Brevet FR3058284A1 — publié le 20180504

La présente invention concerne la fabrication de paquets de tôles pour constituer des armatures feuilletées de machines électromagnétiques. ETAT DE LA TECHNIQUE Un paquet de tôles est un ensemble de tôles qui sont fixées à plat les unes contre les autres. De tels paquets de tôles sont utilisés pour former des armatures conductrices de flux magnétique et par exemple des stators et des rotors de machines électriques. Ces paquets de tôles sont fabriqués dans des installations comprenant une succession d'outils (couple matrice et poinçon) dans lesquels est déplacée une bande de métal, généralement un acier au silicium. Le dernier outil de découpe, dit outil de détourage, assure la séparation des tôles de la bande. Les tôles sont empilées les unes sur les autres en sortie de l'outil de détourage, soit directement dans l'outil de détourage au fur et à mesure de leur découpage, soit dans un poste séparé. Il existe de nombreux modes de fixation des tôles entre elles. Certains paquets de tôles sont ainsi réalisés par soudage ou rivetage des tôles. Ces opérations de fixation demandent toutefois des équipements difficiles à intégrer dans les installations de fabrication de paquets de tôles. Il est par ailleurs connu de fixer les tôles les unes aux autres au moyen d'agrafes mâles et femelles découpées dans chaque tôle et engagées les unes dans les autres (assemblage par « interlocking »). L'installation comprend alors au moins un outil dont la matrice et le poinçon correspondant ont une forme adaptée pour former les moyens d'agrafage. L'opération d'agrafage est réalisée dans l'outil de détourage plaquant la dernière tôle découpée par rapport au paquet de tôles en cours de 3058284 2 formation de manière à engager les agrafes de la tôle dernièrement découpée dans les ouvertures de la dernière tôle du paquet de tôles, ou l'inverse. L'installation d'emboutissage est donc relativement complexe. 5 Pour simplifier la fabrication des paquets de tôles, il a été envisagé de fixer les tôles les unes aux autres au moyen de points de colle. La colle doit être déposée au coeur même de l'outil, juste avant les éléments de détourage des tôles, ce qui s'avère très délicat 10 compte tenu des contraintes d'utilisation des produits adhésifs en général. Il est aussi connu de l'art antérieur le fait de découper des tôles couvertes d'un vernis thermoréactivable et ensuite chauffer un paquet de telles 15 tôles dans un four sur un posage pour obtenir le collage tôle à tôle. Le chauffage de la colle provoque nécessairement un échauffement de la bande qui complique finalement la fabrication des paquets de tôles. En effet, l'échauffement de la bande cause une dilatation de celle- 20 ci qui est une cause d'imprécision dimensionnelle. OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de simplifier la fixation des tôles d'un paquet de tôles entre elles. 25 BREF EXPOSE DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un procédé de fabrication d'un paquet de tôles pour machine électromagnétique, comprenant les étapes de : - faire défiler une bande métallique entre une 30 matrice et un poinçon, - découper par poinçonnage des tôles dans la bande et les accumuler pour former un paquet de tôles ; le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 35 - recouvrir, au moins une surface de zones de la 3058284 3 bande destinées à devenir des tôles, par une colle ayant un pouvoir adhésif pour adhérer à la bande, - faire sécher la colle pour désactiver son pouvoir adhésif, 5 - mettre localement en contact un solvant avec la colle pour réactiver le pouvoir adhésif de la colle de la tôle dernièrement accumulée ou de la tôle à accumuler après découpage de telle manière que la tôle à accumuler après découpage soit collée au paquet de tôles en cours 10 de fabrication. Avec le procédé de l'invention, les tôles sont fixées les unes aux autres par adhérence. La colle peut être déposée sur la bande avant l'introduction de la bande dans l'outil de poinçonnage, voire plusieurs heures 15 ou jours avant l'opération de poinçonnage, ce qui est beaucoup plus simple. La mise en contact de la colle avec le solvant peut être réalisée par pulvérisation directe sur la colle ou par application de la bande sur une couche de matériau imprégnée du solvant, ce qui est 20 particulièrement simple à réaliser au sein de l'outil de poinçonnage. L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cette installation comprend une matrice, un poinçon et un dispositif de 25 déplacement d'une bande entre la matrice et le poinçon, la matrice et le poinçon comportant des éléments de détourage de formes complémentaire pour découper des tôles dans la bande. L'installation comprend : un dispositif de dépôt sur au moins une surface de la bande 30 d'une colle ayant un pouvoir adhésif pour adhérer à la bande ; et, en amont des éléments de détourage par référence au sens de déplacement de la bande, un dispositif de dépôt sur la colle d'un solvant pour réactiver le pouvoir adhésif de la colle. 