EP0039276B1 - Procédé de bobinage de plusieurs spires de fil sur un noyau, en particulier pour le bobinage des bagues de déviation pour tubes cathodiques, machine pour la mise en oeuvre du procédé et bobinage obtenu à l'aide du procédé - Google Patents

Procédé de bobinage de plusieurs spires de fil sur un noyau, en particulier pour le bobinage des bagues de déviation pour tubes cathodiques, machine pour la mise en oeuvre du procédé et bobinage obtenu à l'aide du procédé Download PDF

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EP0039276B1
EP0039276B1 EP81400620A EP81400620A EP0039276B1 EP 0039276 B1 EP0039276 B1 EP 0039276B1 EP 81400620 A EP81400620 A EP 81400620A EP 81400620 A EP81400620 A EP 81400620A EP 0039276 B1 EP0039276 B1 EP 0039276B1
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EP
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winding
axis
respect
turns
axes
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Didier Pernet
François Pater
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    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/236—Manufacture of magnetic deflecting devices for cathode-ray tubes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2209/00—Apparatus and processes for manufacture of discharge tubes
    • H01J2209/236—Manufacture of magnetic deflecting devices
    • H01J2209/2363—Coils
    • H01J2209/2366—Machines therefor, e.g. winding, forming, welding, or the like

Definitions

  • the present invention relates to a method of winding several turns of wire on a core, in particular for winding deflection rings for cathode ray tubes. It also relates to a machine for implementing the method according to the invention and a winding specially obtained using the method of the invention.
  • electrical wire windings coated with insulation comprising several turns of wire wound on a magnetic core.
  • deflection rings which are constituted by a magnetic ferrite core having substantially the shape of a truncated cone flared in a bowl, on which core are wound a bundle of turns.
  • the ferrite ring is initially divided into two parts, and each half-core thus having an open structure can be wound on automatic winders, each half-ring being able to be held on the machine. wind by one of its side edges.
  • the turns are wound substantially along radial planes, that is to say, passing through the axis of the truncated cone of the ring.
  • Such an orientation of the turns is not advantageous on the electromagnetic level, not corresponding to the best deflection efficiency of the cathode beam.
  • the object of the invention is to allow, without reducing the working speed of the winders of a machine, to obtain wound parts, in particular as deflection rings for cathode ray tubes, in which each wound turn has been according to the optimal orientation calculated for the function that the wound piece must fulfill.
  • said turns may be inclined on radial planes symmetrically on either side of the median plane of each half-ring with two bundles of symmetrical turns clearly spaced from the median plane on the small edge of the bowl and on the contrary substantially contiguous on the large edge.
  • the method of the invention making it possible to reach these objects is characterized in particular in that the winding plane of each turn is determined by the position in rotation ⁇ of the segment to be wound around a first axis X and by the rotational position d of the reel around a second axis Y which obliquely intersects the first axis X in the vicinity of the segment to be wound, the reel rotating around a third axis Z directed obliquely to the axis Z and also passing through the segment to be wound, which is fixed by its median plane, and the rotational positions ⁇ , ⁇ of the support and of the reel being controlled in order to obtain the desired successive planes of winding the turns around the core .
  • the axes X and Y are chosen to be fixed relative to one another and directed substantially orthogonally, as are the axes Z and Y.
  • each core to be wound is fixed, such as a substantially frustoconical ferrite half-ring, on its support, substantially in its median plane and on its small edge, and a perfectly symmetrical winding of turns inclined with respect to this median plane by choosing winding programs with symmetrical angles ⁇ and ⁇ .
  • conjugation means are advantageously constituted by a microprocessor or computer memorizing the numbers of turns to be wound around the core for each value of the angles ⁇ and ⁇ determined conjugate above.
  • winding program thus established then controls by any known means existing in the art and within the reach of the technician the various motors of the machine, namely the winding motors and the stepping motors for determining the angle ⁇ of rotation of the support around the X axis and the stepper motors for determining the angle of rotation of the column around the Y axis.
  • the machine comprises a frame 1 with a base 2 supporting an upright 3 in which are mounted two supports 4 1 , 4 2 orientable at an angle a respectively around axes X 1 and X 2 substantially horizontal like the plane of the base 2 in the example illustrated.
  • the supports 4 1 , 4 2 are driven by an electric motor with stepping control 5 whose output shaft 6 drives two pulleys 7 1 , 7 2 connected by a belt 8.
  • the pulleys 7 1 , 7 2 are wedged on the shafts 9 1 , 9 2 for driving the support arms 4 i , 4 2 .
  • the machine further comprises a column 11 which supports, in the example illustrated, two conventional reels whose arms marked 12 1 , 12 2 are driven in rotation and simultaneously around the two parallel axes Z i , Z 2 , horizontal in the illustrated embodiment.
  • the arms 12 1 , 12 2 are driven by a motor, the cover of which can be seen at 13.
  • the whole of the column 11 is mounted rotating at an angle ⁇ around a fixed axis Y relative to the frame and substantially vertical, that is to say perpendicular to the base 2 in the example illustrated .
  • the rotation of the entire column around the Y axis is obtained by means of an electric motor with stepping drive visible at 14 in FIG. 2.
  • the Y axis passes substantially at the locations where the parts 4 1 , 4 2 can be presented at the end of the supports to be wound such as the frustoconical ferrite half-ring illustrated at 15 and mounted fixed on the support 4 2 .
  • the winding arms 12 1 , 12 2 are also positioned on the column 11 so that the winding plane cuts the piece to be wound, allowing the winding.
  • the circle described by the winding end of the arm 12 1 rotating around its axis of rotation Z i has materialized , this circle 16 obviously being contained in the winding plane.
  • Fig. 8 shows, seen from the X axis, the angle a of rotation of the arm 4 supporting the part 15.
  • the angle ⁇ for ease of reference can be identified with respect to a straight line A 'A vertical, parallel to the Y axis and passing through the X 1 and X 2 axes.
  • fig. 9 represents, seen from the axis Y the angular orientation d of the column 11 around said axis Y.
  • the angle ⁇ can be located from the line B 'B which is none other in the example illustrated as the projection on the plane of the base 2 of the axes X I , X 2 .
  • the half-ring 15 will be supported at the end of the support 4 1 , 4 2 substantially in its median plane and on its small edge.
  • the fixing can be done by means of a comb 17 made of plastic material, bonded to the frustoconical ferrite half-ring 15 and comprising teeth 18 in which the coiled turns 19 will be housed, thus ensuring good positioning. and avoiding any further slipping.
  • the support arm 4 2 may be provided at its end with a clamp which will receive the middle part of the comb.
  • the core constituted by a ferrite half-ring 21 was held by a lug 22, for example glued in the vicinity of an end edge of the half-ring 21, and on the half-ring thus held, coils were wound by means of winding arms such as 12 1 , 12 2 in radial planes passing through the axis 24 of the half-ring 21. These different radial winding planes were obtained by pivoting the arms reels around the axis 24 of the ring held fixed.

