Brevet FR2674062A3 — publié le 19920918

FR 2674062 A3 19920918 FR 9115346 A 19911211 Bobinage électrique et son procédé de fabrication La présente invention concerne un bobinage électrique comprenant une bobine en matériau isolant et un enroulement électrique, ainsi que son procédé de fabrication L'invention concerne en particulier un bobinage dans lequel la bobine est pourvu d'un noyau et d'au moins une bride portant deux bornes en matériau conducteur. Dans un bobinage connu du type mentionné ci-dessus, chacune des deux bornes est constituée d'une pièce rapportée métallique en forme de L, doté de deux bras à section transversale circulaire Les deux pièces rapportées sont moulés conjointement avec deux saillies de la bride, de façon qu'un bras de chaque pièce rapportée soit parallèle à l'axe du bobine, tandis que l'autre bras est parallèle à la bride Les deux bras parallèles à la bride sont en outre parallèles entre eux, mais font saillie dans des directions opposées Ces bras constituent les bornes pour la connexion des deux extrémités de l'enroulement, par exemple par soudure. Ce bobinage présente différents inconvénients Tout d'abord, la saillie des bornes dans des directions opposées et leur section transversale circulaire rendent difficile la fixation temporaire des extrémités de l'enroulement pour maintenir ses spires sous tension sur le noyau En outre, la connexion temporaire de conducteurs en cuivre ou en laiton dotés d'une section transversale circulaire, à l'aide de plusieurs spires effectuées sur la borne, qui présente également une section transversale circulaire, est non fiable étant donné que le brasage doit avoir lieu le long de points de contact des génératrices du conducteur et de la borne. Le but de l'invention est de proposer un bobinage électrique qui soit d'une simplicité maximale et qui surmonte les inconvénients précités des bobines connues. Ce but est atteint grâce au bobinage électrique selon l'invention, qui comprend une bobine en matériau isolant et un enroulement d'un conducteur électrique, présentant une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie, ladite bobine étant pourvue d'un noyau et d'au moins une bride portant deux bornes en matériau conducteur, l'une desdites bornes étant reliée à ladite extrémité d'entrée, l'autre borne étant reliée à ladite extrémité de sortie, lesdites bornes étant disposées parallèlement à ladite bride et étant moulées conjointement avec deux saillies s'étendant à partir de la surface extérieure de ladite bride, et est caractérisé par le fait que lesdites bornes s'étendent dans la même direction et sont soudées auxdites extrémités, sensiblement à la même distance desdites saillies. Pour une meilleure compréhension de l'invention, un mode de réalisation préféré de la bobine va être décrit ici, à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe partielle d'un bobinage électrique selon l'invention; la figure 2 est une vue de face en coupe partielle du bobinage de la figure 1; la figure 3 est une vue de côté de la bobine du bobinage, avant que l'enroulement soit enroulé dessus; la figure 4 est une vue de la bobine de la figure 3, suivant la ligne IV-IV; la figure 5 est une vue de la bobine de la figure 3, suivant la ligne V-V; la figure 6 est une vue en coupe à plus grande échelle d'un détail de la figure 5, suivant la ligne VI-VI; la figure 7 est une autre vue en coupe à plus grande échelle du détail de la figure 5, suivant la ligne VII-VII; la figure 8 est une vue de côté de la bobine pourvue de son enroulement, dans une autre étape de fabrication; la figure 9 est une vue suivant la ligne IX- IX de la figure 8; la figure 10 est une vue en coupe suivant la ligne X- X de la figure 8; et la figure 11 est une vue en coupe suivant la ligne XI-XI de la figure 9. En faisant référence à la figure 1, le numéro de référence 11 désigne généralement un bobinage électrique qui comprend une bobine 12 en matériau isolant et un enroulement 13, comprenant une série de spires 14 d'un conducteur électrique 15, par exemple un conducteur en fil de cuivre cylindrique plaqué dans un isolant Les spires 14 sont enroulées sur