Brevet FR2824004A1 — publié le 20021031

so alcaline du procédé Bayer de fabrication de l'alumine. 1- 2824004 La prsente invention concerne un procAdA de [abrication d'un fil Alectriquement conducteu pour bobinage pour machine Alectique otative, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procd6. Plus particuliArement, l' invention se rapporte un procdA de fabrication d'un (il Alectriquemnt conducteur pourvu de mplats longitudinaux, partir d'un fil conducteur de section en coupe transversale de forme gAnAralement ronde. Une des applications d'un tel fil est la ralisation de bobinages pour stator d'alternateur ou d'alterno dAmarreur de vhicule automobile, pour rotors de dmarreur, pour inducteurs de dmarreur ou de transformateur, pour inductances, En effet, pour la ralisation de ce type de bobinage, dans le but d'optimiser la compacit de la machine qui en est pourvue, ou d'amliorer son retroidissement, il est souvent nAcessaire d'utiliser un fil conducteur pouru de mAplats, c'et dire d'un fil conducteur dont la section en coupe transversale est aplatie, par exemple en forme de paralllogramme, notamment rectangulaire. Bien que l'utilisation d'un tel fil soit particuliArement avantageuse pour la ralisation d'un bobinage, elle prAsente, nanmoins, des inconvnients majeurs. Tout d'abord, au cour de la fabrication du fil, la vitesse de dfilement d'un fil d section recLangulaire dans une machine, en particulier une machine de dpt d'un revAtement d'Amail d' isolation, est ncessairement plus lente que la vitesse de dfilement d'un fil de sect10n ronde, ce qui est difficilement compatible avec des chalnes de fabrication haute cadence. En outre, dans une telle machine de revtement, l'Amail se dApose difficilement dans les coins du fil conducteur. I1 en rAsulte des diffArences d'Apaisseur d'Amail sur la surface du fil. - 2 - 2824004 Pour palier cet inconvénient, on réalise des coins arrondis avec un rayon de courbure minimum de manière à permettre un bon accrochage de la couche d' isolation. Ceci conduit néanmoins à une réduction de la section utile globale du fil. En effet, pour un fil ayant par exemple une section rectangulaire dont l'épaisseur est de 1,4 mm et dont la largeur est de 2 mm, et dont les rayons de courbure aux angles sont de 0,5 mm, la section globale du fil est de 2,585 mm2, ce qui représente une perte de 8% par rapport à un fil dont la section présente des angles droits. Par ailleurs, l' utilisation d' un fil pourvu de méplats rend l'enroulement et le déroulement du fil rel ativement di ffici le à mettre en oeuvre dans la me sure o le fil tend à se vriller s' il n' est pas parfaitement guidé. Le conditionnement doit alors se faire impérativement sur un touret, alors qu'un fil rond peut être aisément enroulé dans un fût et dévidé de celui-ci, sans qu'il soit nécessaire de faire tourner ce fût pendant le dévidage. L'enroulement et le déroulement d'un fil à méplats sur un touret nécessitent alors un asservissement de la rotation de ce dernier, ce qui n'est pas le cas pour un fût de fil rond. Il n'est par ailleurs pas facile de disposer sur le marché de tourets de fil méplat de masse supérieure à 80 kg alors que des fûts de fil rond peuvent aisément recevoir plus de 200 ou 300 kg de fils, ce qui diminue en rapport la fréquence des arrêts de production. On notera enfin que, alors que pour une section donnée de fil rond, il n'existe qu'un seul diamètre, pour une section donnée de fils à méplats, il existe une grande disparité de configurations envisageables, ce qui interdit en pratique tout stock important chez les producteurs et distributeurs de tels fils. Le but de l' invention est de palier ces ,. 1nconvenlents. À 3 - 2824004 Elle a donc pour objet un procédé de fabrication d'un fil électriquement conducteur pour bobinage pour machine électrique rotative à partir d'un fil conducteur de section en coupe transversale de forme généralement ronde, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à: prélever en continu le fil rond à partir d'un support d'alimentation, et appliquer longitudinalement des efforts sur le fil sur des zones diamétralement opposces de manière à former des méplats longitudinaux sur ce dernier, et en ce que le fil rond étant muni d'une enveloppe électriquement isolante, les efforts sont appliqués sur le fil par l'intermédiaire de ladite enveloppe. Ce procédé peut également comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - postérieurement à l'étape d' application desUits efforts, on applique des efforts additionnels sur des zones diamétralement opposoes du fil, perpendiculaires aux méplats formés, de manière à former un fil de section en coupe transversale généralement rectangulaire; - lesUites étapes d' application desUits efforts consistent chacune à faire passer le fil entre au moins une paire de rouleaux de lamlnage; - le rapport entre la longueur et la largeur de la section du fil étant inférieur ou égal à deux, lesdites étapes d' application desdits efforts consistent chacune à faire passer le fil entre une seule paire de rouleaux de laminage. L' invention a également pour objet un dispositif de fabrication d'un fil