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Description

  • La présente invention a pour objet un procédé de bobinage de plusieurs spires de fil sur un noyau, en particulier pour le bobinage des bagues de déviation pour tubes cathodiques. Elle concerne aussi une machine pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention et un bobinage spécialement obtenu à l'aide du procédé de l'invention.
  • Pour de nombreux appareils électromagnétiques, on utilise des bobinages de fils électriques revêtus d'isolant comprenant plusieurs spires de fil enroulé sur un noyau magnétique.
  • Ainsi, pour des tubes cathodiques, on utilise des bagues de déviation qui sont constituées par un noyau magnétique en ferrite ayant sensiblement la forme d'un tronc de cône évasé en cuvette, sur lequel noyau sont enroulées un faisceau de spires. Pour permettre le bobinage sur des machines à bobiner, la bague en ferrite est initialement divisée en deux parties, et chaque demi-noyau présentant ainsi une structure ouverte peut être bobiné sur des bobineuses automatiques, chaque demi-bague pouvant être tenue sur la machine à bobiner par une de ses tranches latérales.
  • Dans les bobinages actuellement réalisés à la machine mettant en oeuvre un procédé du type susmentionné, ainsi qu'il ressort du document FR-A-2 351 903 (voir préambule de la revendication 1), les spires sont enroulées sensiblement suivant des plans radiaux, c'est-à-dire en passant par l'axe du tronc de cône de la bague. Une telle orientation des spires n'est pas avantageuse sur le plan électromagnétique, ne correspondant pas au meilleur rendement de déviation du faisceau cathodique.
  • Bien sûr, on peut chercher à améliorer les performances des bagues de déviation en bobinant chaque spire sur chaque demi-bague sous les meilleures orientations, et par exemple en exécutant un tel bobinage à la main. Il s'agirait cependant là d'opérations extrêmement longues et coûteuses peu applicables industriellement.
  • L'objet de l'invention est de permettre, sans réduire la vitesse de travail des enrouleurs d'une machine, d'obtenir des pièces bobinées, telles notamment que des bagues de déviation pour tubes cathodiques, dans lesquelles chaque spire bobinée l'a été suivant l'orientation optimale calculée pour la fonction que la pièce bobinée doit remplir.
  • Ainsi, par exemple, s'agissant de bobinages de déflexion pour tubes cathodiques présentant des spires enroulées sur chaque demi-bague en forme de tronc de cône évasé en cuvette, lesdites spires pourront être inclinées sur des plans radiaux symétriquement de part et d'autre du plan médian de chaque demi-bague avec deux faisceaux de spires symétriques nettement écartés du plan médian sur la petite tranche de la cuvette et au contraire sensiblement jointifs sur la grande tranche.
  • Le procédé de l'invention permettant d'attein- dre ces objets se caractérise notamment en ce que le plan d'enroulement de chaque spire est déterminé par la position en rotation α du segment à bobiner autour d'un premier axe X et par la position en rotation d de l'enrouleur autour d'un second axe Y qui coupe obliquement le premier axe X au voisinage du segment à bobiner, l'enrouleur tournant autour d'un troisième axe Z dirigé obliquement par rapport à l'axe Z et passant également par le segment à bobiner, lequel est fixé par son plan médian, et les positions en rotation α, β du support et de l'enrouleur étant pilotées en vue d'obtenir les plans successifs voulus d'enroulement des spires autour du noyau.
  • De préférence, de façon pratique, les axes X et Y sont choisis fixes l'un par rapport à l'autre et dirigés sensiblement orthogonalement, de même que les axes Z et Y.
  • Selon une autre caractéristique du procédé de l'invention, on fixe chaque noyau à bobiner, tel qu'une demi-bague ferrite sensiblement tronconique, sur son support, sensiblement dans son plan médian et sur sa petite tranche, et l'on réalise un bobinage parfaitement symétrique de spires inclinées par rapport à ce plan médian en choisissant des programmes d'enroulement à angles α et β symétriques.
