CH690474A5 - Dispositif de bobinage pour former une bobine électrique sur un circuit magnétique à entrefer. - Google Patents

Description

  
 



  La présente invention concerne un dispositif de bobinage pour former une bobine électrique essentiellement cylindrique sur une branche sensiblement rectiligne d'un circuit magnétique présentant un entrefer de très faible ouverture par rapport à la longueur du circuit, cet entrefer étant essentiellement parallèle à ladite branche. 



  L'invention concerne également un dispositif de bobinage pour former une bobine électrique sur un circuit magnétique de forme essentiellement toroïdale, présentant un entrefer de très faible ouverture par rapport à la longueur du circuit. 



  Les procédés de bobinage utilisés jusqu'à présent pour former des bobines sur des circuits magnétiques fermés ou présentant un entrefer de très faible ouverture, nécessitent l'utilisation de supports de fil auxiliaires sous forme, par exemple, d'un anneau fendu, ou s'appliquent uniquement à des circuits magnétiques feuilletés permettant une déformation temporaire du circuit pour y disposer des bobines préfabriquées. La complexité de ces procédés connus et les limites de leur application occasionnent des coûts élevés, soit directement, soit indirectement, par l'utilisation de solutions alternatives. 



  L'invention vise à fournir un dispositif de bobinage permettant de réaliser des bobines directement sur un circuit magnétique du type susmentionné d'une manière extrêmement économique et applicable à une fabrication en grandes séries. Le circuit magnétique doit notamment pouvoir être formé à partir d'une tige ou d'un fil magnétiques, ce qui intervient également favorablement dans le prix de revient du produit. 



  A cet effet, dans le cas où la bobine est à former sur une branche sensiblement rectiligne du circuit, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte au moins un guide-fil rigide comprenant une partie d'entrée et une partie de sortie du fil ainsi qu'une partie intermédiaire allongée, disposée parallèlement à l'axe de la bobine à une distance égale à la distance de l'entrefer par rapport à cet axe, cette partie intermédiaire ayant, en section longitudinale, sur une longueur au moins égale à celle de la bobine, une hauteur inférieure à l'ouverture de l'entrefer, de manière à permettre le passage de cette partie intermédiaire dans l'entrefer dans le sens longitudinal et dans le sens transversal, et en ce qu'il comporte un dispositif de support dudit guide-fil et un dispositif de support du circuit magnétique,

   agencés de façon à faire effectuer au guide-fil et au circuit magnétique, l'un par rapport à l'autre, un mouvement de rotation autour de l'axe de la bobine et un mouvement de va-et-vient dans le sens axial de la bobine. 



  Dans le cas où la bobine est à former sur un circuit magnétique de forme essentiellement toroïdale, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte au moins un guide-fil rigide comprenant une partie d'entrée et une partie de sortie du fil ainsi qu'une partie intermédiaire allongée ayant, en section transversale, une hauteur telle que cette partie intermédiaire puisse tourner, en passant dans l'entrefer dans le plan du circuit magnétique, d'un angle au moins égal à l'angle à couvrir par la bobine sur le circuit toroïdal, et en ce qu'il comporte un dispositif de support dudit guide-fil et un dispositif de support du circuit magnétique agencés de façon à faire effectuer au guide-fil et au circuit magnétique, l'un par rapport à l'autre, un mouvement de rotation autour de l'axe instantané de la bobine, ainsi qu'un mouvement de pivotement,

   dans le plan du circuit magnétique, autour de l'entrefer, et un mouvement alternatif de translation dans le sens de la longueur de la partie intermédiaire du guide-fil. 



  Les revendications 2 à 5 et 7 décrivent des formes de réalisation préférentielles d'un dispositif selon la présente invention. 



