Brevet FR2808939A1 — publié le 20011116

"Machine pour la mise en forme de la tête de bobine stator" La presente invention concerne une machine pour mise en forme de la tete de bobine d'un stator de machine électrique tournante. L'invention concerne plus particulièrement une machine pour la mise en forme de la tête de bobine d'un stator de machine electrique tournante, type dans lequel le stator comporte un corps forme annulaire cylindrique muni d'une série d'encoches axiales débouchantes, du type dans lequel des conducteurs, globalement en forme de U de section rectangulaire, sont insérés dans les encoches axiales de manière que leurs tronçons d'extrémité libre s'étendent sensiblement axialement vers le haut du côté de la face transversale supérieure du corps pour former la tête de bobine, du type dans lequel chaque encoche axiale contient au moins deux branches axiales de conducteur superposées radialement pour former deux couches de conducteurs, du type comportant un support qui immobilise corps de stator ainsi que les conducteurs, et des barillets concentriques, chacun de forme sensiblement tubulaire, qui sont coaxiaux au corps stator, chaque barillet étant monté à rotation autour de son axe par rapport au support, et chaque barillet comportant, en vis-à-vis d'une couche de conducteurs de la tête de bobine, une extrémité axiale inférieure, ou extrémité de mise en forme, munie de moyens de préhension des tronçons d'extrémité libre des conducteurs appartenant à couche, et du type dans lequel des moyens d'entraînement font pivoter chaque barillet dans un sens de rotation opposé au sens de rotation d'un barillet adjacent, en vue de réaliser un pliage, en sens opposé, des tronçons d'extrémité libre des conducteurs de deux couches adjacentes. On connaît déjà de telles machines pour mettre en forme la tête de bobine stator d'alternateur. telle machine comporte généralement barillets tubulaires dont l'extrémité axiale de mise en forme crénelée de manière à délimiter des encoches de préhension, chaque encoche de préhension présentant, en section circonférentielle et axiale, un profil rectangulaire. Chaque encoche de préhension a une forme complémentaire de l'extrémité libre chaque branche axiale d'un conducteur de manière qu'elle puisse la recevoir et l'immobiliser. Lorsque fait pivoter un barillet autour de son axe et qu'on le déplace axialement vers la tête de bobine, les tronçons d'extrémité libre des branches axiales associées se plient, à la sortie des encoches axiales corps de stator, dans le sens de la rotation. On note les tronçons d'extrémité libre qui sont reçus dans les encoches préhension conservent leur orientation sensiblement axiale puisqu' sont immobilisés par les extrémités libres contenues dans les encoches de préhension. Par consequent, chaque tronçon d'extrémité libre est plié deux fois : une fois voisinage de la sortie d'encoche axiale et une fois au voisinage de l'extrémité libre, avant l'entrée de l'encoche de préhension. Ce type d'outillage n'est pas adapté à la mise en forme d'une tête de bobine comportant plus de deux tronçons d'extrémité libre superposés radialement dans chaque encoche axiale du corps de stator. De plus, type d'outillage ne permet pas de réaliser une tête de bobine dans laquelle les tronçons d'extrémité libre sont pliés une seule fois en sortie d'encoche axiale du corps de stator. L'invention vise à remédier à ces inconvénients. Dans ce but, l'invention propose une machine du type décrit précédemment, caractérisée en ce que les moyens de préhension de chaque barillet sont constitués par une série d'encoches de préhension dont chacune présente, en section circonférentielle et axiale, un profil à angle droit, et dont chacune reçoit le tronçon d'extrémité libre d'un conducteur, de manière que la rotation d'un barillet provoque un seul pliage en sortie d'encoche axiale pour chaque conducteur de la couche associée. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - on imprime à chaque barillet un mouvement de rotation jusqu'à ce que chaque tronçon d'extrémité libre décrive, en sortie d'encoche axiale, un angle d'environ quarante cinq degrés par rapport à la face transversale supérieure annulaire du corps de stator ; - la machine comporte des moyens de commande déplacement axial de chaque barillet par rapport au support en vue combiner un mouvement de translation axiale vers le bas au mouvement de pivotement, de manière que la surface de contact entre le tronçon d'extrémité libre de chaque conducteur et l'encoche préhension associée soit optimale ; - la machine est prévue pour la mise en forme d'une tête bobine d'un stator dans lequel chaque conducteur a une largeur supérieure à son épaisseur et dans lequel les conducteurs sont superposés radialement dans chaque encoche axiale dans le sens l'épaisseur ; - à la fin du mouvement de pivotement des barillets, on imprime aux barillets un mouvement de translation axiale vers le bas, rapport au support, en vue de niveler la hauteur des tronçons d'extrémité libre des conducteurs pliés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - figure 1 est une vue en perspective qui représente schématiquement le stator d'un alternateur de véhicule automobile avant les opérations de mise en forme de la tête de bobine ; - figure 2 est une vue en perspective qui représente un conducteurs du stator représenté à la figure 1 ; - figure 3 est une vue partielle en coupe transversale représente schématiquement un empilement radial de branches axiales de conducteurs ; - figure 4 est une vue en coupe axiale d'une machine réalisée conformément aux enseignements de l'invention pour la mise en forme la tête de bobine du stator représenté à la figure 1 ; - figure 5 est une vue partielle en perspective avec arrachement qui représente les barillets concentriques de la machine représentee à la figure 4 ; - figure 6 est une vue en coupe axiale du barillet intermédiaire interne de la machine représentée à la figure 4 ; - figure 7 est un schéma qui illustre la position des tronçons d'extrémi libre d'une couche de conducteurs et la position des encoches préhension du barillet associé avant les opérations mise en forme de la tête de bobine ; et - la figure 8 est un schéma similaire au précédent qui illustre position tronçons d'extrémité libre d'une couche de conducteurs la position encoches de préhension du barillet associé après opérations mise en forme de la tête de bobine. Dans description qui va suivre, on définira arbitrairement à titre non limitatif, en référence à la figure 1, une orientation supérieure et une orientation inférieure selon l'axe A-A du stator. En de décrire et d'expliquer le fonctionnement de machine selon l'invention, on décrira d'abord un stator d'alternateur type qui est prévu pour être mis en forme au moyen d'une machine selon l'invention. On a représenté à la figure 1 un stator 10 d'alternateur muni ses conducteurs 12 avant les opérations de mise en forme de sa tete de bobine 14. Le stator 10 comporte un corps 16 sensiblement cylindrique annulaire équipé d'encoches axiales débouchantes 18 qui sont prévues pour recevoir axialement des conducteurs 12 globalement en forme U ou de cavaliers. Le corps 16 de stator est classiquement constitué empilement axial de plaques de tôle d'acier dont chacune est en forme de rondelle. Comme on l'a représenté à la figure 2, chaque conducteur globalement en forme de U, comporte deux branches B d'orientation sensiblement axiale qui sont reçues dans les encoches axiale 18, une branche transversale de liaison 20 qui est agencée du côté de face transversale inférieure 21 du corps 16 de stator. Les conducteurs 12 sont de section rectangulaire et ils ont ici une largeur ! supérieure à leur épaisseur e . Comme on l'a représenté à la figure 3, chaque encoche axiale 18 reçoit quatre branches axiales B qui sont superposées radialement dans le sens de l'épaisseur e . Les branches axiales B forment ainsi radialement une couche externe Cext, une couche intermédiaire externe Ciext, une couche intermédiaire interne Ciint et une couche interne Cint. A l'intérieur de chaque encoche axiale 18, une feuille 22 de matériau isolant est interposée entre l'empilage radial de branches axiales B et le corps 16 de stator. Chaque conducteur 12 a une première branche axiale B qui est insérée axialement dans une première encoche axiale 18 et une deuxième branche axiale B qui est insérée axialement dans une seconde encoche axiale 18. On note que la première et la seconde encoches axiales sont des encoches axiales 18 consécutives d'une même phase electrique, et sont séparées ici par deux encoches axiales 18 recevant conducteurs 12 appartenant à deux autres phases