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BREVET D'INVENTION.
" Perfectionnements apportés aux procédés etuaux machines pour enrouler des bobinages sur un noyau annulaire pour na chines électriques Il.
Monsieur KüRSTEINER (Ernst) à kjelsÅas-lez-Oslo (Norvège).
La présente invention est relative à un procédé et à une machine pour la fabrication mécanique ou standardisée de noyaux annulaires pour machines électriques et plus spéciale- ment pour des dynamos du genre de celles décrites par exemple dans le brevet France N 797.192 et pour lesquelles tous les noyaux magnétiques sont constitués en enroulant un ruban en fer de manière telle que la fabrication de ces noyaux soit ren- due possible à l'aide de machines.
Par la présente invention il est possible d'obtenir, par l'exemple, le stator complet y compris les enroulements électriques pour une dynamo du genre en question par une fabri- cation standardisée et en ayant recours à deux machines automa- tiques. La première de ces machines automatiques est utilisée
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pour enrouler et pour fixer le ruban en fer,-servant à la constitution du noyau magnétique, alors que l'autre machine, qui fait l'objet de la présente invention, sert à enrouler sur le dit noyau les bobinages électriques de manière que tout travail manuel soit réduit au minimum.
En ayant recours au procédé et à la machine selon la présente invention, non seulement on fait une économie de temps en faisant usage de cette machine, mais, en même temps, on constitue des bobinages ayant une exactitude qui ne peut être obtenue par un travail manuel et dont les propriétés s techniques et physiques sont supérieures à celles obtenuesjus- qu'ici pour des dynamos de n'importe quel type à moins de fai- re intervenir un travail et des dépenses excessifs.
Comme indiqué dans le brevet France N 797.192, dont question plus haut, il s'agit d'une dynamo comprenant un enrou- lement électrique du type bien connu de Gramme, l'enroulement de la matière conductrice, par exemple du cuivre, étant fait pas à pus, c'est-à-dire que le cuivre est enroulé suivant plusieurs couches pour former des bobinages séparés logés dans des fen- tes ou rainures ménagées dans le noyau.
D'une manière générale et dans le but poursuivi par la présente invention, on a recours à une.enrouleuse analogue à celles, connues per se et qui servent à enrouler des matières isolantes sur des bobines annulaires dans des buts différents.
Ce genre de machines comprend une roue qui peut être divisée en tronçons et qui, avant l'enroulement, est introduite dans l'ouverture centrale de la pièce annulaire sur laquelle 1' en- roulement doit être fait. Ensuite on enroule la matière des- tinée à recouvrir cette pièce, sur ladite roue de manière à pouvoir utiliser celle-ci comme dévidoir, après quoi on fait tourner cette roue autour de son axe de manière que la matière, destinée à recouvrir la pièce, puisse être déroulée du dévidoir et enroulée sur la pièce sur laquelle elle doit être appliquée.
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La trahsformation d'une machine de ce genre et l'u- sage de cette machine dans le but envisagé pour l'invention soulèvent toutefois un certain nombre de problèmes techniques et la présente invention comprend donc le procédé qui a été choisi pour résoudre ces problèmes et les moyens techniques qui ont été jugés nécessaires pour permettre la mise en oeuvre de ce procédé de fabrication.
Un objet de la présente invention consiste donc en un procédé pour exécuter le travail indiqué plus haut, ce pro- cédé comprenant une première opération par laquelle on enroule la matière, utilisée pour la constitution des bobinages élec- triques et par exemple des bandes ou fils de cuivre, et la ma- tière isolante, par exemple du papier, sur ladite roue formant dévidoir, et cela en quantités suffisantes pour perme ttre l'enroulement d'un certain nombre de bobinages, de préférence tous les bobinages, sur'le noyau en question.
Ces matières ainsi enroulées sont alors appliquées suivant des couches suc- cessives sur ledit noyau en faisant tourner la roue autour de son axe, pendant que le noyau est amené à tourner pas à pas autour de son axe et sur une distande'correspondant à l'inter- valle séparant deux bobinages, quand un certain nombre de cou- ches de matières conductrices et isolantes ont été appliquées sur ledit noyau.
