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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.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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PATENT.
"Improvements to etuaux methods of machines for winding coils on an annular core for electric vehicles II.
Mr. KüRSTEINER (Ernst) in kjelsÅas-lez-Oslo (Norway).
The present invention relates to a process and to a machine for the mechanical or standardized manufacture of annular cores for electrical machines and more specifically for dynamos of the type of those described for example in French patent N 797,192 and for which all the Magnetic cores are made by winding an iron tape in such a way that the manufacture of these cores is made possible with the aid of machines.
By the present invention it is possible to obtain, by example, the complete stator including the electric windings for a dynamo of the type in question by a standardized manufacture and by having recourse to two automatic machines. The first of these automatic machines is used
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for winding and for fixing the iron tape, -serving for the constitution of the magnetic core, while the other machine, which is the object of the present invention, serves to wind on said core the electric coils so that all manual work is reduced to a minimum.
By having recourse to the method and the machine according to the present invention, not only is time saved in making use of this machine, but at the same time windings are formed having an accuracy which cannot be achieved by labor. manual and whose technical and physical properties are superior to those obtained so far for dynamos of any type, unless excessive labor and expense are involved.
As indicated in French patent N 797,192, mentioned above, it is a dynamo comprising an electrical winding of the well-known Gramme type, the winding of the conductive material, for example copper, being made pas à pus, ie the copper is wound in several layers to form separate coils housed in slots or grooves in the core.
In general and for the purpose of the present invention, recourse is had to a rewinder similar to those known per se and which serve to wind insulating materials on annular coils for different purposes.
This kind of machine comprises a wheel which can be divided into sections and which, before winding, is introduced into the central opening of the annular part on which the winding is to be done. Then the material intended to cover this part is wound on said wheel so as to be able to use the latter as a reel, after which this wheel is rotated around its axis so that the material intended to cover the part, can be unwound from the reel and rolled up on the part to which it is to be applied.
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The forming of a machine of this kind and the use of this machine for the purpose envisaged for the invention, however, raises a number of technical problems and the present invention therefore includes the method which has been chosen to solve these problems. and the technical means which have been deemed necessary to allow the implementation of this manufacturing process.
An object of the present invention therefore consists of a method for carrying out the work indicated above, this method comprising a first operation by which the material is wound up, used for the constitution of the electric windings and for example of the bands or wires. of copper, and the insulating material, for example paper, on said reel-forming wheel, and that in sufficient quantities to allow the winding of a certain number of coils, preferably all the coils, on the core in question.
These materials thus wound are then applied in successive layers on said core by rotating the wheel around its axis, while the core is caused to rotate step by step around its axis and over a distance corresponding to the axis. interval separating two coils, when a certain number of layers of conductive and insulating materials have been applied to said core.
Another object of the present invention is to solve the problem of being able to wind on the wheel forming a reel the relatively rigid conductive material, for example a ribbon or a copper strip of rectangular section, and the thin insulating material which breaks easily, for example very thin paper. According to the present invention, the desired result is obtained by winding the conductive material, for example copper, and the insulating material, for example paper, in the form of separate coils on the reel by debiting these materials from it. here by openings
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separated formed in the internal face thereof.
One of the greatest difficulties, encountered with the: neth of indicated above, is to obtain a uniform tension for the conductive material to be wound on the core, in particular for the reason that the cross section of the core is rectangular. where the copper is to be wound thereon and, then, for the reason that the necessary dimensions of the wire feeder, relative to the diameter of the core, should be such that the cross section of the core, at the where it is to be covered by the winding, is at a fairly large distance next to it. from the center of the wire feeder.
For this reason, the distance between the point on the core, where the conductive material to be wound up is in contact with the core, and the point where the conductive material as well as the paper tape is fed by the unwinder varies in a manner. much greater than the speed with which the materials are wound on the core. As a result, the part of the materials which have been debited by the reel and which relay the latter to the coil formed during the rotation of the reel, is not kept under tension during the complete rotation of the latter but for a period of time. at least part of a complete turn of the reel, these materials are not stretched and even form a loop.
