Machine <B>pour le</B> bobinage d'un <B>solénoïde</B> La présente invention a pour objet une ma chine pour le bobinage d'un solénoïde avec un fil métallique qui est destinée à être utilisée notamment pour le bobinage de solénoïdes to- roïdaux sur des noyaux de forme annulaire, et a essentiellement pour but de permettre un bo binage plus rapide qu'il n'est possible de le faire avec les machines à bobiner de type connu.
La machine à bobiner selon l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comprend un organe enrouleur susceptible de tourner autour du noyau sur lequel le solénoïde est destiné à être bobiné dans un plan perpendiculaire à celui du noyau et une navette montée de fa çon à pouvoir tourner autour de l'organe en rouleur et destinée à contenir une réserve de fil métallique qui est enroulée sur la navette au cours de la phase initiale de l'opération de bobinage du solénoïde, le fil pour le bobinage de ce dernier étant retiré de la partie inté rieure de la navette.
De cette manière la navette est chargée au cours de l'opération de bobinage assurant ainsi une économie de temps par rapport à des machines dans lesquelles une navette doit être entièrement chargée avant que le bobinage du solénoïde ne soit entrepris. Mieux encore, la navette n'a pas besoin de contenir tout le fil nécessaire pour le bobinage d'un solénoïde, et pour cette raison, elle n'a pas besoin: d'être aussi grande qu'une navette qui doit être entiè rement chargée avant que l'opération de bobi nage soit entreprise.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem-- ple, une forme d'exécution de l'objet de la pré sente invention.
La fig. 1 représente les parties essentielles d'une machine pour le bobinage d'un solénoïde, vues en élévation latérale.
La fig. 2 en est une vue en élévation de face, avec coupe partielle.
La fig. 3 est une coupe d'une partie de l'or gane enrouleur et de la navette à plus grande échelle.
La fig. 4 est une vue de côté à plus grande échelle d'une partie de l'organe enrouleur et de la navette, montrant les secteurs amovibles.
La fig. 5 représente des détails du disposi tif de verrouillage des secteurs amovibles.
Les fig. 1 et 2 représentent une machine pour le bobinage d'un solénoïde dans laquelle un organe enrouleur 1 ayant la forme d'un an neau métallique est monté entre trois poulies de guidage 2 de diamètres approximative ment égaux et montées sur des arbres 3 logés de façon convenable dans une plaque de sup port 4 fixée perpendiculairement à un socle en fonte 5. L'anneau 1 est entraîné par une cour roie sans fin 6 enveloppant approximativement les deux tiers de sa périphérie à partir d'une poulie 7 montée sur un moteur 8.
Un noyau d'aimant 9 sur lequel l'enroulement doit être effectué est monté sur trois rouleaux 10, 10a et 11 à axe vertical, les rouleaux 10 et 10a étant entraînés en rotation autour de leur axe par l'intermédiaire de languettes de guidage 30 que présentent des arbres 29 reliés au moteur 8 par des engrenages hélicoïdaux 12-13, un arbre 14, des engrenages coniques 15, un arbre 16, une roue à friction 17, un disque à friction 18, un arbre 19, une poulie 20, une courroie 21 et une poulie 22. Les deux rou leaux 10 et 10a tournent tous deux dans le même sens et font tourner le noyau 9 dans une direction et à une vitesse correspondant au pas du bobinage à effectuer sur le noyau.
Le rouleau 11 tourne fou et est fixé à une co lonne 23 coulissant dans un boîtier 24 sous l'influence d'un ressort 25 qui presse l'anneau 9 contre les rouleaux 10 et 10a de manière à assurer son entraînement par ces derniers. Le noyau est réglé en hauteur au moyen d'écrous moletés 26 et maintenu en place au cours du bobinage au moyen d'écrous moletés 27 et d'écrous de blocage 28. Les rouleaux 10 et 10a et les écrous 26 et 27 leur servant de sup port sont recouverts de caoutchouc ou de maté riau similaire afin d'éviter tout dérapage au cours de l'entraînement et d'éviter également d'endommager le bobinage effectué sur le noyau 9.