électriques. Les tronçons d'extrémité libre 24 des branches axiales B conducteurs 12 sortent des encoches axiales 18 du côté de la face transversale supérieure 26 du corps 16 de stator en vue de former tete de bobine 14 du stator 10. Comme on l'a représenté à la figure 1, les tronçons d'extrémité libre 24, avant les opérations de mise en forme de la tête de bobine 1 ont une orientation sensiblement axiale. On a représenté à la figure 4 une machine 28 pour la mise forme de la tête de bobine 14 réalisée conformément enseignements de l'invention. La machine 28 comporte un support 30 prévu pour recevoir immobiliser le corps 16 de stator ainsi que ses conducteurs 12, et barillets concentriques 78, 80, 82, 84 prévus pour mettre en forme tête de bobine 14. Le support 30 est ici constitué d'un socle 34, d'une couronne annulaire 36 et d'un tube central 38. Le socle 34 comporte une base 40 sensiblement plane d'orientation transversale et une portion tubulaire 42 qui s'étend axialement vers le haut, depuis la face transversale supérieure 44 de la base 40. Avantageusement, le tronçon supérieur 46 de la portion tubulaire 42 délimite, avec le tronçon inférieur 48 de la portion tubulaire 42, une surface d'épaulement interne 50, ou surface d'épaulement inférieure, orientée vers le haut, de manière que le diamètre interne du tronçon supérieur 46 soit sensiblement égal au diamètre externe du corps 16 de stator. Le stator 10 est reçu axialement, du haut vers le bas, par son extrémité axiale inférieure, dans la portion tubulaire 42 du socle 34, jusqu'à ce la face transversale inférieure 21 du corps 16 de stator soit en butee axiale contre la surface d'épaulement inférieure 50. La couronne annulaire 36 comporte une collerette transversale 52 et une jupe axiale externe 54 qui s'étend axialement vers le haut depuis la face supérieure 56 de la collerette transversale 52. La surface axiale interne 58 de la collerette délimite une surface d'épaulement interne 60, ou surface d'épaulement supérieure, orientée vers bas, de manière que le plus grand diametre interne de la collerette soit sensiblement égal au diamètre externe du corps 16 de stator. La couronne annulaire 36 est fixée sur le socle par exemple au moyen tirants 68, de manière à serrer axialement corps 16 de stator entre la surface d'épaulement inférieure 50 la surface d'épaulement supérieure 60. bague de maintien radial 62 est ensuite insérée axialement, du haut vers le bas, dans la jupe axiale 54, de manière à s'interposer radialement entre la surface axiale interne 64 de la jupe axiale 54 et les faces axiales externes 67 des conducteurs 12 des couches externes Cext de la tête de bobine 14. On note que le diamètre externe de la bague 62 est sensiblement égal au diamètre interne de la jupe axiale 54, et le diamètre interne de la bague 62 est sensiblement égal au diamètre externe de la tête de bobine 14, qui est délimité par faces axiales externes 67 des conducteurs 12 des couches externes Cext. Le tube central 38 est ensuite inséré axialement l'intérieur du stator 10. Le tube central 38 comporte au moins un tronçon supérieur 70 de diamètre externe sensiblement égal au diamètre interne de la tête de bobine qui est délimité par les faces axiales internes 72 des conducteurs 2 des couches internes Cint, et un tronçon inférieur 74 de diamètre externe inférieur ou égal au diamètre interne du corps 16 de stator. Lorsque le tube central 38 a été inséré dans le stator 10, les empilements radiaux de conducteurs 12 sont retenus radialement entre la surface axiale interne 66 de la bague et la surface axiale externe 76 du tronçon supérieur 70 du tube central 38. La machine 28 comporte aussi barillets concentriques 78, 80, 82, 84 coaxiaux au stator 10 et adjacents radialement entre eux qui sont représentés partiellement à la figure La machine 28 comporte ici un barillet externe 78 qui est associé à la couche externe Cext, un barillet intermédiaire externe 80 qui est associé à la couche intermédiaire externe Ciext, un barillet intermédiaire interne 82 qui est associe à la couche intermédiaire interne Ciint, et un barillet interne 84 est associé à la couche interne Cint. On a représenté isolément à la figure 6 le barillet intermédiaire interne 82. Ce barillet 82 comporte une collerette transversale supérieure 86 et une portion tubulaire inférieure 88. La collerette