Brevet FR2824202A1 — publié le 20021031

formée par un couvercle (58) recouvrant les pales. La présente invention concerne, d'une façon générale, les machines automatiques et semi-automatiques pour le formage des enroulements, obtenus à partir d'ébauches dites "navettes" en raison de leur forme, des stators et rotors de machines tournantes électriques, génératrices ou motrices. Cette invention se rapporte, plus particulièrement, à un dispositif équipant de telles machines, et destiné au formage automatique des parties dites "développantes" des navettes. Les navettes en question, constituées habituellement par des barres de cuivre, possèdent une allure générale hexagonale, allongée. Ainsi, elles présentent deux parties rectilignes allongées parallèles, correspondant aux deux plus grands côtés de leur forme hexagonale allongée, qui prennent place respectivement dans deux encoches du stator ou du rotor de la machine tournante électrique concernée. Ces enroulements possèdent aussi d'autres parties non rectilignes, dites "développantes", qui sont situées à 1'extérieur des encoches du stator ou du rotor, et qui assurent la liaison entre les extrémités correspondantes des deux parties rectilignes parallèles des enroulements. Plus particulièrement, les développantes sont formées suivant le "cylindre d'alésage" du stator de la machine tournante électrique, ou suivant un tronc de cône dont la petite base est identique à la base du cylindre d'alésage du stator (en se référant ici à un enroulement statorique). Le cylindre d'alésage se définit, lui-même, comme un cylindre centré sur l'axe de la machine tournante électrique, et ayant un diamètre égal au diamètre d'un cercle passant par les faces extérieures de cales d'encoches, sur le côté intérieur du stator de la machine tournante électrique. Pour le formage des navettes, il a déjà été proposé diverses machines automatiques ou semi-automatiques qui, dans leur principe général, comprennent deux paires de pinces, servant à maintenir par leurs extrémités, et à écarter l'une de l'autre, les deux parties rectilignes allongées de la navette, ces deux parties se trouvant initialement très rapprochées. Ces machines comprennent aussi deux autres pinces ou organes analogues, qui maintiennent les deux extrémités opposées de la navette en cours de formage, chacune de ces extrémités étant désignée aussi comme "ceil" de ia navette. Des machines pour le formage de navettes, réalisées et fonctionnant selon ce principe, sont décrites par exemple par les documents FR-1485486, EP1017314, EP-0135483, EP-0222140 et W0-93/24984 (ou son équivalent EP-0597066). D'une manière générale, les machines connues comportent, pour le formage des développantes, des dispositifs qui sont indépendants S des pinces de formage de la navette elle-même. ll peut s'agir de dispositifs à lames, contre 'esquelles sont appliquées les parties de la navette devant former les développantes, les lames étant disposées selon le profil à donner aux développantes (voir le document FR-1485486 précité). Dans d'autres réalisations, il s'agit de dispositifs à sabots, venant pousser et déformer les parties des navettes qui deviendront les développantes - voir les autres documents précités, en particulier EP-0135483 (repère 365) et EP-0222140 (repères 216 et 226). Ces dispositifs ont tous la particularité d'exercer la poussée de formage de la développante parallèlement au plan moyen de la navette, par exemple parallèlement à l'axe longitudinal de la navette, et non pas perpendiculairement à ce plan, c'est-à-dire suivant une direction radiale par rapport à la courbure à obtenir. Cette poussée n'étant pas perpendiculaire à la partie à déformer, la force à exercer pour former la développante est importante, et la déformation obtenue n'est pas celle souhaitée. En particulier, la forme obtenue pour la développante ne la plaçant pas sur le cylindre d'alésage (tel que défini plus haut), une finition du formage est nécessaire, par une intervention manuelle dure, fastidieuse et réalisée de façon empirique. Cette intervention manuelle peut détériorer l'isolant extérieur des barres de cuivre formant les navettes. Par ailleurs, les outillages utilisés jusqu'à présent pour former les développantes nécessitent des réglages longs et fastidieux. Tel est le cas, notamment, pour