  • L'invention se rapporte également à une machine permettant la mise en oeuvre du procédé mentionné, cette machine se caractérise en ce qu'elle comporte:
    • - un bâti,
    • - lesdits axes X, Y et Z étant dirigés obliquement les uns par rapport aux autres. De façon pratique et avantageusement, les axes X et Y d'une part, et Y et Z d'autre part, sont disposés sensiblement orthogonalement.
  • Selon une autre caractéristique de la machine objet de l'invention, elle comprend en outre:
    • - des premieres moyens de commande permettant de choisir à chaque instant la position angulaire n et de faire tourner pas à pas ledit support de noyau autour de l'axe X,
    • - des seconds moyens de commande permettant de choisir à chaque instant la position angulaire d et de faire tourner pas à pas ladite colonne autour dudit axe Y,
    • - et des moyens de conjugaison desdits premier et second moyens de commande pour obtenir les différents plans successifs voulus d'enroulement des spires autour du noyau.
  • Ces moyens de conjugaison sont avantageusement constitués par un micro-processeur ou ordinateur mémorisant les nombres de spires à enrouler autour du noyau pour chaque valeur des angles α et β déterminés conjugués précités Le programme d'enroulement ainsi êtabli commande alors selon tout moyen connu existant dans la technique et à la portée du technicien les différents moteurs de la machine, à savoir les moteurs d'enrouleurs et les moteurs pas à pas de détermination de l'angle α de rotation du support autour de l'axe X et les moteurs pas à pas de détermination de l'angle d de rotation de la colonne autour de l'axe Y.
  • L'invention apparaîtra plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
    • la fig. 1 est une vue schématique en perspective d'une machine conçue selon l'invention,
    • la fig. 2 est une vue de côté faite selon la flèche Il de la fig. 1,
    • la fig. 3 est une vue par dessus de la machine faite selon la flèche III de la fig. 1,
    • la fig. 4 est une vue d'une demi-bague ferrite bobinée selon l'invention, cette vue étant faite par dessus côté de la petite tranche sensiblement selon la flèche IV de la fig. 5,
    • La fig. 5 est une vue de l'intérieur de la demi-bague de la fig. 4 faite sensiblement selon la flèche V de la fig. 4 et rabattue dans le plan de figure.
    • La fig. 6 montre comme la fig. 4 une demi-bague ferrite bobinée selon l'art antérieur.
    • La fig. 7 montre comme la fig. 5 la demi-bague de la fig. 6.
    • Les fig. 8 et 9 sont deux schémas angulaires illustrant comment peuvent être mesurés les angles α et β de rotation respectivement du bras support de la machine et de la colonne support des enrouleurs.
  • Selon le mode de réalisation illustré aux dessins, le machine comprend un bâti 1 avec un socle 2 supportant un montant 3 dans lequel sont montés deux supports 41, 42 orientables selon un angle a respectivement autour d'axes X1 et X2 sensiblement horizontaux comme la plan du socle 2 dans l'exemple illustré. Pour leur rotation autour des axes X1 et X2, les supports 41, 42 sont entraînés par un moteur électrique à commande pas à pas 5 dont l'arbre de sortie 6 entraîne deux poulies 71, 72 reliées par une courroie 8. Les poulies 71, 72 sont calées sur les arbres 91, 92 d'entrai- nement des bras supports 4i, 42.
  • En 10, on a repéré un volant permettant le calage manuel de l'angle a et monté en bout d'axe du moteur 5.
  • La machine comporte d'autre part une colonne 11 qui supporte dans l'exemple illustré deux enrouleurs classiques dont les bras repérés 121, 122 sont entraînés en rotation et simultanément autour des deux axes parallèles Zi, Z2, horizontaux dans l'exemple de réalisation illustré. Les bras 121, 122 sont entraînés par un moteur dont on aperçoit le capot en 13.