transversale 86 comporte des moyens 90 de liaison à un mécanisme d'entraînement rotation et en translation (non représenté). La portion tubulaire 88 comporte tronçon inférieur de mise en forme 92. Conformément aux enseignements de l'invention, l'extrémité axiale inférieure 93 du tronçon de mise forme 92 comporte une série d'encoches de préhension 94 dont chacune présente, en section circonférentielle et axiale, un profil à angle droit, et dont chacune reçoit le tronçon d'extrémité libre 24 d'un conducteur 12 de la couche intermédiaire interne Ciint. Chaque encoche de préhension 94 comporte donc deux bords rectilignes 98 qui sont inclinés symétriquement à quarante cinq degrés par rapport à l'axe A-A de sortent qu'ils délimitent entre eux un angle droit de sommet S. Avantageusement, le tronçon mise en forme 92 a une épaisseur sensiblement égale à l'épaisseur e d'un conducteur 12. De préférence, les barillets 78, 82, 84 sont sensiblement similaires et sont solidaires en translation axiale. On expliquera maintenant le fonctionnement de la machine 28 lors des opérations de mise en forme de la tête de bobine 14 du stator 10. Après avoir positionné le stator 10 dans le support 30, de maniere décrite ci-dessus, on commande le déplacement axial vers bas barillets 78, 80, 82, 84 jusqu'à ce que chaque tronçon d'extremité libre 24 d'un conducteur 12 soit reçu dans une encoche préhension 94. Comme on peut le voir à la figure 7, les tronçons d'extrémité libre de conducteurs 12 étant orientés sensiblement axialement ici, chaque tronçon d'extrémité libre 24 est en contact, par ses bords d'extremité circonférentielle 96, avec les bords inclinés 98 l'encoche de préhension 94 associée. On commande ensuite le pivotement autour de l'axe A-A chaque barillet 78, 80, 82, 84. On veut ici que les tronçons d'extrémité libre 24 conducteurs 12 des couches externes Cext et internes Cint soient pliés dans le sens horaire, et que les tronçons d'extrémité libre 24 conducteurs 12 des couches intermédiaires Ciint, Ciext soient plies dans le sens anti-horaire. Par conséquent, on commande le pivotement des barillets externes 78 et internes 84 dans le sens horaire, et on commande pivotement des barillets intermédiaires 80, 82 dans le sens anti- horaire. Avantageusement, on combine un mouvement de translation axiale vers le bas au mouvement de pivotement des barillets 78, 82, 84 par rapport au support 30, de manière que la surface de contact entre les tronçons d'extrémité libre 24 de chaque conducteur 12 l'encoche de préhension 94 associée soit optimale pendant toute durée du mouvement de pivotement. On commande l'arrêt du mouvement de pivotement lorsque chaque tronçon d'extrémité libre 24 de conducteur 12 décrit, en sortie d'encoche axiale 18, un angle a d'environ quarante cinq degrés rapport à la face transversale supérieure annulaire 26 du corps 16 stator. On constate que chaque tronçon d'extrémité libre 24 décrit un tel angle lorsque sa face transversale d'extrémité libre sensiblement parallèle et en contact avec un des bords inclinés 98 l'encoche de préhension 94 associée. a représenté à la figure 8 la position tronçons d'extrémité libre 24 après les opérations de mise en forme de la tête de bobine 14, et notamment après une rotation du barillet dans le sens flèche F1. tronçons d'extrémité libre 24 étant de forme sensiblement parallélepipédique, on constate qu'ils se logent manière complémentaire dans le fond des encoches de préhension préférence, à la fin du mouvement de pivotement, ou après l'arrêt ce mouvement de pivotement, on commande un léger mouvement de translation axiale des barillets 78, 80, vers le bas en de niveler la hauteur des tronçons d'extrémité libre 24 des conducteurs 12. Selon une variante de réalisation de l'invention (non représentée), on pratique dans la surface axiale interne la bague de maintien 62 des entailles axiales prévues pour recevoir chacune un tronçon d'extrémité libre 24 d'un conducteur 12 de la couche externe Cext avant les opérations de mise en forme de la tête de bobine 14. Des moyens appropriés sont aussi prévus pour pousser les tronçons d'extrémité libre 24 correspondants dans les entailles axiales. Cette variante permet ensuite de plier, par moyens adéquats, les tronçons d'extrémité libre 24 correspondants en sens inverse par rapport au sens de pliage des tronçons