Etant donné que le noyau doit être entouré par l'organe enrouleur 1 et les pièces qui y sont fixées, un secteur amovible 65 est prévu dans ce dernier pour permettre l'introduction du noyau pour le bobinage et son extraction après que le bobinage a été effectué. C'est pour cette raison que la courroie motrice 6 n'enve loppe qu'une partie de la périphérie de l'organe enrouleur 1 et n'entoure pas la partie de ce der nier passant à travers le noyau annulaire 9.
Le dispositif d'entraînement de l'organe enrouleur tel que représenté est bien connu ; cet organe pourrait tout aussi bien être entraîné par des engrenages ou des dispositifs à friction, soit de l'intérieur, soit de l'extérieur.
L'organe enrouleur 1 est muni d'une série de tourillons 32 également espacés, disposés en cercle concentriquement- à l'organe enrouleur et boulonnés à -ce dernier, chacun d'eux étant muni d'un manchon ou rouleau 33 du type autolubrifiant et d'un écrou d'appui 39 ou 39a. Une navette comprenant deux éléments 34 et 35 présentant une surface périphérique externe inclinée formant un espace en forme de V pour le fil métallique et un espace annulaire 36 en tre eux, est montée de façon rotative sur les rouleaux 33 fixés à l'organe enrouleur 1 et limitée dans ses mouvements latéraux par des écrous d'appui 39 représentés sur trois des tourillons 32 à la fig. 1. Ces derniers sont pré vus en trois points équidistants.
Les écrous circulaires 39 sont plus grands que le diamè tre extérieur des rouleaux tandis que les écrous 39a sont plus petits et sont fixés sur les au tres tourillons 32.
L'espace annulaire 36 compris entre les éléments 34 et 35 de la navette dont la lar geur doit être égale à un peu moins du double du diamètre du fil métallique utilisé, doit être réglé et un dispositif pour effectuer ce réglage est décrit ci-dessous.
Au début de l'opération de bobinage du noyau 9, l'extrémité libre du fil métallique pro venant d'un tambour d'alimentation 37 passe sur une poulie de guidage 38 et est enroulée une fois autour de la partie rainurée de la na vette, c'est-à-dire entre les éléments 34 et 35 de cette dernière et repose sur les rouleaux 33, comme représenté à la fig. 4 ; elle est ensuite enfilée dans l'espace annulaire 36 compris en tre les éléments 34 et 35 de la navette par dessus un dispositif tendeur 40 boulonné sur le bord de l'organe enrouleur 1, décrit plus en détail ci-dessous ; et est ensuite fixée au noyau 9 de façon connue.
Le mécanisme d'entraîne ment est actionné par un moteur 8 et l'organe enrouleur 1 tourne en direction de la flèche (fig. 4) avec ses tourillons et rouleaux 32 et 33 sur lesquels les éléments de la navette sont montés. Le dispositif tendeur 40 sert de guide au fil métallique et l'entraîne autour du noyau 9 tandis que l'organe enrouleur 1 tourne, la tension d'enroulement étant réglable de façon à réaliser les conditions requises pour l'enroule ment et à s'adapter aux dimensions du con ducteur. Au début du bobinage, la navette tourne sur les rouleaux 33 lui servant de sup port et du fil est dévidé du tambour d'alimen tation 37.
Lorsque l'organe enrouleur 1 a ef fectué un tour complet, une spire de fil a été enroulée sur le noyau 9 et en même temps une quantité de fil correspondant à un tour com plet de la navette a été enroulée sur la na vette 34-35 ; au cours de cette opération, le tambour d'alimentation 37 a débité une lon gueur de fil correspondant à celle de la lon gueur moyenne d'une spire sur le noyau 9 plus celle de la circonférence moyenne de la na vette 34, 35. Chaque révolution subséquente de l'organe enrouleur 1 ajoute une spire au noyau et une spire à la navette.
Si, par exem ple, le rapport entre la longueur moyenne d'une spire sur le noyau et la circonférence moyenne de la navette est de 1 : 2, lorsque le tiers 'des spires a *été bobiné sur le noyau et un nombre égal a été enroulé sur la navette, on voit que l'on dispose alors d'une réserve de fil suffi sante sur la navette pour déposer les autres deux tiers de fil sur le noyau 9 sans avoir à faire appel à une alimentation supplémentaire en fil à partir du tambour 37.