le positionnement des lames, dans un dispositif selon le document FR-1485486 précité. Enfin, les dispositifs actuels de formage de développantes étant indépendants des pinces de formage de la navette, ces dispositifs doivent comporter leurs propres supports sur le bâti des machines, ainsi que leurs propres actionneurs, tels que vérins de déplacement des sabots, ce qui complique et renchérit les machines. De plus, le montage "indépendant" de ces dispositifs de formage des développantes conduit à les situer à une certaine distance des pinces de formage de ta navette, alors que la courbure des développantes devrait s'amorcer au plus près des extrémités des parties recti ' ig nes allongées de la navette, ceci co ntribuant à don ner aux développantes une forme inappropriée. La présente invention vise à éviter tous les inconvénients précités, et elle a donc pour but de fournir un dispositif permettant de former les développantes d'une manière précise, en obtenant directement la déformation souhaitée, par des moyens simples dans leur structure et leur fonctionnement, et évitant des réglages longs et fastidieux. A cet effet, I'invention a essentiellement pour objet un dispositif pour le formage de développantes d'enroulements de machines tournantes électriques, sur une machine automatique ou semi-automatique à former les navettes du genre ici considéré, c'est-à-dire comprenant deux paires de pinces servant à maintenir par leurs extrémités, et à écarter l'une de l'autre, les deux parties rectilignes allongées parallèles de la navette à former, et comprenant aussi des organes de maintien de chacune des extrémités, ou "_il", de la navette, le dispositif en question étant caractérisé par le fait qu'il comprend, pour chaque développante à former dans le prolongement des parties rectilignes allongées de la navette, un outillage de formage du genre sabot, rendu solidaire directement ou indirectement de l'une des pinces de maintien des extrémités des deux parties rectilignes allongées de la navette, chaque sabot étant monté déplaçable, relativement à la pince correspondante, entre une position escamotée et une position active situce sous une portion de la navette se situant juste au-delà de ladite pince, sous la face de cette partie de navette qui, dans la configuration définitive de la développante, se situera face à I'axe central de la machine tournante électrique, de telle sorte que le mouvement rotatif des deux paires de pinces pour le formage final de la navette, pendant ou après écartement de ses deux parties rectilignes allongées, s'accompagne d'une déformation des portions de cette navette se trouvant au contact des sabots, pour former ainsi les développantes. Selon une première forme de réalisation du dispositif objet de l'invention, chaque sabot de formage des développantes est lié de façon pivotante à la pince correspondante, ou au support de cette pince, par un axe de pivotement perpendiculaire au plan initial de la navette, un actionneur tel que vérin étant prévu pour faire pivoter le sabot relativement à la pince entre sa position escamotée et sa position active située sous la portion de la navette se situant juste au-delà de la pince (côté "_il"). Selon une deuxième forme de réalisation du dispositif objet de l' invention, chaque sabot de formage des développantes est lié de façon coulissante à la pince correspondante, ou au support de cette pince, par des moyens du genre glissière, un actionneur tel que vérin étant prévu, dans ce cas également, pour déplacer en translation le sabot relativement à la pince entre sa position escamotée et sa position active située sous la portion de la navette se situant juste au-delà de la pince (côté "_il"). Ainsi, le principe de l'invention consiste à prévoir, à l'extérieur de chaque pince du côté "_il" de la navette, et en liaison avec cette pince, un sabot de formage des développantes. Après le préformage des ébauches de navettes par le déplacement des pinces, qui écartent les deux parties rectilignes allongées de chaque navette à former, les sabots (jusque là escamotés) sont amenés dans leurs positions actives, sous les portions de navette devant constituer les amorces des développantes. Les pinces sont alors actionnées en rotation, pour le formage final de la navette consistant à faire