An object of the present invention is to avoid the difficulty which results from this effect produced by the conductive and insulating materials supplied by the reel to the winding being formed and, according to the invention, this is obtained by causing the machine to include mechanically driven retaining members which are maintained in contact with the material wound on the core and which follow this material during the rotation of the reel, so that it is well maintained in contact with the core or with the core. layer of material previously rolled up thereon.
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These retaining members or means can be formed in different ways as well as the motor mechanism which drives them.
According to a preferred embodiment of the present invention, four separate retaining members are used corresponding respectively to the four sides of the rectangular cross section of the core, each of these retaining members being such that, under the effect of a force mechanically, it can press the conductive material against the core and can follow this material after it occupies a suitable position on the core or on the layer previously wound up and formed by the conductive material and the insulating tape.
It is preferable to constitute these organs in such a way that an organ cannot cease its action on the material to be wound on the core before the organ immediately following begins to work. The winding therefore does not depend on the tension of the material which is between the core to be coated and the point of the reel which delivers the material but it depends, at all times, on the pressure that the retaining member exerts on it while this organ moves along said material.
According to the invention, it is preferred to arrange these retaining members so that, for each rotation of the reel, they move away from the center of the core to be coated - for example by means of cams or any other suitable mechanism - d 'a distance corresponding exactly to the thickness of a layer of conductive material and of a layer of insulating material.
The invention also consists in having recourse to means such that these retaining members, during the triode during which they are not working, are separated from the plane in which the material moves, supplied by the unwinder to the winding during the operation. winding. These organs are therefore arranged
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so that, after having completed a useful operation, they move back in relation to said plane so as not to impede the passage of the conductive material and the insulating material so that a new layer is applied to the core.
The invention further consists in producing a reel suitable for receiving conductive material and insulating material, the wheel used as reel comprising separate peripheral grooves in which sufficient quantities of these materials can be provided. e housed.
On the bottom of these grooves, according to the invention, it is possible to establish rollers on which the materials can roll freely relative to the reel as if it were a reel engaged on these rollers.
The accompanying drawings show, schematically and by way of example, one embodiment of the invention.
Fig. 1 shows, in perspective, the essential elements of a machine established in accordance with the invention, some of the drives or other obvious elements not having been indicated for the sake of clarity.
Fig. 2 shows, in perspective and on a larger scale, one of the retaining members.
Fig. 3 shows, in partial section, part of the wheel forming a reel.
In fig. 1 is designated by 1 the frame of the machine, this frame comprising two uprights 2 and 3 interconnected, at their upper part, by cross members 4 and 5. The frame 1 further comprises a central table 6 on which various parts of the machine are mounted separately. The frame carries several rollers 7, 8, 9, 10 and 10a, shown on pivots and supporting a wheel 11 forming a reel and which, as known, can be separated into two parts, for example along lines 12 and 13. Bans this wheel are provided with peri-grooves. phericals 14 and 15 (fig. 3) in which we place ma-
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insulating material 16, for example paper, and electrically conductive material 17, for example rectangular copper tape or tape.
In the reel 11 are also provided openings 20 and 21 through which the copper and paper strips can be respectively debited.
On the left part of fig. 1 we have shown jaws 22 and 23 which can be brought together vertically using the handwheels 24 and 25. These jaws are used to clamp the part 26 forming part of the complete core of a dynamo of the kind referred to in the patent above indicated. The two jaws are mounted in a removable manner on the upright 2. In the drawing the core of the dynamo is shown in the form of a ring, partly torn off, so that the constitution can be easily understood. of the machine according to the invention.
The core is obtained by winding an iron strip or ribbon 27 (fig. 2) and it has radial grooves or slots 28 in which it is desired to wind the coils of a conductive material and which are intended to form the winding. electric stator of a dynamo, for example.,
The copper tape 17 and the paper tape 16 are fed respectively through the openings 24 and 21 of the reel 11 and they are brought to the core 26, as visible in fig.l diametrically with respect to the wheel 11.