électriquement conducteur pour bobinage pour machine électrique rotative, à partir d'un fil conducteur de section en coupe transversale de forme généralement ronde, caractérisé en ce que ledit fil étant pourvu d'une enveloppe électriquement isolante, le dispositif comporte au moins une paire de rouleaux de - 4 - 2824004 laminage adaptés pour appliquer conjointement des efforts sur le fil par l'intermédiaire de ladite enveloppe sur des zones diamétralement opposées de manière à former des méplats sur ce dernier, et des moyens pour faire défiler le fil entre lesdits rouleaux. Avantageusement, le dispositif comporte au moins deux paires de rouleaux de laminage disposés respectivement en amont et en aval, en considérant le sens de défilement du fil, la paire de rouleaux amont comportant une surface périphérique active concave. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l' invention ressortiront de la description suivante, donnce uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de fabrication d'un fil électriquement conducteur conforme à l' invention; - la figure 2 illustre une phase de mise en forme du fil selon le procédé conforme à l' invention; - la figure 3 illustre une autre phase de mise en oeuvre selon le procédé conforme à l' invention; - la figure 4 illustre un autre exemple de mise en oeuvre de la phase de mise en forme du fil selon le procédé conforme à l' invention; - la figure 5 est une vue schématique en direction du déplacement du fil, d'un autre mode de réalisation d'un dispositif de fabrication d'un fil électrique notamment conducteur, selon l' invention. Sur la figure 1, on a représenté un dispositif permettant de fabriquer un fil pourvu de méplats longitudinaux, désigné par la référence numérique générale 10. Le fil est réalisé à partir d'un fil de section ronde prélevé en continu à partir d'un fût 12 d'alimentation dans lequel il est enroulé. - 2824004 Le fil à méplats, ainsi réalisé, est par exemple destiné à la réalisation de bobinages pour des machines électriques rotatives. Pour la réalisation d'un tel fil, on part d'un fil de section ronde comprenant une âme centrale A en matériau électriquement conducteur, par exemple en cuivre, revêtue d'une couche d'émail E. Comme on le voit sur la figure 1, le dispositif comporte essentiellement un ensemble de rouleaux de laminage adaptés pour exercer conjointement des efforts sur le fil pour le mettre en forme et des moyens (non représentés) pour faire défiler le fil entre ces rouleaux, selon le sens déaigné par la flèche F. constitués par exemple par un galet moteur. Dans l'exemple de réalisation représenté, le fil à réaliser comporte une section en coupe transvereale rectangulaire. Ainsi, on fait passer le fil entre deux ensembles de paires de rouleaux de laminage, à savoir un premier ensemble de paires P1, P2, P3 et P4 de rouleaux de laminage, les rouleaux de chaque paire étant adaptés pour exercer conjointement des efforts longitudinaux sur des zones diamétralement opposées du fil 14 de manière à former, dans ces zones, des méplats généralement parallèles, et un deuxième ensemble de rouleaux de laminage P'1 et P'2 dont les axes s'étendent perpendiculairement aux axes du premier ensemble de rouleaux de laminage P1, P2 P3 et P4 de manière à créer des méplats latéraux perpendiculaires aux méplats crcés par le premier ensemble de rouleaux. En se référant aux figures 2 et 3, pour une portion élémentaire de fil, cette mise en forme s'effectue selon deux phases successives de mise en forme, au cours desquelles la portion de fil passe entre les deux ensembles de rouleaux de laminage, respectivement, pour la formation de méplats M et M' correspondants. 6 - 2824004 On notera que les efforts exercés pour procéder à cette mise en forme s'exercent directement sur la couche d'émail entourant le conducteur du fil 14. Ainsi, de préférence, pour chaque ensemble de rouleaux, on utilise plusieurs paires de rouleaux exerçant chacune un effort d'écrasement suffisamment faible pour ne pas altérer la couche d'émail. Plus particulièrement, si le rapport entre la longueur et la largeur de la section transvereale du fil conducteur fini est supérieur à 2, on utilise, pour chaque phase de mise en forme, plusieurs paires de rouleaux de laminage. On notera également qu'en fonction de la forme du produit fini à réaliser, il est possible d'utiliser un seul ensemble de rouleaux. En effet, s'il convient simplement de réaliser deux méplats diamétralement opposés sur le fil, on utilise un unique ensemble d'une ou de plusieurs paires de rouleaux exergant conjointement des efforts sur deux zones diamétralement opposées du fil de manière à crcer deux méplats longitudinaux diamétralement opposés. En se référant enfin à la figure 4, dans le cas o la configuration du fil fini nécessite d'utiliser, pour chaque phase de mise en forme, plusieurs paires de rouleaux placéss en série, de l'amont vers l'aval, en considérant le sens de défilement du fil, on utilise, de préférence, en ce qui concerne les rouleaux amont, des rouleaux de laminage dont la surface périphérique externe active, c'est à dire la surface par laquelle les efforts sont exercés