pivoter les sections transversales des deux parties rectilignes allongées, en rapport avec la position de l'axe central de la machine tournante électrique. Au cours de ce formage, chaque sabot, de forme appropriée, déforme aussi la navette, suivant le rayon du cylindre d'alésage, ceci d'une manière automatique (du simple fait de la rotation des pinces) et régulière. Ce mode de formage des développantes diminue le nombre de mouvements de la machine, et le nombre d'actionneurs nécessaires, puisque le formage des développantes est effectué pendant le mouvement des pinces, lors du formage de la navette, en étant provoqué par ce mouvement des pinces. Les vérins ou actionneurs anaiogues, nécessaires au déplacement des sabots de formage des développantes entre leur position escamotée et leur position active, peuvent être de faible puissance et peu volumineux, leur fonction étant uniquement de déplacer lesdits sabots, et non d'exercer sur ceux-ci une quelconque poussée. On notera aussi que le principe même de l' invention conduit à placer les sabots de formage des développantes à faible distance des pinces, sous la portion de la navette située juste après les extrémités de chaque partie rectiligne de cette navette, donc au début de chaque développante, là o il convient de 1'amorcer correctement. L' invention a aussi pour objet, en tant que tel. un procédé pour le formage des développantes d'enroulements de machines tournantes électriques, à partir d'ébauches dites "navettes",dans lequel les navettes sont déformées en écartant i'une de l'autre les deux parties rectilignes S allongées parallèles de la navette, et en faisant pivoter la section transversale de l'une des deux parties rectilignes par rapport à la section transversale de l'autre de ces deux parties rectilignes, le procédé étant caractérisé par le fait que les développantes sont formées simultanément au pivotement relatif de sections transversales respectives des deux parties rectilignes allongées de la navette, par une pression exercée sur les portions de cette navette prolongeant lesdites parties rectilignes allongées, ladite pression étant exercée sur la face de ces portions de navette qui, dans la configuration définitive de la développante, se situera face à l'axe central de la machine tournante électrique. Le dispositif, précédemment défini, assure ainsi la mise en _uvre de ce procèdé. De toute façon, I' invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence, au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, des formes de réalisation de ce dispositif pour le formage des développantes d'enroulements de machines tournantes électriques, et illustrant le fonctionnement de ce dispositif: Figure 1 est une vue en perspective d'un enroulement réalisé conformément à la présente invention; Figure 2 est une vue de face d'une machine à former les navettes, pourvue du dispositif de formage des développantes selon I'invention; Figure 3 est une vue de dessus de la machine de la figure 2; Figure 4 est une vue de côté de cette machine; Figure 5 est une vue en perspective du dispositif de formage des développantes, associé à une pince, dans une première forme de réalisation; Figuro 6 est une vue en perspective du dispositif de formage des développantes, associé à une pince, dans une deuxième forme de réalisation; Figure 7 est une vue similaire à la figure 6, illustrant une autre position du même dispositif de formage des développantes; Figures 8 et 9 sont des schémas illustrant, dans deux étapes successives, le fonctionnement du dispositif de formage des développantes selon l'invention. En se référant d'abord à la figure 1, un enroulement 2 de machine tournante électrique est représenté. L'enroulement 2, réalisé en barres conductrices métalliques, notamment des barres de cuivre, comprend deux parties rectilignes allongées parallèles 3 et 4, de même longueur, situces en vis-à-vis; ces deux parties rectilignes 3 et 4 sont prévues pour prendre place, respectivement, dans deux encoches du stater ou du rotor de la machine tournante électrique concernée. En fonction de la distance angulaire de ces deux encoches, les sections transversales respectives des deux parties rectilignes 3 et 4 sont orientées différemment l'une de l'autre. L'enroulement 2 comporte, au-delà des deux parties