For the sake of clarity, the middle part of these tapes is not shown in f ig. At the location of the core 26 where the copper and paper tapes are to be wound, several retaining members 29, 30, 31 and 32 (fig. 2) have been established which are arranged in such a way that they can, under the control of cams, slides, jaws and springs or the like, follow the tapes during winding, push them back and hold in place until the next retainer begins its work. The retainer which has finished its work is then removed from the box.
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hoeing in formation by returning to its initial position and moving away from the winding plane to be ready for the next operation.
The drawing has not shown all the control members to be provided for the necessary movements of these retaining members.
As regards the retaining member 30, the elements necessary for its sliding have been shown, but only :: slow one of the control members by which it is separated from the winding over a distance corresponding to the thickness of a layer of conductive material and a layer of insulating material.
As regards the retaining member 31, all the control members necessary for its sliding, etc., have been shown and these members have been shown on a larger scale in FIG. 2 so that the movements of this retaining member can be easily studied and understood.
As regards the retaining member 32, we have shown the members by which the sliding and the movement towards the front and rear are obtained in the rolling plane as well as the members by which it is spaced from the winding on a distance corresponding to the thickness of a layer of conductive material and of a layer of insulating material.
The machine can be controlled by a pulley 33, a shaft 34 and a gear 35, the latter being in engagement with the wheel 11. From this shaft 34 the driving force can be transmitted, by toothed wheels and gears not my - very in the drawing, to shafts 36, 37 and 38. The location, construction and arrangement of these gears do not present any difficulty and, for this reason, they have not been shown in the drawings so as not to not to complicate these.
By referring to the restraint bodies and their
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corresponding control mechanism, the retaining member 30 is mounted on a sliding element 40, capable of sliding vertically with respect to the winding 42 during winding, in a block 41, fixed to a grout element , being 43 or forming part thereof, said element 43 being shown in broken lines and being able to slide in a block 47 forming part of the frame of the machine or being rigidly fixed thereto. The sliding element 46 allows the movement of the aforesaid mechanism 30, 40, 41, 43, 45 and 46 in a vertical direction in the plane or parallel to the winding plane of the coil.
A helical spring 48, connected to the cross member 4 of the frame, urges this assembly vertically upwards and a lever 49, articulated at 50 to a part of the frame, tends to hold this assembly in a determined position by being guided by a sliding bar 51 housed in a guide 53 mounted on the frame. The lower end 53 of this bar is in contact with a cam 54 driven in rotation by a shaft 37 and which, at any time, determines the position of the retaining member 30 in a vertical direction with respect to the winding 42 in progress. winding. The retaining member 32 is, in a similar manner, mounted or fixed on a sliding member 55 movable vertically in a block 56 integral with a slide 57 which, under the action of a spring 58 tends to s 'move horizontally away from the winding 42.
The spring 58 is attached to a portion 59 of the frame and an arm 60 mounted on the shaft 39 moves the slide 57 and therefore the retaining member 32 in a horizontal reciprocating motion under it. action of an arm 61 in contact with the cam 62 wedged on the shaft 38.
The slide 55 is supported vertically by a spout 63 fixed to the sliding element 64 which can slide in a block 65 which is part of the frame of the machine. The slide 55 is biased by a spring 66, also connected to the frame and which tends to move this slide vertically towards the ') airlock. The sliding element 64 is however forced upwards
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by a lever 67 articulated at 68 to the frame and whose free end is biased by a sliding element 69 whose other end 70 rests on a cam 71 corresponding to the cam b4 which serves for the vertical guidance of the retaining member 32 depending on the number of layers of conductive material and of insulating material which, at any one time, are wound on winding 42.
