WO1997015937A1 - Bobinage electrique a faible difference de potentiel entre spires adjacentes - Google Patents

Bobinage electrique a faible difference de potentiel entre spires adjacentes Download PDF

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    • H01F2027/2842—Wire coils wound in conical zigzag to reduce voltage between winding turns

Definitions

  • the present invention relates to the winding of electrical coils, such as high voltage transformer coils.
  • the invention relates more specifically to a particular winding making it possible to avoid problems of insulation between two adjacent turns of two successive layers.
  • An electrical coil generally comprises layers of axial turns, that is to say that each layer carries coiled turns side by side parallel to the axis of the coil.
  • the coil has many more turns in the axial direction than in the radial direction.
  • a disadvantage of such a coil is that two adjacent turns of two successive layers can be separated by a large number of turns, so that they are subjected to a too high potential difference for the insulation of the turns, generally an enamel. .
  • the size of the coil is further increased by the fact that it comprises a large number of crossed turns which prevent a contiguous arrangement of the turns.
  • An object of the present invention is to provide a compact coil allowing to avoid the problems of insulation between two adjacent turns of successive layers.
  • the present invention provides a coil comprising a plurality of layers of turns wound around an axis, the layers being radial and wound alternately from the inside to the outside and from the outside to the 1 ' interior.
  • the conductors of the coil are of rectangular section.
  • the major axis of the rectangular section of the conductors is perpendicular to the axis of the coil.
  • the conductors of the coil are of circular section, each layer comprising the same number of turns as the previous one and being offset radially with respect to the previous layer by half a diameter of conductor.
  • each turn of the coil has several conductors in the plane of the associated layer.
  • the present invention also relates to an apparatus for winding coils of the aforementioned type.
  • the device comprises internal and external rotary guides distributed in the plane of a layer of turns during winding.
  • the external guides are retractable from a position of contact with the guides internal so as to follow the outside diameter of a layer being wound from the inside to the outside.
  • the internal guides are retractable from a position of contact with the external guides so as to follow the internal diameter of a layer being wound from the outside to the inside.
  • a fixed guide means causes a conductor to bobi ⁇ ner in the plane of the rotating guides and maintains a first face of the layer during winding.
  • a mechanism is provided for effecting an axial shift of a finished layer towards a store on the side opposite the guide means.
  • the guide means and the shifting mechanism jointly comprise a plurality of rollers with a radial axis distributed over the first face of the layer being wound, these rollers being designed to penetrate axially between the external and internal rotating guides to offset a finished layer.
  • the magazine comprises a plate for holding the coiled layers on the side opposite to the guide means, this plate being retractable axially during the delivery of each completed layer.
  • FIG. 1 schematically illustrates a coil according to the invention in progress
  • FIGS. 2A and 2B show a front view and a side view of a layer of turns according to the present invention and the start of the next layer of turns
  • FIG. 2C represents, in side view, several layers of turns according to the present invention, as they form in practice
  • FIG. 3 schematically represents several variants of layers of turns according to the invention
  • FIG. 4 represents a front view of a winding apparatus according to the invention, subdivided into sectors corresponding to winding steps
  • FIGS. 5A and 5B show side views in section of a part of the apparatus of FIG. 4 with two winding steps.
  • Figure 1 shows a cylinder 10 of axis A, around which we want to wind a coil.
  • the coil is produced by radial layers, that is to say that each layer comprises several turns wound successively in the same plane perpendicular to the axis A of the coil.
  • the winding order of the turns is indicated by increasing numbers starting from 1.
  • the layers are wound alternately from the inside to the outside and from the outside to the inside.
  • the first layer has five turns wound from the inside to the outside. After having wound the last turn 5, the first turn 6 of the next layer is wound next to the turn 5 and the following turns 7 to 10 are wound inwards (i.e. towards the axis A ) from coil 6.
  • the number of turns separating two turns from two adjacent layers is less than twice the number of turns in the radial direction.
  • the ratio between the number of turns in the radial direction and the number of turns in the axial direction is so low that it is no longer necessary to have insulation between the successive layers.
  • section of the coil obtained is rectangular and therefore has optimum dimensions.
  • the fact of winding alternately outwards and inwards makes it possible to obtain a natural and automatic transition from one layer of turns to the next so that the layers are contiguous.