rectilignes 3 et 4, quatre parties non rectilignes 5, 6, 7 et 8 dites "développantes", qui prennent place à l'extérieur des encoches du stator ou du rotor, ces développantes 5 à 8 assurant la liaison des parties rectilignes 3 et 4. Plus particulièrement, vers une extrémité de l'enroulement 2, les deux parties rectilignes 3 et 4 sont reliées par les deux développantes 5 et 6, elles mêmes raccordées entre elles par une partie 9 à forte courbure, dite "_il". De manière symétrique, vers l'autre extrémité de l'enroulement 2, les deux parties rectilignes 3 et 4 sont reliées par les deux autres développantes 7 et 8, elles-mêmes,accordées entre elles par une dernière partie 10 à forte courbure, ou "_il". Un tel enroulement 2 est formé, à partir d'une ébauche dite "navette", de configuration plane et d'allure hexagonale, sur une machine de formage représentée très schématiquement aux figures 2 et 4, et désignée dans son ensemble par le repère 11. A titre de simplification, dans toute la suite (comme dans ce qui précède), on continue de désigner comme "navette" la bobine au cours de ses phases successives de formage, jusqu'à l'obtention de l'enroulement 2 dans son état final. La machine de formage 11 comprend une première paire de pinces 12 et 13, prévues pour maintenir, par ses deux extrémités, la partie rectiligne 3 de;'enroulement 2 à former. Cette machine de formage 11 comprend aussi une deuxième paire de pinces 14 et 15, prévues pour maintenir, par ses deux extrémités, I'autre partie rectiligne 4 de [enroulement 2 A former. Des movens d'actionnement, non reprdsentds en ddis, sont prAvus pour dcarter ou rapprocher [une de l'autre les deux pakes de pinces 12, 13 et 14, 15, ainsl que pour fake pIvoter chacune de ces deux pskes de plnces 12, 13, et 14, 15. Lo mchlne de formage 11 comporte encore, vers ses deux extrdmkds, deux organes 1 G el 17 prAvus, respectlvement, pour le malnlien du preler "1I" 9 el du second "il" 10 de la navelle, aulrement d des deux extrAmds de cetle navelle. Les pinces 12 A 15 el s organes de malnllen 16 el 17 sonl monlAs sur le bAt 18 de machine 11. En se rAfAranl la figure 5, une plnce 12 comprend un corps de plnce 1 g, un mors xe 20 soUdake du corps de pince 19, et un mors 21 dApgable, livemenl au corps de pln 19, au men d'un aclionneur 22, lel qu'un vArin blecldque aSservL morlA sur le corps de plnce 19. Ce dernr possAde deux asques tAraux paraNAles 23 et 24, le flasque 23 dlanl silud du cald extArieur, ou côtd "11". Cette pince 12 peut Alre de tVpe autc-adaplal, c'esl--dke que, lors de son serrage commandA par l'aclionneur 22, la poshion relallve des deux mors 20 et 21 s'adapte automaliquement la section des barres de culvre ou autre serrer. A chaque pince, teMe que la plnce 12 1 consldArde, est associA un dispcsK de formage des dAveloppantes, ddsignd globalement par le repAre 25 Ce dispositif 25 est sltud sur le cÈtd "lI" de la plnce correspondante, et 11 se trouve ExA contre le Dasque latAral 23 cÈtd "oeU" de la pince 12. Dans une premlAre forme de rdaUsaton du dposkif 25 de formage des dAveloppantes, reprdsente sur flgure 5, ce disposlf 25 comprend un support 26 en forme de Maque aLongde, xd cont le fasque laiAral 23 du corps de plnce 19. Un bras 27 est montd pivolanl, aulour d'un axe 28, A [extrdmkA du supporl 26 sude le plus prAs des mors 20 el 21 de ploce 12. Vers son extrAmkA bre, le bras pivotant 27 porte un sabot de formage 29. L'extmkA du support 26, dignde des mors 20 et 21 de la plnce 12, porte ne chape 30, sur laqueHe est arculd, autour d'un axe 31, corps 32 d'un vddn 33. Ce vddn 33 possAde une tige 34, donl I'exlrdmd est arUculbe, autour d'un autre axe 35, sur bras pivotant 27. ^Insh l'actonnement du vArin 33 provoque le pivotement du bras 27, autour de l'axe 28, et permet de déplacer le sabot de formage 29 entre une position escamoteSe et une position active. Une deuxième forme de réalisation du dispositif 25 de formage des développantes est représentée sur les figures 6 et 7. Le dispositif 25 S comprend, ici encore, un support 26 en forme de plaque allongée, fIxé contre le flasque latéral 23 côté "_il" du corps de pince 19. Le support 26 comporte une glissière 36, sur laquelle est monté, mobile en translation, un coulisseau 37 qui porte le sabot de formage 29, orienté obliquement. L'extrémité du