  • D'autre part, l'ensemble de la colonne 11 est monté tournant selon un angle β autour d'un axe Y fixe par rapport au bâti et sensiblement vertical, c'est-à-dire perpendiculaire au socle 2 dans l'exemple illustré. La rotation de l'ensemble de la colonne autour de l'axe Y est obtenue grâce à un moteur électrique à entraînement pas à pas visible en 14 à la fig. 2.
  • On notera que l'axe Y passe sensiblement aux endroits où peuvent être présentés en bout des supports 41, 42 les pièces à bobiner telle la demi-bague ferrite tronconique illustrée en 15 et montée fixée sur le support 42.
  • Evidemment, les bras bobineurs 121, 122 sont également positionnés sur la colonne 11 de façon que le plan d'enroulement coupe la pièce à bobiner, permettant le bobinage. En 16, on a matérialisé le cercle décrit par l'extrémité d'enroulement du bras 121 tournant autour de son axe de rotation Zi, ce cercle 16 étant évidemment contenu dans le plan d'enroulement.
  • La comparaison des figures et plus particulièrement celle des fig. 1, 8 et 9 permet de comprendre le processus de bobinage réalisé selon l'invention.
  • La fig. 8 montre, vu de l'axe X, l'angle a de rotation du bras 4 supportant la pièce 15. L'angle α pour des questions de facilité peut être repéré par rapport à une droite A' A verticale, parallèle à l'axe Y et passant par les axes X1 et X2.
  • De même, la fig. 9 représente, vue de l'axe Y l'orientation angulaire d de la colonne 11 autour dudit axe Y. Pour des questions de facilité, l'angle β peut être repéré à partir de la droite B' B qui n'est autre dans l'exemple illustré que la projection sur le plan du socle 2 des axes XI, X2.
  • D'autre part, selon un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, la demi-bague 15 sera supportée en bout du support 41, 42 sensiblement dans son plan médian et sur sa petite tranche. De façon pratique, la fixation pourra se faire par l'intermédiaire un peigne 17 en matériau plastique, collé sur la demi-bague tronconique en ferrite 15 et comprenant des dents 18 dans lesquelles viendront se loger les spires 19 enroulées, assurant ainsi un bon positionnement et évitant tout glissement ultérieur. Le bras support 42 pourra être pourvu à son extrémité d'une pince qui recevra la partie médiane du peigne.
  • Avec une telle fixation de la demi-bague 15 dans son plan médian et par sa petite tranche, il est alors possible de réaliser un bobinage parfaitement symétrique de spires inclinées 19, 19' (voir fig. 4 et 5) par rapport au plan médian 20, l'angle d'inclinaison des spires pouvant être choisi à chaque moment on choisissant le programme d'enroulement, c'est-à-dire les angles a et β conjugués utilisés à chaque instant, et le nombre de spires devant être réalisé pour chaque valeur des angles α et β déterminés conjugués précités.
  • D'autre part, il apparaît immédiatement que compte tenu de la fixation en position médiane de la bague, on obtiendra des spires 19, 19' parfaitement symétriques si on prend simplement soin de faire correspondre des valeurs opposées de l'angle (a) à des valeurs opposées de l'angle (β) et de choisir des programmes d'enroulement identiques pour des mesures respectivement opposées des angles conjugés α et β.
  • Si l'on se reporte maintenant aux fig. 6 et 7, on voit que selon l'art antérieur, le noyau constitué par une demi-bague ferrite 21 était tenu par une patte 22, par exemple collée au voisinage d'une tranche d'extrémité de la demi-bague 21, et sur la demi-bague ainsi tenue, on enroulait au moyen de bras enrouleurs tels que 121, 122 des spires dans des plans radiaux passant par l'axe 24 de la demi-bague 21. Ces différents plans d'enroulement radiaux étaient obtenus en faisant pivoter les bras d'enrouleurs autour de l'axe 24 de la bague tenue fixe.
  • Au point de vue électromagnétique, les bobinages ainsi obtenus sont bien moins efficaces que lorsque les spires sont disposées dans des plans inclinés comme le permet l'invention.