L'alimentation en fil à partir de ce tambour est alors inter rompue à ce moment-là et l'extrémité libre du fil sur la navette est fixée à cette dernière par introduction dans un orifice 41 pratiqué dans le rebord de l'élément de navette 35 près de son bord et l'opération de bobinage continue alors jusqu'à épuisement de la réserve de fil constituée sur la navette avec dépôt du nombre correct de spires de fil métallique sur le noyau 9.
On n'a donc pas besoin d'effectuer un char gement préalable de la navette, ni de mesurer avant le bobinage la longueur de fil nécessaire. La machine effectue le bobinage et charge si multanément la navette, âlors que dans la plu part des machines existantes le bobinage doit être interrompu lorsque l'on charge la navette. De plus, étant donné que le chargement de la navette s'effectue en même temps que le bobi= nage, une quantité importante de fil retiré du tambour d'alimentation est bobinée directement sur le noyau et n'a pas besoin d'être emmaga sinée par la navette ; ainsi dans l'exemple cité, la quantité de fil à charger sur la navette ne dépasse jamais les deux tiers de celle qui est requise pour le bobinage complet de l'aimant.
Lorsqu'on utilise des machines connues pour le bobinage de solénoïdes toroïdaux com prenant des navettes préalablement chargées, l'alimentation en fil est interrompue lorsqu'une longueur donnée de fil est emmagasinée et le fil pour le bobinage est prélevé de l'extérieur, c'est-à-dire que les dernières spires emmaga sinées sur la navette sont prélevées les premiè res jusqu'à ce qu'elle soit complètement dévi dée.
Dans la machine décrite la navette est chargée et déchargée simultanément étant don né que le fil est enroulé sur les couches exté rieures, tandis que le fil provenant des cou ches intérieures est utilisé pour le bobinage du noyau ; c'est là la raison pour laquelle les élé ments de la navette ont une forme inaccou tumée avec les faces inclinées qui sont prévues pour permettre le stockage des différentes cou ches de spires sur la navette et permettre l'alimentation en fil dans une position de dé bit centrale tandis que la navette tourne en facilitant le passage du fil par la fente 36 entre les éléments de navette 34 et 35.
Tandis que le bobinage s'effectue, le noyau 9 de l'aimant est entraîné à une vitesse uni forme par les rouleaux 10 et 10a actionnés par le moteur 8 de la façon décrite ci-dessus, la vitesse de rotation étant réglable de façon à permettre un bobinage serré ou espacé par dé placement de l'étrier 44 qui peut être fixé au moyen d'une vis 42 dans une fente 43 du so cle 5. Dans la position représentée le dispositif d'entraînement à friction est réglé de façon à assurer une vitesse de rotation maxima du noyau 9, par exemple, en avant. Lorsque l'étrier 42 est réglé de façon que la roue à friction 17 soit disposée plus près du centre du disque de friction 18, la vitesse de rotation du noyau diminue.
Si l'étrier 44 est déplacé plus bas dans la fente 43 de sorte que la roue 17 est en contact avec le disque de friction 18 de l'autre côté de son axe, la rotation du noyau 9 s'effectuera en direction inverse.
Afin de permettre le bobinage de noyaux d'aimant de grand diamètre, l'écartement des rouleaux 10 et 10a peut être augmenté par fixation d'une manivelle sur une tête carrée 45 de l'arbre 46 qui présente des filetages en sens opposés sur lesquels sont montés des tenons taraudés 47 et 48 solidaires de cadres de sup port 49 et 50 respectivement, dans lesquels sont logés les engrenages hélicoïdaux 12 et 13 qui sont solidaires des arbres 29 qui supportent les rouleaux 10 et<I>10a</I> qui font tourner le noyau 9 au cours du bobinage. Les cadres de support 49 et 50 sont montés de façon coulis sante dans des fentes pratiquées dans la partie supérieure du socle 5 de la machine.