  D'autres caractéristiques, objectifs et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après de différentes formes de réalisation indiquées à titre d'exemples et illustrées dans le dessin annexé, dans lequel: 
 
   la fig. 1 est une vue latérale des éléments essentiels du dispositif selon l'invention; 
   la fig. 2 est une coupe selon la ligne II-II de la fig. 1; 
   la fig. 3 est une vue de dessus, partiellement en coupe, selon la ligne III-III de la fig. 1; 
   les fig. 4 et 5 sont des vues en coupe, similaires à celles de la fig. 2, montrant des alternatives de réalisation d'un guide-fil pour le dispositif selon l'invention; 
   les fig. 6 et 7 sont, respectivement, une vue de face et une vue latérale d'une autre forme d'exécution d'un guide-fil pour le dispositif selon l'invention;

   
   les fig. 8, 9 et 10 sont, respectivement, une vue de face, partiellement en coupe, selon la ligne VIII-VIII de la fig. 9, une vue latérale, partiellement en coupe, et une vue de dessus d'une autre forme de réalisation d'un guide-fil pour le dispositif selon l'invention; 
   la fig. 11 est une vue similaire à celle de la fig. 1, montrant un dispositif pour former simultanément deux bobines sur un même circuit magnétique; 
   la fig. 12 est une vue, partiellement en coupe, selon la ligne XII-XII de la fig. 11; et 
   la fig. 13 est une vue schématique illustrant le fonctionnement d'un dispositif selon l'invention pour former une bobine sur un circuit magnétique toroïdal. 
 



  La fig. 1 montre un circuit magnétique 1 comportant un entrefer 2 et une bobine 3 formée sur une branche rectiligne du circuit 1 autour d'un axe désigné par 4. Ce circuit magnétique est fixé, de manière usuelle, sur un dispositif de support non-représenté. Un guide-fil 6 est disposé de façon à passer par l'entrefer 2 à l'état de fonctionnement illustré par la fig. 1. Ce guide-fil est monté sur un dispositif de support 7 qui est agencé de façon à pouvoir être entraîné en rotation lors du bobinage, autour d'un axe aligné avec l'axe 4. 



  Le guide-fil 6 comporte une partie d'entrée du fil 8 à proximité du support 7 et, à son extrémité libre, une partie de sortie du fil 9 guidant le fil représenté par 10 pour l'amener perpendiculairement à l'axe 4 de la bobine à former, 3. Entre ces deux parties d'extrémité, le guide-fil 6 comporte une partie intermédiaire 11 dont la longueur est supérieure à la longueur de la bobine 3 et le long de laquelle le fil est guidé entre les parties 8 et 9. La fig. 1 montre encore une canette 12 pour l'alimentation du dispositif en fil relativement épais, cette canette étant montée sur le support 7 de façon à pouvoir tourner autour d'un axe aligné avec l'axe 4 dans l'état de fonctionnement représenté.

   Dans le cas où le fil de bobinage est relativement fin, l'alimentation du guide-fil 6 peut être réalisée à partir d'une réserve de fil indépendante, le fil étant de préférence guidé pour passer dans l'axe de rotation, en l'occurrence l'axe 4. 



  La fig. 2 montre la forme du guide-fil 6 dans sa partie intermédiaire 11 qui est délimitée par deux arcs de cercle concentriques dont le centre commun se situe sur l'axe 4. Dans la forme de réalisation représentée à la fig. 2, le fil 10 passe dans une rainure ouverte entre les parties 8 et 9 du guide-fil. 



  La fig. 3 montre en particulier le guide-fil 6 en vue de dessus, les différentes parties étant désignées par les mêmes chiffres de référence que dans la fig. 1. 



  Comme le montrent les fig. 1 à 3, le guide-fil 6 présente, dans sa partie intermédiaire passant par l'entrefer 2, une très faible hauteur, sa rigidité étant assurée par sa forme générale constituant un secteur cylindrique et la forme de sa partie d'extrémité libre 9. 



  Les supports du circuit magnétique 1 et du guide-fil 6 sont agencés pour faire effectuer au circuit magnétique et au guide-fil deux mouvements relatifs simultanés, à savoir, un mouvement de rotation autour de l'axe 4, et un mouvement de translation dans le sens longitudinal du guide-fil, sur la longueur de la bobine 3. 