Un autre objet de la présente invention consiste à résoudre le problème de pouvoir enrouler sur la roue formant dévidoir la matière conductrice relativement rigide, par exemple un ruban ou une bande de cuivre de section rectangulaire, et la matière isolante mince et qui se casse facilement, par exem- ple du papier très mince. Suivant la présente invention, on obtient-le résultat voulu en enroulant la matière conductrice, par exemple le cuivre, et la matière isolante, par exemple le papier, sous forme de bobines séparées sur le dévidoir en dé- bitant ces matières à partir de celui-ci par des ouvertures
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séparées ménagées dans la face interne de celui-ci.
Une des plus grandes difficultés, rencontrées avec la :néth de indiquée ci-dessus, est d'obtenir une tension uni- forme pour la matière conductrice à enrouler sur le noyau, no- tamment pour la raison que la section transversale du noyau est rectangulaire à l'endroit où le cuivre doit être enroulé sur celui-ci et, ensuite, pour la raison que les dimensions nécessaires du dévidoir, par rapport au diamètre du noyau, doi- vent être telles que la section transversale du noyau, à l'en- droit où il doit être recouvert par le bobinage, se trouve à une disLance assez grande à côté. du centre du dévidoir.
Pour cette raison, la distance entre le point du noyau, où la ma- tière conductrice à enrouler est en contact avec le noyau, et le point où la matière conductrice ainsi que le ruban du papier sont débités par le dévidoir varie d'une manière beaucoup plus grande que la vitesse avec laquelle les matières sont enroulées sur le noyau. Il en résulte que la partie des matières, qui ont été débitées par le dévidoir et qui relent ce dernier au bobinage formé pendant la rotation du dévidoir, n'est pas main- tenue sous tension pendant la rotation complète de celui-ci mais pour une partie au moins d'un tour complet du dévidoir ces matières ne sont pas tendues et forment même une boucle.
Un objet de la présente invention est d'éviter la difficulté qui résulte de cet effet produit par les matières conductrices et isolantes, fournies par le dévidoir au bobinage en formation et, selon l'invention, ceci est obtenu en faisant comporter à la machine des organes de retenue entraînés méca- niquement et qui sont maintenus en contact avec la matière en- roulée sur le noyau et qui suivent cette matière, pendant la rotation du dévidoir, de manière qu'elle soit bien maintenue en contact avec le noyau ou avec la couche de matière précédem- ment enroulée sur celui-ci.
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Ces organes ou moyens de retenue peuvent être cons- titués de différentes manières ainsi que le mécanisme moteur qui les entraîne.
Suivant un mode de réalisation préféré de la pré- sente invention on utilise quatre organes de retenue séparés correspondant respectivement aux quatre côtés de la section transversale rectangulaire du noyau, chacun de ces organes de retenue étant tel que, sous l'effet d'une force mécanique, il puisse presser la matière conductrice contre le noyau et puisse suivre cette matière après qu'elle occupe une position convenable sur le noyau ou sur la couche précédemment enroulée et formée par de la matière conductrice et par le ruban iso- lant.
Il est préférable de constituer ces organes de ma- nière qu'un organe ne puisse cesser son action sur la matière à enrouler sur le noyau avant que l'organe immédiatement sui- vant ne commence à travailler. L'enroulement ne dépend donc pas de la tension de la matière qui se trouve entre le noyau à revêtir et le point du dévidoir qui débite la matière mais il dépend, à tout moment, de la pression que l'organe- de retenue exerce sur elle pendant que cet organe se déplace le long de ladite matière.
Selon l'invention on préfère agencer ces organes de retenue de manière que, pour chaque rotation du dévidoir, ils s'écartent du centre du noyau à revêtir -- par exemple à l'aide de cames ou de tout autre mécanisme approprié -- d'une distance correspondant exactement à l'épaisseur d'une couche de matière conductrice et d'une couche de matière isolante.
L'invention consiste également à avoir recours à des moyens tels que ces organes de retenue, pendant la triode pen- dant laquelle ils ne travaillent pas, soient écartés du plan dans lequel se déplace la matière, fournie par le dévidoir au bobinage pendant l'enroulement. Ces organes sont donc agencés
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de manière qu'après avoir terminé une opération utile ils recu- lent par rapport audit plan pour ne pas gêner le passage de la matière conductriceet ce la matière isolante pencant qu'une nouvelle couche est appliquée sur le noyau.
L'invantion consiste, en outre, à réaliser un dévi- doir propre à recevoir de la matière conductrice et de la ma- tière isolante, la roue utilisée comme dévidoir comportant des gorges périphériques séparées dans lesquelles des quantités suffisantes de ces matières peuvent êt.e logées.