L'arbre d'entraînement 14 présente une mortaise sur toute sa longueur et les vis sans fin 12 sont munies de clavettes coulissantes permettant aux rouleaux d'être entraînés aussi bien dans le cas où ils sont écartés que rapprochés. Le rouleau fou 11, dont le rôle est de maintenir le noyau 9 en contact avec les rouleaux d'en traînement 10 et 10a, peut être déplacé pour loger de plus grands noyaux après relâche ment d'un écrou à ailettes 51 ;
il coulisse alors vers l'extérieur du boîtier 24 dans la fente pra tiquée dans la face supérieure du socle 5, dans laquelle il est monté de façon à pouvoir coulis ser, le boîtier 24 étant rebloqué en position adéquate de façon à fournir une tension ini tiale suffisante au ressort 25 afin de permettre au rouleau 11 de maintenir le noyau 9 au con tact des rouleaux d'entraînement 10 et 10a.
Afin de pouvoir charger et décharger la machine, c'est-à-dire introduire et retirer le noyau 9, la poulie d'entraînement 2 située à l'extrémité supérieure de la machine est relâ chée au moyen d'un écrou à ailettes 52 et dé placée vers le haut dans une fente 53, de façon que la courroie d'entraînement 6 ne soit plus au contact de l'organe enrouleur 1 et permette d'accéder aux secteurs amovibles de l'organe enrouleur et de la navette qui lui est associée. La fig. 3 représente une coupe à plus grande échelle de l'organe enrouleur 1 et de la navette 34 et 35. L'une des poulies 2 ser vant de support est représentée avec son rou lement à billes axial et son arbre 3 ainsi que la courroie d'entraînement 6.
Les tourillons 32 sont fixés à l'organe enrouleur et portent les rouleaux 33. Le grand écrou circulaire, qui est monté sur trois des tourillons, est représen té en 39, son diamètre étant supérieur à ce lui des rouleaux 33, tandis que les écrous de fixation des autres rouleaux sont représentés en 39a et ont un diamètre inférieur à celui des rouleaux. Chacun des tourillons 32 est muni d'un épaulement à son extrémité intérieure où il est boulonné à l'organe enrouleur 1, trois de ces épaulements présentant un diamètre plus grand que celui des rouleaux et servant d'élé ment d'arrêt pour le bord intérieur 34 de la navette de façon à limiter ses déplacements latéraux.
L'espace annulaire 36 entre les éléments 34 et 35 de la navette, par lequel le fil passe pour s'enrouler sur le noyau, doit normalement présenter un diamètre légèrement inférieur au double de celui du fil employé pour le bobi nage, et un dispositif de réglage dans ce but est représenté à la fig. 3 ;
il comprend une poulie de guidage 54 montée de façon rotative sur une colonne non rotative 55 montée de fa çon coulissante dans un coussinet 56 inséré dans le bord intérieur de l'organe enrouleur 1 dans une position telle, que la poulie de gui dage, qui appuie sur la face externe de l'élé ment de navette 34, est maintenue en position saillante par un ressort 57 tendant à réduire la largeur de la fente 36 entre les deux élé ments de navette 34 et 35 et est retenue par un écrou de réglage 58 au moyen d'un dispositif de verrouillage non représenté. La poulie de guidage 54 est représentée sous forme. d'un roulement à billes dont l'anneau extérieur est au contact de l'élément de navette 34 et la lar geur de la fente est augmentée ou diminuée par serrage ou desserrage de l'écrou moleté 58.
Deux ou plusieurs de ces dispositifs peuvent être prévus en des points équidistants autour de l'organe enrouleur 1. Ce dispositif pourrait être remplacé par d'autres dispositifs destinés en outre à éviter le coincement des conducteurs des couches intérieures du fil emmagasiné, de façon que si le conducteur se trouve bloqué par un conducteur adjacent, il puisse se libérer. Ce dispositif est surtout avantageux lorsque l'on bobine des fils de faible diamètre et pourrait être supprimé lorsqu'on a affaire à des con ducteurs plus gros.