  Pour amener le guide-fil 6 dans la position de travail avant le bobinage, on déplace le guide-fil et le circuit magnétique l'un par rapport à l'autre dans le sens de l'axe de la bobine, alors que le guide-fil est placé dans une position angulaire dans laquelle il se trouve entièrement à l'extérieur de l'entrefer. 



  Dans les formes d'exécution du guide-fil illustrées dans les fig. 4 et 5, la partie intermédiaire comporte, respectivement, un canal pour le guidage du fil, ou une partie ouverte aux extrémités de laquelle le fil est guidé à travers un canal similaire à celui de la fig. 4. 



  La fig. 6 montre, de façon similaire, un guidage du fil dans une rainure au bord de la partie intermédiaire du guide-fil, alors que la fig. 7 représente une partie d'un tel guide-fil 6 min , en vue latérale. 



  Les fig. 8, 9 et 10 concernent une forme de réalisation d'un guide-fil permettant le bobinage sur un circuit ayant un entrefer d'ouverture minimale. Comme le montre en particulier la fig. 8, la partie intermédiaire 11 min  peut, dans cette réalisation, avoir une épaisseur sensiblement égale à celle du fil 10, ce dernier passant  dans une ouverture 11 sec  tout au long de la partie intermédiaire 11 min . Le fil 10 est guidé en amont et en aval de la partie intermédiaire par des parties 21 et 22 coopérant avec les parties d'entrée et de sortie du fil, 8 min  et 9 min . La fig. 10 représente ce guide-fil en vue de dessus, des parties analogues étant désignées par les mêmes chiffres de référence que dans les fig. 8, 9 et 1 à 3. 



  La fig. 11 montre un dispositif pour réaliser simultanément deux bobines, 3 et 3 min , sur des branches parallèles d'un circuit magnétique 1 dont l'entrefer se situe dans un plan de symétrie entre les deux bobines. Les guide-fil 6 et 61 ont une des formes décrites précédemment et sont entraînés en rotation, respectivement, autour des axes 4 et 4 min des bobines à former. Cette rotation s'effectue à la même vitesse, dans le même sens ou en sens inverse, mais avec un décalage angulaire de 180 DEG  lors du passage dans l'entrefer, de sorte que les guide-fil 6 et 61 passent alternativement dans l'entrefer 2. Les supports respectifs 7 et 71 et le support du circuit 1 sont en outre agencés pour effectuer un mouvement relatif dans le sens axial des bobines.

   La fig. 12 montre, en vue de face, la forme que peuvent avoir les supports 7 et 71 pour permettre les rotations susmentionnées en opposition de phase. Un tel dispositif permet de réduire environ de moitié le temps total du bobinage. 



  Le présent dispositif peut également être adapté à la réalisation de bobines sur des circuits magnétiques de forme toroïdale, dont l'entrefer peut avoir une ouverture relativement réduite. Comme le montre la fig. 13, un guide-fil 62 est disposé avec sa partie intermédiaire dans l'entrefer 32 d'un circuit magnétique 31 pour former au moins une bobine 33 sur ce circuit, de façon similaire au cas d'un circuit à branche rectiligne. Dans ce cas toutefois, le guide-fil 62 effectue en outre un mouvement de pivotement dans le plan du circuit 31 autour du centre de l'entrefer 32. Une deuxième bobine, non-représentée, peut également être formée sur une portion diamétralement opposée du circuit 31, de façon similaire à celle illustrée par la fig. 11. Deux positions extrêmes du guide-fil 62 sont montrées à la fig. 13 et désignées par 62a et 62b.

   Les  flèches indiquent les différentes composantes du mouvement de ce guide-fil par rapport au circuit 31. 



  Il ressort de ce qui précède que le dispositif selon l'invention permet de former des bobines à une cadence très élevée dans une fabrication en grande série, de sorte que le prix de revient de la pièce fabriquée peut être considérablement abaissé par rapport à celui des procédés actuellement disponibles. Il peut notamment être utilisé dans la fabrication d'électro-aimants, de transformateurs de courant ou de tension à fuite, de capteurs de courant utilisant une cellule de Hall placée dans l'entrefer, d'électro-valves, de relais, de contacteurs ou d'actuateurs linéaires ou angulaires. 