  • FIGS. 2A and 2B represent a front view and a side view of a first layer of turns according to the invention and the start of a second layer of turns.
  • the successive turns 1 to 5 constitute a spiral rather than a succession of circles, in particular when the diameter of the conductor used is large.
  • the penultimate turn 4 of the first layer gradually reaches, as shown in dotted lines in FIG. 2A, the outside diameter of the coil.
  • the last turn 5 remains in the plane of turns 1 to 4 until it reaches the point (bottom) where turn 4 begins to gradually join the outside diameter. From this point, the coil 5 fits into the outside diameter by passing progressively next to the coil 4 until it ends in the plane of the second layer of turns which begins with the turn 6 (top).
  • the coil 6 fits into the outside diameter by passing next to the coil 5 to the point (below) where the coil 5 begins its lateral transition to the second layer . From this point, the coil 6 gradually shifts inwards, while remaining in contact with the first layer, to initiate a spiral progressively going towards the cylinder 10.
  • Figures 2A and 2B correspond to a theoretical case.
  • the gradual transition from coil 5 to coil 6, the start of which has been shown at the bottom in FIGS. 2A and 2B, is in fact rapid and begins later, practically on the side of the start of the layer (at the top of the figures 2A and 2B).
  • Figure 2C illustrates several transitions from one layer to the next, as they actually appear. They are due to the fact that the space shown empty between the cylinder 10 and the end of the turn 1 is in fact filled by the end of the turn 1; the spiral is flattened in the upper left quadrant in Figure 2A.
  • FIG. 3 illustrates three practical variants of a coil produced according to the invention.
  • a conductor with a circular cross section is used, as shown by way of example in the preceding figures, the turns in fact tend to shift by half a diameter radially from one layer to the other to find a stable position.
  • a coil according to the invention can then have two configuration variants illustrated on the left and in the center of FIG. 3.
  • layers comprising a given number of turns are separated by layers comprising one less turn and offset by a half-diameter of the conductor towards the outside.
  • the layers have the same number of turns but they are offset alternately outward and inward by a half-diameter of conductor.
  • the offset of the turns from one layer to the next causes a reduction in the axial size of the coil, the length of the coil obtained being slightly less than the number of axial turns of the coil multiplied by their diameter.
  • this reduction in size is not uniform because, at a certain position, each turn of a layer crosses two turns of the previous layer in the first variant (on the left) or a turn of the previous layer in the second variant (center).
  • the reduction in overall dimensions does not take place in the crossing zones, which causes an irregularity in the section of the coil.
  • We will prefer the second variant (in the center) which will provide a less irregular section.
  • FIG. 3 To the right of FIG. 3 is partially illustrated a coil obtained using a conductor with rectangular section. With a conductor of rectangular section, the problems which have just been mentioned disappear. We get a reel of perfectly rectangular section. Preferably, as shown, the major axis of the rectangular section is perpen ⁇ dicular to the axis A of the coil. This facilitates the winding process at the transitions from one layer to the next.
  • Figure 4 shows an apparatus for realizing coils with radial layers according to the invention. The device is shown in four different winding stages, numbered from 1 to 4.
  • the apparatus comprises an annular space 20 in which is wound each radial layer of turns.
  • This space 20 is delimited between an external plate 21 and an internal plate 22 situated in the same plane.
  • the external plate 21 comprises a plurality of external guides 24e distributed at the external periphery of the annular space 20.
  • the internal ends of the guides 24e are in the form of an arc of a circle of diameter substantially equal to the external diameter of the space annular 20.
  • several internal guides 24i are distributed around the periphery of the internal plate 22 in correspondence with the external guides 24e.
  • the external ends of the guides 24i are in the form of a circular arc of diameter substantially equal to the internal diameter of the annular space 20.
  • Each of the guides 24 is capable of sliding between an open position of the annular space 20 and a closed position of this space.
  • a plurality of rollers with a radial axis 26 are distributed over the annular space 20 and roll on one face with a layer of turns during winding.
  • the guides 24 are arranged in sufficiently deep grooves.
  • step 1 At the start of the winding of a layer from the inside to the outside, the internal guides 24i are retracted radially to define the internal diameter of the layer, and the external guides 24e are in contact with the corresponding internal guides 24i.
  • the internal diameter can be chosen at any value, greater than the diameter of the plate 22.