Le dispositif tendeur 40 comprend un tou rillon 60 vissé au bord de l'organe enrouleur 1 et est muni de deux rondelles évasées 61 mon tées sur un prolongement de diamètre. réduit du tourillon 60 et maintenues ensemble sous l'action d'un ressort 62 retenu de façon ré glable par un écrou 63. Le fil, après avoir passé par la fente 36 entre les deux éléments de navette et par-dessus le rouleau 33 le plus proche, passe sur le tourillon 60 entre les deux rondelles 61 du dispositif tendeur 40 comme représenté, puis sur le noyau 9 à bobiner (fig. 1) auquel il est fixé en un point situé dans le plan de l'organe enrouleur 1, représenté par le centre de l'espace annulaire 36 entre les deux éléments de la navette (voir fig. 2).
La fig. 4 représente le trajet d'introduction du conducteur lorsque le bobinage s'effectue dans la direction représentée par la flèche. Le bobinage peut être tout aussi bien réalisé dans la direction opposée, si on le désire, et dans ce cas, le fil pénètre dans la navette dans le sens des aiguilles d'une montre au lieu d'y pé nétrer en sens contraire ; il passe sur le dispo sitif tendeur 40 à partir du rouleau 33 situé au-dessus de lui au lieu d'y passer à partir du rouleau situé au-dessous de lui, comme repré senté. Des détails des secteurs amovibles sont également représentés. L'un de ces secteurs appartient à l'organe enrouleur et les deux autres aux deux éléments de navette, ces trois secteurs devant être retirés et remis en place lors de l'introduction et du retrait du noyau.
Ces secteurs peuvent être retirés et réassemblés rapidement sans que l'on ait à dévisser quoi que ce soit ou à utiliser des outils.
Pour ouvrir l'organe enrouleur et la navette dans le but d'insérer un noyau 9, l'organe en- rouleur 1 est rendu accessible par desserrage de la vis à ailettes 52 représentée à la fig. 2, ce qui libère l'arbre 3 de la poulie supérieure 2 que l'on déplace vers le haut dans la fente 53 de la plaque de support 4, de sorte que la courroie d'entraînement 6 et la poulie sont dégagées de l'organe enrouleur 1 ;
on libère ensuite des dispositifs de verrouillage 64 (fig. 5) situés sur le bord extérieur de l'élément en rouleur 1 en les faisant tourner en direction de la flèche, ce qui permet l'enlèvement du sec teur 65 de l'organe 1 en direction de la flèche représentée à la fig. 3 avec les rouleaux et le dispositif tendeur qui y sont fixés. Ensuite les secteurs 66 et 67 des éléments de navette 34 et 35 peuvent être tirés vers le centre en di rection de la flèche représentée à la fig. 4. Les secteurs 66 et 67 sont maintenus en place au moyen de clavettes en forme de croissant 68 fixées aux extrémités de chaque secteur par des vis sans tête 69.
On voit que les secteurs 66 et 67 étant taillés de façon à former un coin peuvent seulement être retirés en direc tion de la flèche de la fig. 4, et seulement lors que les rouleaux qui leur servent de support ont été retirés en même temps que le secteur 65 de l'organe enrouleur 1.
Le noyau 9 peut alors être retiré ou insé ré selon le cas et l'assemblage du dispositif réalisé en sens inverse de celui qui a été exposé, c'est-à-dire que le secteur 67 est glissé horizon talement avec ses clavettes 68 en face des fen tes correspondantes de l'anneau 34 et est en suite déplacé vers le haut en direction opposée à celle de la flèche représentée à la fig. 4.
Le secteur 66 est ensuite monté de façon similaire et finalement le secteur 65 est inséré horizon talement dans l'organe enrouleur 1 en direction opposée à celle représentée par la flèche à la fig. 3 ; les dispositifs de verrouillage .64 sont ramenés dans la position représentée au dessin, après quoi la poulie 2 avec sa courroie d'en- trainement 6 est ramenée à sa position repré sentée au dessin et maintenue en place par ser rage de l'écrou à ailettes 52.
Le secteur 65 est maintenu en place par coulissement horizontal dans sa position sur des tourillons munis d'un épaulement 70, le dispositif de verrouillage 64 servant d'épaule ment sur le côté extérieur qui est situé dans un même plan. Les tourillons sont disposés sur l'élément enrouleur 1 en une position telle que l'écartement de leurs centres soit plus grand que la longueur du secteur en ce point, de sorte que plus de la moitié de ces touril lons se trouve dans l'élément enrouleur 1 et moins de la moitié dans le secteur amovible 65.