Claims (10)

1. Procédé de bobinage de plusieurs spires de fil un noyau, en particulier pour le bobinage des bagues de déviation pour tubes cathodiques, ledit procédé utilisant au moins enrouleur comportant un bras d'enroulement (121, 122) tournant autour d'au moins un segment (15) de la bague à bobiner monté sur un support orientable (41,42), caractérisé en ce que le plan d'enroulement (16) de chaque spire est déterminé par la position en rotation (α) du segment (15) à bobiner autour d'un premier axe (X) et par la position en rotation (β) de l'enrouleur autour d'un second axe (Y) qui coupe obliquement le premier axe (X) au voisinage du segment (15) à bobiner, l'enrouleur tournant autour d'un troisième axe (Z), dirigé obliquement par rapport à l'axe (Y) et passant également par le segment (15) à bobiner, lequel est fixé par son plan médian (20), et les positions en rotation (α, β) du support et de l'enrouleur étant pilotées en vue d'obtenir les plans successifs voulus d'enroulement des spires autour du noyau.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits axes (X) et (Y) sont choisis fixes l'un par rapport à l'autre et dirigés sensiblement orthogonalement.
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les axes (Z) et (Y) sont choisis fixes l'un par rapport à l'autre et dirigés sensiblement orthogonalement l'un par rapport à l'autre.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on fixe chaque noyau (15) à bobiner, tel qu'une demi-bague en ferrite sensiblement tronconique, sur son support (41,42), sensiblement dans son plan médian (20) et sur sa petite tranche, et l'on réalise un bobinage (19, 19') parfaitement symétrique de spires inclinées par rapport à ce plan médian (20) en associant à des valeurs opposées de l'angle (.v) des valeurs respectivement opposées de l'angle (β) et en choisissant des programmes d'enroulement identiques pour des valeurs opposées de l'angle (α).
5. Machine pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte en combinaison:
- un bâti (1),
- au moins un support (41, 42) de noyau orientable selon un angle (a) autour d'un axe (X) par rapport au bâti,
- au moins une colonne (11) supportant au moins un enrouleur (12i, 122) monté tournant sur ladite colonne (11) autour d'un axe (Z) fixe par rapport à ladite colonne,
- ladite colonne (11) étant montée tournante selon un angle (β) dans ledit bâti (1) autour d'un axe (Y) fixe par rapport audit bâti, et
- lesdits axes (X, Y et Z) étant dirigés obliquement les uns par rapport aux autres.
6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des premiers moyens (5, 10) de commande permettant de choisir à chaque instant la position angulaire (α) et de faire tourner pas à pas ledit support (41, 42) de noyau autour de l'axe (X), et des seconds moyens de commande (14) permettant de choisir à chaque instant la position angulaire (β) et de faire tourner pas à pas ladite colonne autour dudit axe (Y), et
- des moyens de conjugaison desdits premier (5) et second (14) moyens de commande pour obtenir les différents plans successifs voulus d'enroulement des spires autour du noyau.
7. Machine selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisée en ce que les axes (X et Y) sont disposés sensiblement orthogonalement l'un par rapport à l'autre.
8. Machine selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que les axes (Y et Z) sont disposés sensiblement orthogonalement l'un par rapport à l'autre.
9. Machine selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisée en ce qu'au moins deux axes (Xi, X2) et deux axes (Zi, Z2), respectivement parallèles entre eux dans chaque groupe (X et Z), sont prévus et sont conjugués de façon qu'au moins deux opérations d'enroulement identiques puissent être conduites simultanément.
10. Bobinage obtenu à partir du procédé selon l'une des revendications 1 à 4, les bobinages de déflexion pour tubes cathodiques présentant des spires enroulées (19 et 19') sur chaque demi-bague (15) en forme de tronc de cône évasé en cuvette, lesdites spires étant inclinées par rapport à des plans radiaux symétriquement de part et d'autre du plan médian (20) de chaque demi-bague avec les deux faisceaux (19 et 19') de spires symétriques écartés du plan médian (20) sur la petite tranche de la cuvette et au contraire sensiblement jointifs sur la grande tranche.
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FR8008964 1980-04-22

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EP0039276A1 EP0039276A1 (fr) 1981-11-04
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