustre un processus mécanique- fermé de liaison d'une bobine finie formée sur gabarit à deux couches et les déplacements associés nécessaires du système du porte-bobine et du support de la tête de liai- son. La bobine à deux couches 4 est représentée dans le dispositif de serrage vertical conforme à l'invention, qui garantit une bonne accessibilité pour les activités manuelles nécessaires lors de l'opération de liaison. Dans le plan de manipulation du porte-bobine, la bobine exécute des déplacements de translation lz, ly, lx, 1z représentant la distance, comptée dans la direction z, entre des branches de la bobine, lx la distance, comptée dans la direction x, entre des branches de la bobine et l'oeil de la bobine et ly la longueur, devant être ré- y unie, de la bobine à deux couches 4. Les mouvements de rotation A autour de l'axe x et C autour de l'axe z de la tête de liaison 5 de type connu garantissent le suivi des parties rectilignes des encoches, de la branche en forme de développante ou sous la forme rectiligne de la tête de bobine et de l'oeil de la bobine y compris les rayons de jonction associés de la bobine à deux couches. La tête de liaison pivote sur l'angle de rotation bA autour de l'axe x et de l'angle de rotation bx autour de l'axe z (voir la vue en plan égale- ment représentée sur la figure 2). Sur la figure 3, qui va être décrite ci-après, on peut associer l'angle bA de la tète de bobine à l'angle de rotation aK et l'angle de jonction aKA à l'angle de rotation ax. La figure 3, dont il vient d'être fait mention, représente la forme de réalisation d'un oeil étiré de bo- bine, c'est-à-dire que l'angle aK de la tête de la bo- bine et l'angle de jonction tête de bobine-oeil de bobine aKA sont supérieurs ou égaux à 90. La commande du déplacement de la tête de liaison s'effectue en fonction de l'angle d'étirage de l'oeil as. La position de la tête de liaison 5 est en permanence perpendiculaire à la direction de la hauteur de la section transversale h de la bobine. Dans ces conditions, avec le dispositif con- forme à l'invention, on peut réaliser une liaison fermée, conforme à l'invention, de la bobine finie, formée sur gabarit, comportant deux couches, depuis une extrémité de 264758U raccordement jusqu'à l!autre extrémité de raccordement par l'intermédiaire de l'oeil étiré de la bobine. L'avan- tage réside dans la structure uniforme de l'isolation et dans l'accroissement de la qualité, qui y est lié, ainsi que dans la réduction des activités manuelles et dans la réduction de temps, qui y est liée, pour l'ensemble de l'opération de liaison. Le procédé conforme à l'invention permet, en liaison avec le dispositif conforme à l'invention, de réunir une extrémité de raccordement à l'autre par l'intermédiaire d'un oeil de la bobine, de sorte que seul encore l'oeil de la bobine, qui est situé sur le côté des extrémités de raccordement, doit être liée manuellement. 9 2647586 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour relier des bobines finies formées sur gabarit pour des enroulements à deux couches et des enroulements à couches multiples pour des machines dynamo-électriques de taille moyenne et de grande taille comportant au moins trois axes de déplacement en transla- tion et deux axes de rotation pour le porte-bobine et la tète de liaison (5) pour réaliser le suivi du contour de la bobine (4), ces unités étant disposées de manière à être indépendantes l'une de l'autre et à pouvoir être commandées de façon progressive, et un dispositif de ser- rage de la bobine démoulée, caractérisé en ce que les parties formant rainures de la bobine (4) sont serrées en étant superposées ou de manière à faire un angle aigu par rapport à la verticale, et qu'au moins trois dispositifs de serrage (3) sont disposés de manière à être en perma- nence alternativement en action en fonction du sens de déplacement de la tête de liaison. 2. Procédé pour relier des bobines finies for- mées sur gabarit pour des enroulements à deux couches et à plusieurs couches pour des machines dynamo-électriques de taille moyenne et de grande taille dans un dispositif de serrage (3) de la bobine démoulée, caractérisé en ce que, lorsque l'oeil de la bobine (4) est étiré ou qu'il est très petit, on réalise une liaison fermée de la bo- bine, d'une extrémité de raccordement à l'autre, y com- pris l'oeil libre de la bobine. 3. Procédé pour relier des bobines finies for- mées sur gabarit selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans le cas o l'oeil de la bobine (4) n'est pas étiré, on réunit les deux branches de la bobine jusqu'à l'oeil libre de cette dernière et on passe au-dessus l'oeil libre de la bobine sans aucun déplacement de liai- son, sans faire ressortir la tête de liaison (5).