35 L'invention a également pour objet un paquet de 3058284 4 tôles obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description 5 qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : 10 - la figure 1 est une vue schématique en perspective, avec une coupe transversale, d'un paquet de tôles conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective d'une face inférieure de la bande partiellement 15 poinçonnée ; - la figure 3 est une vue en perspective d'une face supérieure de la bande partiellement poinçonnée ; - la figure 4 est une vue schématique en 20 perspective, avec écorché, d'une installation de fabrication selon l'invention ; - la figure 5 est une vue schématique en perspective de la matrice de l'installation de fabrication. 25 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, l'invention concerne un paquet de tôles, généralement désigné en 1, qui est destiné à former une armature de conduction des flux magnétiques dans une machine électromagnétique. Ladite 30 armature est par exemple un stator ou un rotor. Le paquet de tôles 1 comprend des tôles 2 fixées deux à deux par une colle disposée entre les tôles de chaque paire de tôles 2 adjacentes l'une à l'autre. Les tôles 2 ont ici une forme annulaire avec des 35 rayons périphériques, étant entendu que l'invention 3058284 5 s'applique à des tôles de toute forme. La colle est une colle en phase solvant et plus particulièrement ici une colle formée par mélange d'un élastomère avec une résine phénolique. L'élastomère est 5 ici un butadiène acrylonitrile pour former une colle nitrile phénolique. La colle peut comprendre des ajouts visant à améliorer ses performances et par exemple du TDI-NOP (de l'anglais « toluene diisocyanate nitrosophenol »). La caractéristique principale de la 10 colle est que son pouvoir adhésif est réactivable, c'est- à-dire qu'après séchage, le solvant contenu dans la colle s'est évaporé de sorte que la partie de la colle qui est à l'air libre a perdu son pouvoir adhésif qui peut être réactivé en mettant cette partie de la colle en contact 15 avec un solvant. Bien entendu, toute colle ayant un pouvoir adhésif avec le métal utilisé pour fabriquer les tôles est utilisable pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Les tôles 2 résultent du découpage d'une bande 20 métallique B ayant une surface inférieure B1 et une surface supérieure B2. Le procédé de fabrication du paquet de tôles 1 à partir de la bande B comprend les étapes de : - recouvrir, au moins une surface de zones de la 25 bande B (ici la surface supérieure B2) qui sont destinées à devenir des tôles, par une couche de colle G ayant un pouvoir adhésif pour adhérer à la bande B ; - faire sécher la colle G pour désactiver son pouvoir adhésif (c'est-à-dire pendant un temps suffisant 30 pour faire évaporer le solvant contenu dans la colle G) ; - faire défiler la bande B entre une matrice et un poinçon d'un outil de découpe ; - déposer un solvant sur la surface inférieure B1 dans chaque zone de la bande B destinée à devenir une 35 tôle 2 avant le découpage de la tôle 2 correspondante, le 3058284 6 solvant ayant pour fonction de réactiver le pouvoir adhésif de la colle qui se trouve sur la tôle supérieure du paquet de tôles en cours de fabrication lorsque la tôle dernièrement découpée est appliquée contre ladite 5 tôle supérieure ; - découper par poinçonnage la tôle 2 dans la bande B de telle manière qu'elle soit collée au paquet de tôles. Le solvant utilisé comprend ici de la cétone et 10 est plus précisément de l'acétone mais d'autres solvants sont utilisables comme le méthyl-éthyle-cétone ou un hydrocarbure aromatique tel que le toluène. On notera qu'en déposant le solvant sur la surface de la bande dépourvue de colle, la réactivation se produit quand la 15 surface inférieure B1 de la tôle dernièrement découpée est en contact avec la colle recouvrant la surface supérieure B2 de la tôle supérieure du paquet de tôles en cours de fabrication au poste détourage. De cette façon, la colle réactivée n'est jamais en contact ni avec les 20 poinçons, ni avec les matrices. Ce procédé est mis en oeuvre au moyen d'une installation de fabrication de paquets de tôles par poinçonnage telle que celle représentée aux figures 4 et 5. 