Sur le fond de ces gorges on peut, selon l'invention établir des galets sur lesquels les matières peuvent rouler librement par rapport au dévidoir comme s'il s'agissait d'une bobine engagée sur ces galets.
Les dessins ci-annexés montrent, schématiquement et à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention.
Fig. 1 montre, en perspective, les éléments essen- tiels d'une machine établie selon l'invention, certains des organes d'entraînement ou autres éléments évidents n'ayant pas été indiqués dans un but de clarté.
Fig. 2 montre, en perspective et à plus grande échelle, un des organes de retenue.
Fig. 3 montre, en coupe partielle, une partie de la roue formant dévidoir.
Sur la fig. 1 on a désigné par 1 le bâti de la ma- chine, ce bâti comportant deux montants 2 et 3 reliés entre eux, à leur partie supérieure, par des traverses 4 et 5. Le bâti 1 comprend en outre une table centrale 6 sur laquelle sont montés séparément divers organes de la machiné. Le bâti porte plusieurs galets 7, 8, 9, 10 et 10a, montrés sur pivots et supportant une roue 11 formant dévidoir et qui, comme connu, peut être séparée en deux parties, par exemple suivant les li- gnes 12 et 13. Bans cette roue sont ménagées des gorges péri-. phériques 14 et 15 (fig. 3) dans lesquelles on loge de la ma-
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tière isolante 16, par exemple du papier, et de la matière conductrice de l'électricité 17, par exemple une bande ou un ruban rectangulaire en cuivre.
Dans le dévidoir 11 on ménage également des ouvertures 20 et 21 par lesquelles les bandes de cuivre et de papier peuvent être respectivement débitées.
Sur la partie gauche de la fig. 1 on a montré des mâchoires 22 et 23 qui peuvent être rapprochées verticalement à l'aide des volants 24 et 25. Ces mâchoires servent à serrer la pièce 26 faisant partie du noyau complet d'une dynamo du genre de celles dont question dans le brevet susindiqué. Les deux mâchoires sont montées d'une manière amovible sur le mon- tant 2. Sur le dessin le noyau de la dynamo est montré sous -forme d'un anneau, en partie arraché, pour qu'on puisse aisé- ment comprendre la constitution de la machine selon l'inven- tion.
Le noyau est obtenu en enroulant une bande ou un ruban en fer 27 (fig. 2) et il comporte des rainures ou fentes radiales 28 dans lesquelles on veut enrouler des bobinages en une matière conductrice et qui sont destinés à former l'enrou- lement électrique du stator d'une dynamo, par exemple.,
Le ruban de cuivre 17 et le ruban de papier 16 sont débités respectivement par les ouvertures 24 et 21 du dévidoir 11 et ils sont amenés au noyau 26, comme visible sur la fig.l diamétralement par rapport à la roue 11.
Dans un but de clarté, la partie médiane de ces rubans n'est pas montrée sur la f ig. L A l'endroit du noyau 26 où les rubans en cuivre et en papier doivent être enroulés, on a établi plusieurs organes de rete- nue 29, 30, 31 et 32 (fig. 2) lesquels sont agencés de manière qu'ils puissent, sous la commande de cames,de coulisses, de becs et de ressorts ou analogues, suivre les rubans pendant l'enroulement, les repousser et maintenir en place jusqu'à ce que l'organe de retenue suivant commence son travail. L'organe de retenue qui'a terminé son travail est ensuite écarté du bo-
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binage en formation en revenant à sa position initiale et en s'écartant du plan d'enroulement pour être prêt à l'opération suivante.
Sur le dessin on n'a pas montré tous les organes de commande à prévoir pour les mouvements nécessaires de ces organes de retenue.
En ce qui concerne l'organe de retenue 30 on a montré les éléments nécessaires à son coulissement maisseu- le::lent un des organes de commande par lesquels il est écarté du bobinage sur une distance correspondant à l'épaisseur d'une couche de matière conductrice et d'une couche de matière isolan- te.
En ce qui concerne l'organe de retenue 31 on a mon- tré tous les organes de commande nécessaires à son coulisse- ment etc...et ces organes ont été montrés à plus grande échel- le sur la fig. 2 de sorte que les mouvements de cet organe de retenue peuvent être aisément étudiés et compris.
En ce qui concerne l'organe de retenue 32 on a montré les organes par lesquels on obtient le coulissement et le mouvement vers l'avait et larrière dans le plan d'en- roulement ainsi que les organes par lesquels il est écarté du bobinage sur une distance correspondant à l'épaisseur d'une couche de matière conductrice et d'une couche de matière iso- lante.