  • step 1 the plates 21, 22 and the guides 24 are rotated, clockwise in FIG. 4, while the rollers 26 remain fixed and roll on the edges of the annular space 20.
  • a conductor 28 to be wound tangentially to the annular space 20 at one of the rollers 26 which straightens the conductor 28 to bring it into the plane of the plates 21 and 22, that is to say in the plane of the layer being wound.
  • the conductor 28 must be straightened because, (sum this is represented in a local view according to an arrow F, the conductor 28 arrives with an inevitable angle of incidence relative to the plates 21 and 22.
  • FIG. 5A illustrates a partial sectional view of the apparatus of FIG. 4 in step 1.
  • This FIG. 5A represents layers of coils previously wound, which have been stacked in a store located at the bottom of the annular space 20 , behind the layer being wound. These previously wound layers are held against the layer being wound and against the guides 24 by a plate 30. The combined action of the magazine plate 30, guides 24, and rollers 26 keeps the wound layers flat.
  • the guides 24 have a thickness less than the diameter of the conductor to be wound, which favors the keeping of the layer flat during winding by the rollers 26.
  • the turn during winding does not has other possibilities than to form radially by pushing the guide 24e.
  • the guides 24 include chamfers which favor their separation by the turn during formation.
  • the previously wound layers are stored by any suitable means, for example between an internal cylinder 32i and an external cylinder 32e attached to the rear of the plates 21 and 22, and rotating with them.
  • Such cylinders generally made of cardboard, are commonly used to handle large coils.
  • step 2 shown in Figure 4 the last turn of the layer has just been formed.
  • the external diameter reached can be chosen at any value, less than the internal diameter of the plate 21.
  • the layer which has just been bobi ⁇ born must be pushed back to the store located behind.
  • the pairs of guides 24i and 24e are brought into correspondence with the rollers 26 and the guides 24i and 24e are spaced sufficiently apart from each other to allow the rollers 26 to penetrate into the annular space 20 and thus pushing back to the store the layer which has just been wound.
  • FIG. 5B illustrates this operation in a side view in section.
  • the tray 30 of the magazine is of course released to allow this pushing back.
  • the plate 30 is fixed and it is the assembly of the rotating plates 21, 22 and the guides 24 which is offset by a conductor diameter, to the right in FIG. 5B.
  • step 3 shown in FIG. 4 the rollers 26 have returned to their initial position, the external guides 24e are brought to a position defining the external diameter of the new layer, and the internal guides 24i are brought into contact with the guides 24th external.
  • the guides 24 thus placed prevent the last wound layer from coming apart.
  • these operations are carried out in at least two passes. In a first pass, they are carried out in the even sectors of the turntables while the layer is held in place in the odd sectors. In the second pass, the operations are carried out in the odd sectors, the layer being maintained at the level of the even sectors.
  • step 4 a layer is being wound from outside to inside from the state of step 3.
  • the plates 21, 22 as well as the guides 24 are rotated clockwise. Each time a pair of guides 24 passes under the roller 26 through which the conductor 28 is fed, the internal guide 24i is pushed back one step inward by the new turn being formed.
  • the layer which has just been wound is pushed back into the magazine in the manner described in relation to steps 2 and 3, the internal guides 24i then being positioned to determine the internal diameter of a new layer to be wound, and the external guides 24e being brought into contact with the internal guides 24i. Steps 1 to 4 are then repeated.
  • all the mobile elements of the device are controlled by jacks, for example pneumatic or electric.
  • jacks for example pneumatic or electric.
  • the position of these guides is ensured with relatively high rigidity.
  • steps 1 and 4 the cylinder associated with the guide which must be pushed back by the coil during formation is released.
  • the release position is determined, for example, by a sensor which detects the approach of the roller 26 at which the conductor 28 is supplied.
  • the cylinder of the magazine tray 30 is moved when the roller 26 pushes the last wound layer.
  • the rollers 26 can be provided for pushing the successive layers towards the store elsewhere than at the pairs of guides 24, so that these guides 24 can all be put in place simul ⁇ taneously while all the rollers 26 are still in a discharge position.
  • the guides 24 are hollowed out so that they can be put in place while avoiding the rollers while these rollers are still in a discharge position.
  • the plates 21, 22 and the guides 24 have been described as rotating, the rollers 26 being fixed. It is clear that the plates 21, 22 and the guides 24 could be fixed and the rollers 26 rotating.
  • the present invention applies in the case where it is desired to wind several conductors 28 at the same time.
  • the several conductors are then wound at the same time in the same layer.
  • the invention is not limited to turns of circular section. It applies to turns of any section, determined by the displacement of the guides 24.