Claims (7)

1. Dispositif de bobinage pour former une bobine électrique essentiellement cylindrique sur une branche sensiblement rectiligne d'un circuit magnétique présentant un entrefer de très faible ouverture par rapport à la longueur du circuit, cet entrefer étant essentiellement parallèle à ladite branche, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un guide-fil rigide comprenant une partie d'entrée et une partie de sortie du fil ainsi qu'une partie intermédiaire allongée, disposée parallèlement à l'axe de la bobine à une distance égale à la distance de l'entrefer par rapport à cet axe, cette partie intermédiaire ayant, en section longitudinale, sur une longueur au moins égale à celle de la bobine, une hauteur inférieure à l'ouverture de l'entrefer, de manière à permettre le passage de cette partie intermédiaire dans l'entrefer dans le sens longitudinal et dans le sens transversal,

et en ce qu'il comporte un dispositif de support dudit guide-fil et un dispositif de support du circuit magnétique, agencés de façon à faire effectuer au guide-fil et au circuit magnétique, l'un par rapport à l'autre, un mouvement de rotation autour de l'axe de la bobine et un mouvement de va-et-vient dans le sens axial de la bobine.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de support du guide-fil comporte un support pour une canette d'alimentation en fil agencé de façon que l'axe de rotation de la canette et l'axe de la bobine soient alignés.

3.

Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie intermédiaire du guide-fil a une section transversale délimitée par deux arcs de cercle concentriques ayant leur centre sur le prolongement de l'axe de la bobine et étant espacés d'une distance inférieure à l'ouverture de l'entrefer, et qu'elle comporte un canal ou une rainure pour le guidage du fil parallèlement à l'axe de la bobine.

4.

Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie intermédiaire du guide-fil a une section transversale délimitée par deux arcs de cercle concentriques ayant leur centre sur le prolongement de l'axe de la bobine et étant espacés d'une distance inférieure à l'ouverture de l'entrefer, et qu'elle comporte, dans le sens longitudinal, une partie ouverte d'une longueur au moins égale à celle de la bobine, les parties d'entrée et de sortie du fil étant agencées pour guider le fil dans cette partie ouverte, de façon qu'à l'état tendu, il soit placé à l'intérieur desdits arcs de cercle ou de leur prolongement.

5.

Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support du guide-fil et/ou celui du circuit magnétique comportent des moyens pour la mise en place du guide-fil avant le bobinage par un déplacement relatif du guide-fil et du circuit magnétique dans le sens axial de la bobine, de telle façon que le guide-fil reste, lors de ce déplacement, entièrement à l'extérieur de l'entrefer.

6.

Dispositif de bobinage pour former une bobine électrique sur un circuit magnétique de forme essentiellement toroïdale présentant un entrefer de très faible ouverture par rapport à la longueur du circuit, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un guide-fil rigide comprenant une partie d'entrée et une partie de sortie du fil ainsi qu'une partie intermédiaire allongée ayant, en section transversale, une hauteur telle que cette partie intermédiaire puisse tourner, en passant dans l'entrefer dans le plan du circuit magnétique, d'un angle au moins égal à l'angle à couvrir par la bobine sur le circuit toroïdal, et en ce qu'il comporte un dispositif de support dudit guide-fil et un dispositif de support du circuit magnétique, agencés de façon à faire effectuer au guide-fil et au circuit magnétique, l'un par rapport à l'autre,

un mouvement de rotation autour de l'axe instantané de la bobine, ainsi qu'un mouvement de pivotement, dans le plan du circuit magnétique, autour de l'entrefer, et un mouvement alternatif de translation dans le sens de la longueur de la partie intermédiaire du guide-fil.

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, pour former simultanément deux bobines sur des branches opposées d'un circuit magnétique symétrique par rapport au plan de l'entrefer, caractérisé en ce qu'il comporte deux guide-fil et deux dispositifs de support respectifs, agencés de façon à faire effectuer à ces guide-fil ledit mouvement de rotation autour des axes respectifs des deux bobines à la même vitesse, mais avec un décalage angulaire de 1800 lors du passage dans l'entrefer.