un noyau tubulaire 16 de la bobine 12, dans lequel elles peuvent être insérées dans un noyau cylindrique en matériau magnétique non représenté sur les dessins. Le noyau 16 est délimité par deux brides sensiblement plates 17 et 18 (figure 3) La bride 17 (figure 4) est dotée d'une forme circulaire et est pourvue d'un bord périphérique 19 en saillie, dans lequel sont formées deux entailles de référence 21, diamétralement opposées Sur sa surface extérieure, la bride 17 porte également quatre saillies circulaires 22, disposées en formant un angle de 900 l'une par rapport à l'autre. La bride 18 (figures 3 et 5) présente une surface intérieure 2-5 et une surface extérieure 29 Depuis sa surface extérieure 29, deux saillies 23 diamétralement opposées s'étendent en formant un angle de 90 par rapport aux entailles 21 Dans chaque saillie 23 une pièce rapportée métallique en forme de L 24 correspondant, moulé conjointement avec cette dernière Chaque pièce 24 comprend un bras 26 doté d'un plus grand diamètre, disposé parallèlement à l'axe du noyau 16 et servant de broche de connexion Chaque pièce 24 comprend en outre un bras 27 doté d'un diamètre supérieur à celui du bras 26 et disposé parallèlement à la bride 18. En particulier, les bras 27 sont parallèles entre eux et s'étendent tous deux dans la même direction, perpendiculairement à la direction diamétrale sur laquelle les saillies 23 sont disposées En correspondance avec les deux bras 27, la bride 18 est pourvue de deux parties découpées 28, présentant chacune un bord en forme de L, dont le côté le plus long 30 présente une surfaces extérieure conique. Les bras 27 des deux pièces 24 servent de bornes de connexion correspondantes pour une extrémité d'entrée 31 (figure 2) et une extrémité de sortie ( 32) de l'enroulement 13, raison pour laquelle les bras 27 vont être ci-dessous respectivement désignés par borne d'entrée (sur la droite des figures 2 et 5) et borne de sortie (sur la gauche des figures 2 et 5). Près de la borne de sortie 27, la bride 18 est pourvue de deux fentes périphériques 33 et 34, séparées par un segment 36 de longueur prédéterminée Les deux fentes 33 et 34 sont disposées dans le quadrant de la bride 18, en aval de la borne de sortie 27, dans le sens des spires 14 de l'enroulement 13 Chacune des deux fentes 33 et 34 présente la forme d'une borne d'amarrage, une partie en forme de C étant située du côté de la borne de sortie 27. La fente 33 (figures 8 à 10) sert de crochet pour l'extrémité de sortie 32 de l'enroulement 13, en inversant son sens de façon qu'une partie 35 de cette extrémité 32 passe sur la surface extérieure 29 de la bride 18 La fente 34 sert à retourner l'extrémité 32 de l'enroulement 13 sur la surface intérieure 25 de la bride 18 Les fentes 33 et 34 sont par conséquent susceptibles de maintenir les spires 14 rigidement serrées sur le noyau 16, pendant que l'on effectue la connexion de l'extrémité 32 sur la borne 27 associée. Afin d'empêcher la partie 35 de l'extrémité 32 du conducteur 15 de faire saillie au-dessus de la surface extérieure 29 de la bride 18, entre les deux fentes 33 et 34, la surface extérieure du segment 36 est plane et forme un étage 38, dont la longueur est au moins égale au diamètre du conducteur 15, de sorte que le segment 36 est plus mince que la bride 18. La saillie 23 est telle que chaque borne 27 reste sensiblement à l'extérieur de la surface extérieure 29 de la bride 18 Dans la zone de la partie découpée 28, adjacente à la borne d'entrée 27, la bride 18 présente des moyens pour permettre un passage graduel de l'extrémité d'entrée 31 (figures 9 à 11) de l'enroulement 13, de la borne 27 au noyau 16 de la bobine 12. En particulier, ces moyens comprennent une bande 39 formant le côté le plus large de la partie découpée en forme de L 28 associée et présentant une épaisseur inférieure à celle de la bride 18 La bande 39 est au même niveau que la surface extérieure 29 de la bride 18 et délimite une ouverture allongée 40, passant à travers la bride 18, à peu près tangentiellement au noyau 16 et perpendiculairement à la bande 39 Sur l'extrémité périphérique de la bande 39, la bride