d'extremité libre 24 des conducteurs 12 de la couche externe Cext. Les tronçons d'extrémité libre 24 qui sont pliés en sens inverse pourront ainsi être raccordés électriquement, par exemple par soudage, au tronçon d'extrémité libre 24 adjacent radialement, en vue de réaliser le raccordement électrique de deux enroulements statoriques d'une même phase électrique. Par exemple, dans un stator 10 comportant trois phases électriques constituées chacune de deux enroulements statoriques, on pratiquera trois entailles axiales dans la bague 62, soit une par phase électrique. REVENDICATIONS 1. Machine (28) pour la mise en forme de la tete de bobine (14) stator (10) de machine électrique tournante, type dans lequel stator (10) comporte un corps (16) de forme annulaire cylindrique muni d'une série d'encoches axiales débouchantes 8), du type dans lequel des conducteurs (12), globalement en forme U et de section rectangulaire, sont insérés dans les encoches axiales (18) de manière leurs tronçons d'extrémité libre (24) s'étendent sensiblement axialement vers le haut du côté de la face transversale supérieure (26) corps (16) pour former la tête de bobine (14), type dans lequel chaque encoche axiale (18) contient au moins deux branches axiales de conducteur (12) superposées radialement pour former deux couches de conducteurs (Cext, Ciext, Ciint, Cint), type comportant un support (30) qui immobilise le corps (16) de stator ainsi que les conducteurs (12), et des barillets concentriques 80, 82, 84), chacun de forme sensiblement tubulaire, qui sont coaxiaux au corps (16) de stator, chaque barillet (78, 80, 82, 84) étant monté à rotation autour de son axe (A-A) par rapport au support (30), chaque barillet (78, 80, 82, 84) comportant, en vis-à-vis d'une couche (Cext, Ciext, Ciint, Cint) de conducteurs (12) de la tête de bobine (14), une extrémité axiale inférieure (93), ou extrémité de mise forme, munie moyens de préhension (94) des tronçons d'extrémité libre (24) des conducteurs (12) appartenant à une couche (Cext, Ciext, Ciint, Cint), du type dans lequel des moyens d'entraînement font pivoter chaque barillet (78, 80, 82, 84) dans un sens de rotation opposé au sens de rotation d'un barillet (78, 80, 82, 84) adjacent, en vue de réaliser un pliage, en sens opposé, des tronçons d'extrémité libre (24) des conducteurs (12) de deux couches (Cext, Ciext, Ciint, Cint) adjacentes, caractérisée en ce que les moyens de préhension (94) de chaque barillet (78, 80, 82, 84) sont constitués par une série d'encoches de préhension (94) dont chacune présente, en section circonférentielle et axiale, un profil sensiblement à angle droit, et dont chacune reçoit le tronçon d'extrémité libre (24) d'un conducteur (12), de manière que la rotation d'un barillet (78, 80, 82, 84) produise un seul pliage en sortie d'encoche axiale (18) pour chaque conducteur (12) de la couche (Cext, Ciext, Ciint, Cint) associée. 2. Machine (28) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de commande du déplacement axial de chaque barillet (78, 80, 82, 84) par rapport au support (30) en vue de combiner un mouvement de translation axiale vers le bas au mouvement pivotement, de manière que la surface de contact entre le tronçon d'extrémité libre (24) de chaque conducteur (12) et l'encoche préhension (94) associée soit optimale. 3. Machine (28) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque conducteur (12) a une largeur (@ supérieure ou égale à son épaisseur (e) et dans lequel les conducteurs (12) sont superposés radialement dans chaque encoche axiale (18) dans le sens de l'épaisseur 4. Procédé de mise en oeuvre de la machine (28) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que imprime à chaque barillet (78, 80, 82, 84) un mouvement de rotation jusqu'à ce que chaque tronçon d'extrémité libre (24) décrive, en sortie d'encoche axiale (18), un angle (a) d'environ quarante cinq degrés rapport à la face transversale supérieure annulaire (26) du corps (16) de stator. 5. Procédé de mise en oeuvre de la machine (28) selon revendications 4 caractérisée en ce que à la fin du mouvement pivotement des barillets (78, 80, 82, 84), on imprime aux barillets 80, 82, 84) un mouvement de translation axiale vers le bas, par rapport au support (30), en vue de niveler la hauteur des tronçons d'extrémite libre (24) des conducteurs (12) pliés.