sur le fil, est de forme concave, les rouleaux aval ayant quant à eux une surface active plane. On réduit alors considérablement le niveau de contrainte appliqué sur la couche d'émail d' isolation. La figure 5 illustre un autre mode de réalisation du dispositif de fabrication dun fil de section tranevereale rectangulaire à partir d'un fil de section rond. Dans le cas de la figure 5, la forme rectangulaire - 7 - 2824004 finale est obtenue directement en disposant les deux paires de rouleaux par exemple P1, P1' selon la figure 1 dont les axes de rotation sont perpendiculaires de façon que les axes se trouvent dans un même plan perpendiculaire au sens de défilement du fil, c'est-à- dire on agit simultanément dans la direction de l'épaisseur et la direction de la largeur. Les rouleaux P1 réalisant l'aplatissement en épaisseur sont motorisés. Par contre les rouleaux P1' réalisant la déformation en largeur peuvent être non motorisés. Les rouleaux P1 s'étendent axialement de part et d'autre du fil d'une distance au moins égale à l'épaisseur du fil. Les rouleaux P1' s'étendent entre les rouleaux P1. De façon générale, concernant les diamètres des rouleaux, il est avantageux de donner aux rouleaux P1, P2..., qui agissent dans le sens de l'épaisseur un diamètre au moins soixante fois de l'épaisseur du fil aplati et aux rouleaux P1', P2'... qui agissent dans le sens de la largeur un diamètre supérieur à trente fois la largeur du fil aplati. L'utilisation de rouleaux de grand diamètre est avantageuse parce qu'elle permet de réduire la vitesse de rotation des rouleaux et ainsi d'obtenir un échauffement moindre et une diminution de l'usure. En effet, les efforts sont répartis sur une surface plus grande. Un autre avantage réside dans le fait que la déformation est plus progressive et donc moins brutale pour le revêtement en émail. - 8 - 2824004 REVEND I CAT I ON S 1. Procédé de fabrication d'un fil électriquement conducteur pour bobinage pour machine électrique rotative, à partir d'un fil conducteur (14) de section en coupe transversale de forme généralement ronde, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à: - prélever en continu le fil conducteur rond à partir d'un support d'alimentation (12), et - appliquer longitudinalement des efforts sur le fil sur des zones diamétralement opposées de manière à former des méplats (M, M') longitudinaux sur ce dernier, et en ce que le fil rond (14) étant muni d'une enveloppe électriquement isolante, les efforts sont appliqués sur le fil par l'intermédiaire de ladite enveloppe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que postérieurement à l'étape d' application desdits efforts, on applique des efforts additionnels sur des zones diamétralement opposées du fil, perpendiculaires aux méplats formés, de manière à former un fil de section en coupe transversale généralement rectangulaire. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites étapes d' application desUit-s efforts consistent chacune à faire passer le fil entre au moins une paire de rouleaux de laminage (P1, P2, P3, P4; P'1, P'2). 4. Procédé selon la revendication 3, dépendante de la revendication 2, caractérisé en ce que le rapport entre la longueur et la largeur de la section du fil étant inférieur ou égal à deux, lesdites étapes d' application desdits efforts consistent chacune à faire passer le fil entre une seule paire de rouleaux de laminage. 5. Dispositif de fabrication d'un fil électriquement conducteur pour bobinage pour machine électrique - 9 - 2824004 rotative, à partir d'un fil conducteur de section en coupe transversale de forme généralement ronde, caractérisé en ce que ledit fil étant pourvu d'une enveloppe (E) électriquement isolante, le dispositif comporte au moins une paire de rouleaux de laminage (P1, P2, P3, P4; P'1, P'2) adaptés pour appliquer congointement des efforts sur le fil par l'intermédiaire de ladite enveloppe (E) sur des zones diamétralement opposées de manière à former des méplats sur ce dernier, et des moyens pour faire défiler le fil entre lesdits rouleaux. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux paires de rouleaux de laminage (P1, P2, P3, P4; P'1, P'2) disposées respectivement en amont et en aval, en considérant le sens de défilement du fil, la paire de rouleaux amont comportant une surface périphérique active concave. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux paires de rouleaux de laminage (P1, P1') dont les axes de rotation sont perpendiculaires, qui sont disposés de facon que les axes soient placés dans un même plan perpendiculaire au sens du défilement du fil. 8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les paires de rouleaux (P'1,P'2) s'étendent entre les paires de rouleaux (P1,P2). 9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que les rouleaux (P1, P2, P3, P4) agissant dans le sens de l'épaisseur du fil aplati ont un diamètre supérieur à soixante fois l'épaisseur du fil aplati. 10. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que les rouleaux (P1', P2', P3', P4') agissant dans le sens de la largeur du fil aplati ont un diamètre supérieur à trente fois la largeur du fil