présente une partie découpée 41 supplémentaire, pour faciliter le démarrage de l'enroulement, comme mieux décrit ci-dessous. La forme de la bobine 12 (figures 3 à 5) et en particulier des brides 17 et 18 et des pièces rapportées 24 permet un moulage très simple à l'aide d'un moule comprenant deux matrices disposées axialement l'use contre l'autre et deux coquilles radiales diamétralement opposées Les matrices servent à former les surfaces extérieures des brides 17 et 18 et présentent des saillies pour former les surfaces intérieures du noyau 16, des fentes 33 et 34 et de l'ouverture allongée 40 de la bride 18 Les coquilles du moule sont susceptibles de se déplacer parallèlement aux bornes 27 et servent à former la surface extérieure du noyau 16, de l'étage 38 pour la bande 39 et des deux entailles 21 (figure 4) dans la bride 17. Avant d'enrouler le conducteur 15 sur la bobine 12, les deux bornes 27 (figures 5 à 7) sont déformées à froid de façon à obtenir une première zone centrale 42 relativement longue et une seconde zone d'extrémité 43 En particulier, dans la zone 42, chaque borne 27 est serrée transversalement par rapport à l'axe de la bobine 12, afin d'obtenir deux surfaces planes parallèles 44 En outre, dans la zone 43, chaque borne 27 est serrée dans la direction axiale, afin d'obtenir deux surfaces planes 46 perpendiculaires aux surfaces 44. La borne d'entrée 27 présente une troisième zone, adjacente à la saillie 23, pourvue d'un entaille 47, par exemple une entaille en forme de V, disposée adjacente à la surface extérieure 44 de la zone 42 A son tour, la borne de sortie 27 présente une troisième zone adjacente à la saillie 23, pourvue d'une entaille 48 analogue, adjacente à la surface intérieure 44 de la zone 42 associée De cette manière, les deux pièces 24 sont identiques. L'enroulage de l'enroulement 13 sur la bobine 12 ainsi préparée est effectué de la manière suivante. D'abord, l'extrémité d'entrée 31 du conducteur 15 est formée en une pluralité de spires 49 (figures 9 à 11), par exemple trois spires, sur la zone 43 de la borne 27 correspondante, ces spires étant disposées adjacentes les unes sur les autres et orientées vers l'extrémité de la borne 27 Par pression du conducteur 15 de manière à le faire adhérer à la surface plane 46 (voir également les figures 6 et 7), on empêche le glissement ou la rotation des spires 49 sur la zone 43. Une partie 51 de l'extrémité d'entrée 31 est ensuite repliée, de façon à recouvrir partiellement les spires 49 et à les verrouiller ensuite La partie 51 adhère ainsi à la surface plane extérieure 44 de la zone 42 A partir de cela, une spire 52 supplémentaire est formée dans l'extrémité 31 et est logée dans l'entaille 47 de la borne 27 A présent, une partie 53 de l'extrémité 31 est en contact avec la bande 39, de sorte que le conducteur 15 peut atteindre le noyau 16, pratiquement sans subir d'incurvation supplémentaire. Les spires 14 (figure 2) sont maintenant formées à partir de la première spire intérieure adjacente à la bride 18, de façon à créer une série de couches superposées de ces spires 14 sur le noyau 16 La dernière spire 14 extérieure est également disposée adjacente à la bride 18. Après la formation de cette dernière spire 14, l'extrémité de sortie 32 (figures 8 à 10) du conducteur 15 est introduite dans la fente 33, de manière que la direction du conducteur 15 soit inversée, ce qui maintient automatiquement les spires 14 enroulées sous tension La partie 35 de l'extrémité 32 repose maintenant sur le segment 36 et est ensuite introduite dans la fente 34, une partie 54 de ce dernier passant sur la surface intérieure 25 de la bride 18. A partir de cela, une partie de l'extrémité 32 est sensiblement incurvé en formant un angle de 900 sur le côté le plus petit de la partie coupée 28 et contribue à maintenir les spires 14 verrouillées Ensuite, l'extrémité 32 est formée en une spire 56, qui est introduite dans l'entaille 48 de la borne de sortie 27 A partir de cela, une partie 57 de l'extrémité 32 est formée, qui adhère à la surface extérieure plane 44 de la zone 43 (voir également les figures 6 et 7). Enfin, l'extrémité 32 est