support 26, éloignée des mors 20 et 21 de la pince 12, porte ici encore une chape 30, sur laquelle est articulé, autour d'un axe 31, le corps 32 d'un vérin 33. Ce vérin 33 possède une tige 34, dont l'extrémité est articulée, autour d'un dernier axe 35, sur le coulisseau 37. Ainsi, I'actionnement du vérin 33 provoque le déplacement en translation du coulisseau 37, guidé par la glissière 36, entre une position escamotée, c'est-à-dire reculée par rapport aux mors 20 et 21 de la pince 12 (voir figure 6), et une position active, plus avancée en direction de mors et 21 (voir figure 7). Les figures 8 et 9 illustrent le fonctionnement du dispositif 25 de formage des développantes, précédemment décrit, fonctionnement qui intervient dans le cadre du fonctionnement d'ensemble de la machine de formage 11 réalisant l'enroulement 2. A l'étape de fonctionnement illustrée par la figure 8, les deux paires de pinces 12, 13 et 14, 15 se sont éloignées l'une de l'autre, de manière à écarter l'une de l'autre les deux parties rectilignes 3 et 4 de la navette en cours de déformation, celle-ci restant "à plat". Les sabots de formage 29 des dispositifs 25 de formage des développantes sont, jusque là, maintenus en position escamotée. A ce moment, les vérins 33 des quatre dispositifs 25 de formage des développantes sont actionnés, pour déplacer les sabots 29 de ces d ispositifs 25 vers leur position active, c' est-à-d ire une position dans laquelle les sabots 29 sont amenés sous les portions de navette qui se situent juste au-delà de chaque pince 12 à 15, autrement dit juste après l'angle de la navette formé par la partie rectiligne 3 ou 4 et le début de l'une des parties 5 à 8 destinées à devenir les développantes. A ce stode, ces parties 5 à 8 sont encore sensiblement rectilignes. Dans la phase suivante, illustrée par la figure 9, les deux paires de pinces 12, 13 et 14, 15 décrivent un mouvement pivotant, I'une par rapport à l'autre, tout en se déplaçant latéralement et verticalement, jusqu'à ce que le centre de rotation de chaque pince soit en rapport avec S l'axe central 38 du stator ou rotor de la machine tournante électrique. Les sections transversales respectives des deux parties rectilignes 3 et 4 de la navette sont air.si amenées dans leur orientation relative définitive (telle qu'illustrée sur la figure 1 pour l'enroulement 2 finalement obtenu). Au cours de cette phase de "torsion" de la navette, les sabots 29 agissent sous les portions correspond antes de la navette, et déforment ces portions d'une façon automatique et réqulière, par pression, lesdits sabots 29 suivart le pivotement des pinces 12 à 15 sur lesquelles ils sont montés. On notera que, durant cette dernière phase, pour que la navette puisse se déformer de la manière souhaitée, les organes de maintien 16 et 17 de chaque "_il" 9, 10 peuvent se déplacer dans le sens longitudinal de la machine 11, pour absorber les effets de la déformation. La forme des sabots 29 est choisie de façon convenable, pour former les développantes de caractéristiques désirées, ces sabots 29 étant avantageusement conçus comme des outils interchangeables. En position finale, telle que représentée sur la figure 9, les sabots 29 ont formé les développantes 5 à 8. Après desserrage des pinces 12 à 15, on récupère ainsi un enroulement 2 définitif, tel que celui montré sur la figure 1. Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de ce dispositif pour le formage de développantes d'enroulements de machines tournantes électriques, et au seul mode ce mise en _uvre de ce dispositif, qui ont été décrits ci-dessus à titre d'exemples; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes relevant du même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de la présente invention: - en modifiant les formes de détail des sabots de formage et de leurs supports; - en remplaçant les vérins par tous actionneurs capables de déplacer les sabots de formage entre une position escamotée et une position active; en montant le dispositif de formage des développantes sur des pinces de construction différente de celle ici décrite et illustrée; en modifiant le processes de deformation de la navette, notamment en réalisant simultanément (et non pas successivement) I'écartement des deux parties rectilignes, et le pivotement relatif des sections transversales respectives de ces parties rectilignes, accompagné du formage des développantes. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour le formage des développantes d'enroulements (2), obtenus à partir d'ébauches dites "navettes", de machines tournantes électriques, sur une machine automatique ou semi- automatique (11) à former les navettes comprenant deux paires de pinces (12, 13, 14, 15) servant à maintenir par leurs extrémités, et à écarter l'une de l'autre, les deux parties rectilignes allongées parallèles (3, 4) de la navette à former/ et comprenant aussi des organes (16, 17) de maintien de chacune des extrémités, ou "_il" (9, 10), de la navette, caractérisé en qu'il comprend, pour chaque développante (5, 6, 7, 8) à former dans le prolongement des parties rectilignes allongées (3, 4) de la navette, un outillage de formage (25, 29) du genre sabot, rendu solidaire directement ou indirectement de l'une des pinces de maintien (12, 13, 14, 15) des extrémités des deux parties rectilignes allongées (3, 4) de la navette, chaque sabot (29) étant monté déplaçable, relativement à la pince correspondante, entre une position escamotée et une position active située sous une portion de la navette se situant juste au-delà de ladite pince (12, 13, 14, 15), sous la face de cette portion de navette qui, dans la configuration définitive de la développante (5, 6, 7, 8), se situera face à l'axe central (38) de la machine tournante électrique, de telle sorte que le mouvement rotatif des deux paires de pinces (12, 13, 14, 15) pour le formage final de la navette, pendant ou après écartement de ses deux parties rectilignes allongées (3, 4), s'accompagne d'une déformation des portions de cette navette se trouvant au contact des sabots (29), pour former ainsi les développantes (5, 6, 7, 8). 2 - Dispositif pour le formage des développantes selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque sabot (29) de formage des développantes (5, 6, 7, 8) est lié de façon pivotante à la pince (12, 13, 14, 15) correspondante, ou au support de cette pince, par un axe de pivotement (28) perpendiculaire au plan initial de la navette, un actionneur tel que vérin (33) étant prévu pour faire pivoter le sabat (29) reiativement à la pince, entre sa position escamotée et sa position active située sous la portion de la navette se situant juste au-delà de la pince (12, 13, 14, 15), côté"_il" (9, 10). 3 - Dispositif pour le formage des développantes selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque sabot (29) de formage des développantes (5, 6, 7, 8) est lié de façon coulissante à la pince (12, 13, 14, 15) correspondante, ou au support de cette pince, par des moyens du S genre glissière (36), un actionneur tel que vérin (33) étant prévu pour déplacer en translation le sabot (29) relativement à la pince, entre sa position escamotée et sa position active située sous la portion de la navette se situant juste au-delà de ia pince (12, 13, 14, 15), côté "_il" (9, 10). 4- Dispositif pour le formage des développantes selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'axe de pivotement (28), ou la glissière de coulissement (36), de chaque sabot (29) de formage des développantes est situé sur un côté de la pince ( 12, 13, 14, 1 5) correspondante, plus particulièrement le côté tourné vers l'_il (9, 10) de la navette. 5 Procédé pour le formage des développantes d'enroulements de machines tournantes électriques, obtenus à partir d'ébauches dites "navettes", dans lequel les navettes sont déformées, en écartant l'une de l'autre les deux parties rectilignes allongées (34) parallèles de la navette, et en faisant pivoter la section transversale de l'une des deux parties rectilignes (3, 4) par rapport à la section transversale de l'autre de ces deux parties rectilignes (3, 4), caractérisé en ce que les développantes (5, 6, 7, 8) sont formées simultanément au pivotement relatif des sections transversales respectives des deux parties rectilignes allongées (3, 4) de la navette à former, par une pression exercée sur les parties de cette navette prolongeant lesdites parties rectilignes allongées (3, 4), ladite pression étant exercée sur la face de ces portions de navette qui, dans la configuration définitive de la développante (5, 6, 7, 8), se situera face à