If the explanation given above for the movements of the retaining members 30, 31 and 32 and of their control elements is not sufficient for one to be able to appreciate the operation of these mechanisms, it will be probable - sufficient to study fig. 2 and to refer to the description below to avoid any ambiguity to this effect. On this f ig. 2 all the sliding elements and the control members necessary for the movements of the retaining member 31 have been shown on a larger scale.
The retainer 31 is connected to a conduit 72 which can slide in a plane parallel to the winding plane and which is biased by a spring 74 to the right of the drawing, the right end of the spring 74 being fixed to a block 75 forming part of the frame. The rear end of the slide 72 abuts against a spout 76 fixed to a sliding element 77 sliding horizontally in a block 75 and in a plane parallel to the winding plane. The element 77 carries a projection 78 in contact with a cam 79 wedged on the shaft 37. The latter rotates at a speed such that for each rotation of the wheel 11 the projection of the wheel 78 passes from a notch of the cam. 79 to the next.
For each revolution of the wheel 11, the retaining member 31 therefore moves horizontally away from the winding 42 according to the depth of a notch which corresponds exactly to the thickness of a layer of conductive material and of a layer of insulating material. The left end of member 31 is therefore always located exactly in the. same plane as the outer edge of the layers of material applied to the coil 2.
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The block 73, on which the element 72 slides horizontally, is fixed to a slide 80 which, by means of a spring 81 fixed to the cross member 4 of the frame, solicits this slide vertically upwards in a plane. parallel to the winding plane of the winding.
The slide 80 is guided in a block 91 and its upper end has an opening 82 in which is engaged one end 83 of an arm 84 articulated at 85 to the frame of the machine. The other end of this arm 84 is in contact with a cam 90 fixed on the shaft 36, the speed of which corresponds to that of the wheel 11. The cam 90 has a shape such that the part 83 of the arm 84, the slide 80, the block 73 and the sliding element 72 tend to force the retaining member
31 downward in contact with the tape 17 while the latter is wound on the winding 42. The block 91 is fixed to a slide 86 which slides horizontally and pe rpendicularly to the winding plane in a block 87 forming part of the built.
The rear end of the slide 86 carries an arm 88 resting on a cam, 89. It further comprises a tangent spring (not shown) which tends to keep the arm 88 in contact with the cam 89. The cam 89 is wedged on the shaft 36 rotating at the same speed as the wheel 11 and it is used immediately. after the cam 90 has moved the retainer down along the tape 17 - and after the next retainer 32 has started its work which holds the tape for subsequent winding, to be done move the retaining member 31 back so as to move it away from the winding plane and not to obstruct the passage of the tapes 16 and 17 for the next layer of the winding.
The machine, as described, operates as follows. The insulating tape 16 and the conductive tape 17 are unwound from the reel 11 towards the groove or slot in the core 26 which can be provided with a winding. The machine is on. running and the advance retainer 30 holds the tapes and the retainer 30 advances and holds the ribbons in motion.
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contact with the core. The machine continues to operate and the retainer 31 intervenes after the member 30- to press the tapes firmly against the core. The wheel 11 continues to rotate and applies the tapes 16 and 17 along it. The retaining member 32 now comes to occupy its active position and follows the ribbons upwards along the internal vertical face of the core 26.
For the position of the various members shown in fig. 1, the retainer 29 is indicated, in broken lines, in a position in which the various retainers have come to be placed just before the retainer 30 begins. to operate to follow the tape 17 along the upper horizontal face of the coil. For each rotation of the wheel 11, the retaining members move back a distance corresponding to a thickness of the material to be wound on the winding by the intervention of the cams 54, 71 and 79 and of a cam for the retaining member 29 and which is not shown in the drawings. Winding continues until the desired number of coats have been applied to core 26.
This is then released by acting on the flywheels 24 and 25 and it is rotated around its axis by an angle corresponding to the angular interval to be provided between two windings. The tapes 16 and 17 are folded in a suitable manner so that it is possible to wind up the next winding without having to cut said tapes.
CLAIMS.
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