La machine peut être commandée par une poulie 33, un arbre 34 et un engrenage 35, ce dernier étant en prise avec la roue 11. A partie de cet arbre 34 la force motrice peut être transmise, par des roues dentées et des pignons non mon- trés sur le dessin, à des arbres 36, 37 et 38. L'emplacement, la constitution et l'agencement de ces engrenages ne présentent aucune difficulté et, pour cette raison, ils n'ont pas été montrés sur les dessins pour ne pascompliquer ceux-ci.
En se reportant aux organes de retenue et à leur
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mécanisme de commande correspondqnt, on monte l'organe de re- tenue 30 sur un élément coulissant 40, susceptible de coulis- ser verticalement par rapport au bobinage 42 en cours d'enrou- lement, dans un bloc 41, fixé à un élément coulis,sant 43 ou faisant partie de celui-ci, ledit'élément 43 étant montré en traits interrompus et pouvant coulisser dans un bloc 47 fai- sant partie du bâti de la machine ou étant rigidement fixé à celui-ci. L'élément coulissant 46 pernet le mouvement du mé- canisme susdit 30, 40, 41, 43, 45 et 46 suivant une direction verticale dans le plan ou parallèle au plan d'enroulement du bobinage.
Un ressort hélicoïdal 48, relié à la traverse 4 du bâti, sollicite cet ensemble verticalement vers le haut et un levier 49, articulé,)en 50 à une partie du'bâti, tend à main- tenir cet ensemble dans une position déterminée en étant guidé par une barre coulissante 51 logée dans un guide 53 monté sur le bâti. L'extrémité inférieure 53 de cette barre est en contact avec une came 54 entraînée en rotation par un arbre 37 et qui, à tout moment, détermine la position de l'organe de retenue 30 dans une direction verticale par rapport au bobinage 42 en cours d'enroulement. L'organe de retenue 32 est, d'une manière analogue, monté ou fixé sur un organe coulissant 55 déplaçable verticalement dans un bloc 56 solidaire d'une coulisse 57 la- quelle, sous l'action d'un ressort 58 tend à s'écarter hori- zontalement du bobinage 42.
Le ressort 58 est fixé à une partie 59 du bâti et un bras 60 monté sur l'arbre 39 déplace la cou- lisse 57 et par conséquent l'organe de retenue 32 suivant un mouvement hori'zontal de va-et-vient sous l'action d'un bras 61 en contact avec la came 62 calée sur l'arbre 38.
La coulisse 55 est supportée verticalement par un bec 63 fixé à l'élément coulissant 64 qui peut glisser dans un bloc 65 qui fait partie du bâti.de la machine. La coulisse 55 est sollicitée par un ressort 66, également relié, au bâti et qui tend à déplacer cette coulisse verticalement vers le ')sas. L'élément coulissant 64 est toutefois refoulé vers le haut
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par un levier 67 articulé en 68 au bâti et dont l'extrémité libre est sollicitée par un élément coulissant 69 dont l'autre extrémité 70 repose sur une came 71 correspondant à la came b4 laquelle sert au guidage vertical de l'organe de retenue 32 en fonction du nombre de couches de matière conductrice et de ma- tière isolante qui, à n'importe quel moment, sont enroulées sur le bobinage 42.
Si l'explication donnée ci-dessus pour les mouve- ments des organes de retenue 30, 31 et 32 et de leurs éléments de commande n'est pas suffisante pour qu'on puisse se rendre compte du fonctionnement de ces mécanismes, il sera probable- ment suffisanted'étudier la fig. 2 et de se reporter à la description ci-dessous pour écarter toute ambiguité à cet effet Sur cette f ig. 2 tous les éléments coulissants et lesorganes de commande nécessaires aux mouvements de l'organe de retenue 31 ont été montrés à plus grande échelle.
L'organe de retenue 31 est relié à une condisse 72 qui peut glisser dans un plan parallèle au plan d'enroulement et qui est sollicitée par un ressort 74 vers la droite du dessin, l'extrémité de droite du ressort 74 étant fixée à un bloc 75 faisant partie du bâti. L'extrémité arrière de la coulisse 72 bute contre un bec 76 fixé à un élément coulissant 77 glissant horizontalement dans un bloc 75 et dans un plan parallèle au plan d'enroulement. L'élément 77 porte une saillie 78 en contact avec une came 79 calée sur l'arbre 37. Ce dernier tourne à une vitesse telle que pour chaque rotation de la roue 11 la saillie de la roue 78 passe d'une encoche de la came 79 à la suivante.