enroulée sur la zone 44 de la borne de sortie 27, de façon à former une pluralité de spires 58 adjacentes, près de l'extrémité de la borne 27 même Les spires 58 sont pressées contre la surface plane 46 de la zone 43, de façon à empêcher le glissement ou la rotation de l'extrémité 32 sur la borne 27 L'enroulage est ainsi achevé et le conducteur 15 peut être coupé. Les *extrémités 31 et 32 sont maintenant soudées à leurs bornes correspondantes, en appliquant deux points de soudure sur deux parties plates 59 et 60 des deux surfaces extérieures 44, sensiblement adjacentes au milieu de ces deux surfaces 44, de sorte que le matériau de soudure adhère sur une large zone de contact Enfin, les deux bornes 27 et les extrémités 31 et 32 associées sont coupées immédiatement au- delà des parties 59 et 60 et sont incurvées l'une vers l'autre, pour assurer la forme convergente représentée sur la figure 2. Le procédé de fabrication du bobinage 11 consiste essentiellement en une étape de pré-arrangement de deux pièces rapportées 24 sur la bobine, comme décrit en faisant référence aux figures 3 à 7, une étape d'enroulage, comme décrit en faisant référence aux figures 8 à 11 et une étape de soudure, de coupe et d'incurvation des bornes 27, pour obtenir la configuration décrite en faisant référence aux figures 1 et 2. A partir de ce qui a été décrit ci-dessus, les avantages du bobinage selon l'invention sur les bobinages connus vont devenir évidents -En effet, les -deux fentes 33 et 34 et la forme des bornes 27 empêchent le desserrement des spires 14 durant l'enroulage En outre, la forme et l'orientation des bornes 27 rend possible la formation de points de soudure sur les parties plates 59 et 60, avec une soudure au fer très simple présentant deux pointes de soudure opposées Enfin, la coupe des bornes 27 et leur incurvation associée peuvent tous deux être effectués à l'aide d'outils très simples et symétriques. Le bobinage et le procédé de fabrication associé décrit peuvent subir différentes modifications et amélioration, sans sortir du champ de l'invention Par exemple, les entailles 47 et 48 peuvent être annulaires plutôt que comprises dans un plan En outre, il peut y avoir un nombre différent de spires des extrémités 31 et 32 sur les zones 43 correspondantes et elles peuvent être orientées dans une direction différente de celle décrite. Enfin, la déformation des bornes 27 avec les entailles 47 et 48 associées peut être effectuée sur les pièces rapportées 24 avant le moulage de la bobine 12. REVENDICATIONS 1 Bobinage électrique comprenant une bobine ( 12) en matériau isolant et un enroulement ( 13) d'un conducteur électrique ( 15), présentant une extrémité d'entrée ( 31) et une extrémité de sortie ( 32), ladite bobine ( 12) étant pourvue d'un noyau ( 16) et d'au moins une bride ( 18) portant deux bornes ( 27) en matériau conducteur, l'une desdites bornes ( 27) étant reliée à ladite extrémité d'entrée ( 31), l'autre borne ( 27) étant reliée à ladite extrémité de sortie ( 32), lesdites bornes ( 27) étant disposées parallèlement à ladite bride ( 18) et étant moulées conjointement avec deux saillies ( 23) s'étendant à partir de la surface extérieure ( 29) de ladite bride ( 18), caractérisé par le fait que lesdites bornes ( 27) s'étendent dans la même direction et sont soudées auxdites extrémités ( 31, 32), sensiblement à la même distance desdites saillies ( 23). 2 Bobinage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites bornes ( 27) comprennent chacune une partie plate ( 59, 60) pour la mise en contact avec ladite extrémité ( 31, 32) à souder. 3 Bobinage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chacune desdites parties ( 59, 60) est formées sur une première zone ( 42) desdites bornes ( 27), adjacente à une saillie ( 23) correspondante et est formée de façon à présenter un couple de surfaces parallèles planes ( 44). 