25 L'installation comprend un bâti 10 avec une table 20, et une succession d'outils de découpe à savoir une matrice 30.1 et un poinçon 40.1 pour former l'orifice central (couramment nommé alésage) de la tôle, une matrice 30.2 et un poinçon 40.2 pour former les rayons 30 périphériques de la tôle par découpe d'encoches, une matrice 30.3 et un poinçon 40.3 pour détourer la tôle. Les poinçons sont généralement solidaires de la partie mobile d'une presse. L'installation comprend en outre un dispositif, 35 non représenté, de déplacement (ou « amenage ») par pas 3058284 7 d'une bande B sur la table 20 de manière que la bande B passe dans les outils de découpe, entre les matrices et les poinçons. Le dispositif de déplacement par pas 50 est agencé pour séquentiellement décoller la bande B de la 5 table 20, faire avancer la bande B d'un pas puis reposer la bande B sur la table 20 de sorte que la bande B repose sur le table 20 lorsque la bande B est immobile et ne frotte pas sur la table 20 lors de l'avancement de la bande B. Les poinçons et le dispositif de déplacement 10 sont associés A des actionneurs reliés à une unité de commande pilotant les actionneurs de manière à synchroniser l'avancement de la bande avec le déplacement des poinçons vers les matrices. Ces différents éléments sont connus en eux-mêmes et ne seront pas plus détaillés 15 ici. La matrice 30,3 et le poinçon 40.3 sont agencés pour former un outil de détourage et sont montés dans le bâti 10 pour permettre le découpage dés tôles 2 dans la bande B en accumulant, les unes au-dessus des autres les 20 tôles 2 découpées, de manière à former le paquet ee. tôles 1 au fur et à mesure du découpage des tôles 2. L'installation comprend également, en amont de la matrice 30,3 et du poinçon 40.3 par référence au sens de défilement de la bande B, un dispositif 50 de dépôt, sur 25 la surface inférieure BI de la bande B, d'un solvant. Le dispositif 50 comprend ici un tampon imprégné de solvant. Le tampon est en textile et de forme circulaire de diamètre sensiblement égal au diamètre extérieur d'une tôle. Le dispositif 50 comprend aussi un conduit d'amenée 30 du solvant au tampon textile pour périodiquement imbiber le, tampon. Le conduit d'amenée du solvant s'étend dans la table 20 entre le tampon et un réservoir de solvant non représenté. On comprend que le tampon s'étend juste sous la 35 bande B lorsque celle-ci est entre les matrices 30.2 et 3058284 8 30.3 et les poinçons 40.2 et 40.3 de sorte qu'une portion de la bande B soit en contact avec la face supérieure du tampOn lorsque la bande B est immobile et la bande B ne soit plus en contact avec la face supérieure du tampon 5 lorsque la bande B est en, déplacement. Lorsque la bande B est reposée sur la table 20, une portion de la bande B correspondant à l'emplacement de tôle est appliquée contre le tampon. Lorsque la bande B est décollée pour procéder à son avancement, ladite 10 zone humectée se trouve alors en regard de la dernière tôle du paquet de tôles en cours de formation de telle manière que, lorsque le poinçon 40.3 et la matrice 30.3 vont être rapprochés pour découper la tôle 2 de la bande B, ladite tôle 2 va être appliquée contre le paquet de 15 tôles I, la face supérieure adhésivée de la tôle supérieure du paquet de tôles en cours de formation rencontre la face inférieure humectée de solvant de la tôle qui vient d'être découpée. Très rapidement (c'est-à-dire au plus tard quand le paquet de tôles terminé est 20 évacué de l'installation), le solvant se sera suffisamment évaporé de la colle pour assurer la fixation de la tôle 2 dernièrement découpée au paquet de tôles 1. Le tampon est ici monté dans la table pour être mobile entre line position inactive dans laquelle le 25 tampon n'est pas en contact avec la bande B reposant sur la table et une position active dans laquelle le tampon est en contact avec la bande B reposant sur la table. Le tampon est déplacé entré ses deux positions par un actionneur relié à l'unité de commande. Ainsi, pour 30 former des paquets d'un nombre n de tôles, on escamotera le tampon tous les n déplacements de la bande B d'un pas de telle manière que la colle ne soit pas réactivée sur la tôle supérieure d'un paquet de n tôles. Ainsi, lorsque le procédé est mis en oeuvre pour former en série dés 35 paquets d'un nombre prédéterminé de tôles, le dépôt de 3058284 9 solvant dans chaque zone de la bande destinée à devenir une tôle est omis après le poinçonnage du nombre prédéterminé de tôles. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux 5 modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, l'installation peut avoir une structure différente de celle décrite. 10 Le tampon peut être remplacé par une buse pulvérisant le solvant directement sur la portion de la surface inférieure de la bande B se trouvant en face de la buse. On pourrait aussi pulvériser de la colle après le 15 découpage pendant la remontée du coulisseau au niveau du poinçon détourage. En variante, le solvant peut être déposé directement sur la Celle dans: la zone de la bande destinée à former la tôle à découper. De préférence 20 alors, la colle et le solvant sont appliqués sur la surface de la bande opposée à celle sur laquelle le poinçon de détourage prend appui. En variante, le dispositif d'avancement de la bande peut être mécaniquement synchronisé avec le 25 mécanisme de descente de la presse portant les poinçons, et le déplacement du tampon entre ses deux positions peut être synchronisé avec le dispositif d'avancement. La: surface de la bande peut être recouverte sensiblement en totalité par la colle. 30 Le solvant peut être mis en contact avec la colle immédiatement après la découpe de la tôle. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un paquet de tôles pour machine électromagnétique, comprenant les étapes de : - faire défiler une bande métallique entre une matrice et un poinçon, - découper par poinçonnage des tôles dans la bande et les accumuler pour former un paquet de tôles ; le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - recouvrir, au moins une surface de zones de la bande destinées à devenir des tôles, par une colle ayant un pouvoir adhésif pour adhérer à la bande, - faire sécher la colle pour désactiver son pouvoir adhésif, - mettre localement en contact un solvant avec la colle pour réactiver le pouvoir adhésif de la colle de la tôle dernièrement accumulée ou de la tôle à accumuler après découpage de telle manière que la tôle à accumuler après découpage soit collée au paquet de tôles en cours de fabrication. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la colle est formée par mélange d'un élastomère avec une résine phénolique. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la colle est une colle nitrile phénolique. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, mis en oeuvre pour former en série des paquets d'un nombre prédéterminé de tôles, dans lequel le dépôt de solvant dans. chaque zone de la bande destinée à devenir une tôle est omis après le poinçonnage du nombre prédéterminé de tôles. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface de la 3058284 11 bande est recouverte sensiblement en totalité par la colle_ 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le Solvant comprend Une cétone. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le solvant est mis en contact avec la colle immédiatement après la découpe de la tôle. 10 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la colle est déposée sur une surface de la bande et le solvant est déposé sur la surface opposée de telle manière que le solvant est mis en contact avec la colle-lorsque la tôle dernièrement découpée est appliquée 15 contre la tôle dernièrement accumulée du paquet de tôle en cours de fabrication. 9. Installation de fabrication de paquets de tôles par poinçonnage, comprenant Une matrice, un poinçon et un dispositif de déplacement d'une bande entre la 20 matrice et le poinçon, la matrice et le poinçon comportant des éléments de détourage de formes complémentaire polir découper des tôles dans la bande, caractérisé en ce que l'installation comprend : un dispositif de dépôt sur au moins une surface de la bande 25 d'une colle ayant un pouvoir adhésif pour adhérer à la bande ; et, en amont des éléments de détourage par référence au sens de déplacement de la bande, un dispositif de dépôt sur la colle d'un solvant pour réactiver le pouvoir adhésif de la colle. 30 10-, Installation selon la revendication 9, dans laquelle le dispositif de dépôt de solvant comprend un tampon mobile entre une position inactive dans laquelle le tampon n'est pas en contact avec la bande reposant sur la matrice et Une position active dans laquelle le tampon 35 est en contact avec la bande reposant sur la matrice. 3058284 12 11. Paquet de tôles obtenu par la mise en oeuvre du procédé conforme à l' une quelconque des reverldications 1 à 8.