Pour chaque tour de la roue 11 l'organe de re- tenue 31 s'écarte donc horizontalement du bobinage 42 suivant la profondeur d'une encoche qui correspond exactement à 1'épais- seur d'une couche de matière conductrice et d'une couche de matière isolante. L'extrémité de gauche de l'organe 31 se trou- ve donc toujours exactement dans le. même plan que le bord ex- térieur des couches de matières appliquées sur le bobinage 2.
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Le bloc 73, sur le quel coulisse horizontalement l'élément 72, est fixé à une coulisse 80 qui, à l'aide d'un ressort 81 fixé à la traverse 4 du bâtisollicite cette cou- lisse verticalement vers'le haut dans un plan parallèle au plan d'enroulement du bobinage.
La coulisse 80 est guidée dans un bloc 91 et son extrémité supérieure comporte une ouverture 82 dans laquelle est engagée une extrémité 83 d'un bras 84 articulé en 85 au bâti de la machine. L'autre extrémité de ce bras 84 est en con- tact avec une came 90 calée sur l'arbre 36 dont la vitesse correspond à celle de la roue 11. La came 90 a une forme telle que la partie 83 du bras 84, la coulisse 80, le bloc 73 et 'l'élément coulissant 72 tendent à refouler l'organe de retenue
31 vers le bas en contact avec le ruban 17 pendant que celui-ci est enroulé sur le bobinage 42. Le bloc 91 est fixé à une coulisse 86 qui glisse horizontalement et pe rpendiculairement au plan d'enroulement dans un bloc 87 faisant partie- du bâti.
L'extrémité.arrière de la coulisse 86 porte un bras 88 prenant appui sur une came,89. Il comporte en outre un ressort tangent (non montré) et qui tend à maintenir le bras 88 en contact avec la came 89. La came 89 est calée sur l'arbre 36 tournant à la même vitesse que la roue 11 et elle sert, immédiatement après que la came 90 a déplacé l'organe de retenue vers le bas le long du ruban 17-et après que l'organe de retenue suivant 32 a commencé son travail ce qui maintient le ruban pour l'enrou- lement ultérieur, à faire reculer l'organe de retenue 31 de manière à l'écarter du plan d'enroulement et à ne pas gêner le passage des rubans 16 et 17 pour la couche suivante du bobi- nage.
La machine, telle que décrite, fonctionne comme suit. Le ruban isolant 16 et le ruban conducteur 17 sont dé- 'roulés du dévidoir 11 vers la rainure ou fente du noyau 26 qu'on peut munir d'un enroulement. La machine est mise. en mar- che et l'organe de retenue 30 avance maintient les rubans che et l'organe retenue 30 avance et maintient les rubans en
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contact avec le noyau. La machine continue à fonctionner et l'organe de retenue 31 intervient à la suite de l'organe 30- pour presser les rubans fermement contre le noyau. La roue 11 continue à tourner et applique les rubans 16 et 17 le long de celui-ci. L'organe de retenue 32 vient maintenant occuper sa position active et suit les rubans vers le haut le long de la face verticale interne du noyau 26.
Pour la position des diffé- rents organes montrés sur la fig. 1, l'organe de retenue 29 est indiqué, en traits interrompus, dans une position pour la- quelle les différents organes de retenue sont venus se placer juste avant que l'organe de retenue 30 commence. à fonctionner pour suivre le ruban 17 le long de la face horizontale supérieu- re du bobinage. Pour chaque rotation de la roue 11, les organes de retenue reculent sur une distance correspondant,, à une épais- seur des matières à enrouler sur le bobinage par l'interven- tion des cames 54, 71 et 79 et d'une came pour l'organe de re- tenue 29 et qui n'est pas montrée sur les dessins. L'enroule- ment continue jusqu'à ce que la nombre voulu de couches ait été appliqué sur le noyai 26.
Celui-ci est alors libéré en agissant sur les volants 24 et 25 et on le fait tourner autour de son axe d'un angle correspondant à l'intervalle angulaire à prévoir entre deux enroulements. Les rubans 16 et 17 sont pliés d'une manière convenable de sorte qu'il est possible de procé- der à l'enroulement du bobinage suivant sans (devoir couper les- dits rubans.
REVENDICATIONS.
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