4 Bobinage selon la revendication 3, caractérisé par le fait que chaque dite partie ( 59, 60) est disposée sur la surface extérieure dudit couple de surfaces planes ( 44). Bobinage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que chacune desdites bornes ( 27) comprend en outre une seconde zone d'extrémité ( 43), formée de façon à présenter un couple supplémentaire de surfaces planes ( 46), perpendiculaires aux surfaces ( 44) de ladite première zone ( 42), l'extrémité ( 31, 32) correspondante dudit conducteur ( 16) étant enroulée temporairement sur la seconde zone ( 43), de façon à adhérer audit couple supplémentaire de surfaces planes ( 46). 6 Bobinage selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que chacune desdites bornes ( 27) est pourvue d'une entaille ( 47, 48), disposée entre ladite première zone ( 42) et la saillie ( 23) moulée avec elle, correspondante, pour verrouiller de façon axiale et angulaire ladite extrémité ( 31, 32). 7 Bobinage selon la revendication 6, caractérisé par le fait que chaque dite entaille ( 47, 48) est en forme de V et est disposée sur la borne ( 27) reliée à l'extrémité d'entrée ( 31), sur une face parallèle à la surface extérieure du couple ( 44) de ladite première zone ( 42), tandis que sur la borne ( 27) reliée à l'extrémité de sortie ( 32), elle est reliée à une face parallèle à la surface intérieure du couple de ladite première zone ( 42). 8 Bobinage selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé par le fait que lesdites bornes ( 27) sont coupées en correspondance avec lesdites parties plates ( 59, 60) et sont incurvées l'une vers l'autre. 9 Procédé de fabrication d'un bobinage électrique comprenant une bobine ( 12) en matériau isolant et un enroulement électrique ( 13), dans laquelle ladite bobine ( 12) comprend un noyau ( 16) et au moins une bride ( 18) moulée conjointement avec un couple de bornes électriques ( 27) parallèles entre elles, lesdites bornes ( 27) étant disposées dans un plan parallèle à ladite première bride ( 18) et étant associées à un couple d'extrémités ( 31, 32) dudit enroulement ( 13), caractérisé par les étapes suivantes: une étape de formation d'une première zone ( 42) desdites bornes ( 27), avec un premier couple de surfaces parallèles planes ( 44), une étape d'enroulage dudit enroulement ( 13), y compris l'enroulement de chaque extrémité dudit couple ( 31, 32) sur une borne dudit couple ( 27), de façon à obtenir une partie ( 51, 57) sur chaque extrémité, qui adhère à l'une des surfaces planes ( 44), une étape de soudure de chacune desdites parties ( 51, 57) sur ladite zone ( 42) et de coupe desdites bornes ( 27), et une étape d'incurvation des bornes ainsi coupées l'une vers l'autre. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une étape de formation d'une seconde zone ( 43) desdites bornes ( 27), avec un couple supplémentaire de surfaces planes ( 46) perpendiculaires aux surfaces ( 44) dudit premier couple ( 42), ledit enroulement de chacune desdites extrémités ( 31, 32) étant effectué en faisant adhérer une pluralité de spires ( 49, 58) correspondante aux surfaces ( 46) desdites secondes zones ( 43). 11 Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé par le fait que lesdites bornes ( 27) font toutes deux saillie dans la même direction et en ce que ledit bobinage est formé par: une étape d'enroulement d'une extrémité d'entrée ( 31) dudit couple, sur une borne ( 27) dudit couple, de façon à former une pluralité de spires ( 49) adjacentes dans ladite direction et au moins une partie ( 51), superposée sur ladite pluralité de spires ( 49), une étape d'enroulement de spires ( 14) autour dudit noyau ( 16), de façon à former une pluralité de couches de spires superposées, une inversion du sens d'enroulement d'une extrémité de sortie ( 32) dudit couple, pour maintenir sous tension les spires ( 14) ainsi enroulées autour dudit noyau ( 16) et une étape d'enroulement de ladite extrémité de sortie ( 32) sur l'autre borne ( 27) dudit couple, de façon à former une pluralité de spires ( 58). 12 Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé par le fait que ladite soudure est réalisée sur deux surfaces ( 44) opposées de ladite première zone desdites deux bornes ( 42), dans des directions perpendiculaires à l'axe dudit bobine ( 12) et par le fait que lesdites bornes ( 27) sont coupées5 simultanément dans une direction parallèle audit axe.