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Abstract

La présente invention concerne une bobine comprenant une pluralité de couches de spires (1-11) bobinées autour d'un axe (A). Les couches sont radiales et bobinées alternativement de l'intérieur vers l'extérieur et de l'extérieur vers l'intérieur.

Description

BOBINAGE ELECTRIQUE A FAIBLE DIFFERENCE DE POTENTIEL ENTRE SPIRES
ADJACENTES
La présente invention concerne le bobinage de bobines électriques, telles que des bobines de transformateur haute ten¬ sion. L'invention vise plus spécifiquement un bobinage particu¬ lier permettant d'éviter des problèmes d'isolation entre deux spires adjacentes de deux couches successives.
Une bobine électrique comporte généralement des couches de spires axiales, c'est-à-dire que chaque couche œmporte des spires bobinées côte à côte parallèlement à l'axe de la bobine.
Le plus souvent, la bobine comporte beaucoup plus de spires dans le sens axial que dans le sens radial.
Un inconvénient d'une telle bobine est que deux spires adjacentes de deux couches successives peuvent être séparées par un grand nombre de tours, de sorte qu'elles sont soumises à une différence de potentiel trop élevée pour l'isolant des spires, généralement un émail. On est donc contraint d'interposer des couches d'isolant entre les couches de spires, ce qui rend la bobine plus encombrante et sa réalisation plus complexe.
Pour éviter cet inconvénient, dans la demande de brevet européen 0 518 737, il est proposé de bobiner les spires en cou- ches obliques. Une bobine obtenue par cette méthode présente
1'inconvénient d'être encombrante car elle a une section trapé- zoïdale qui implique nécessairement que le diamètre externe de la bobine est plus grand, pour un nombre de spires donné, que celui d'une bobine à section rectangulaire. L'encombrement de la bobine est encore augmenté par le fait qu'elle comporte un grand nombre de spires croisées qui empêchent un disposition jointive des spires.
Du fait des nombreux croisements de spires, cette méthode de bobinage n'est pas applicable à des conducteurs de grand diamètre ou de section rectangulaire. Un objet de la présente invention est de prévoir une bobine de faible encombrement permettant d'éviter les problèmes d'isolation entre deux spires adjacentes de couches successives.
Pour atteindre cet objet, la présente invention prévoit une bobine comprenant une pluralité de couches de spires bobinées autour d'un axe, les couches étant radiales et bobinées alter¬ nativement de l'intérieur vers l'extérieur et de l'extérieur vers 1'intérieur.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les conducteurs de la bobine sont de section rectangulaire. Selon un mode de réalisation de l'invention, le grand axe de la section rectangulaire des conducteurs est perpendi¬ culaire à l'axe de la bobine.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les conducteurs de la bobine sont de section circulaire, chaque couche comprenant le même nombre de spires que la précédente et étant décalée radialement par rapport à la couche précédente d'un demi-diamètre de conducteur.
Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque spire de la bobine comporte plusieurs conducteurs dans le plan de la couche associée.
La présente invention vise également un appareil pour bobiner des bobines du type susmentionné. L'appareil comprend des guides tournants internes et externes répartis dans le plan d'une couche de spires en cours de bobinage. Les guides externes sont escamotables à partir d'une position de contact avec les guides internes de manière à suivre le diamètre extérieur d'une couche en cours de bobinage de l'intérieur vers l'extérieur. Les guides internes sont escamotables à partir d'une position de contact avec les guides externes de manière à suivre le diamètre inté- rieur d'une couche en cours de bobinage de l'extérieur vers l'intérieur. Un moyen de guidage fixe amène un conducteur à bobi¬ ner dans le plan des guides tournants et maintient une première face de la couche en cours de bobinage. Un mécanisme est prévu pour effectuer un décalage axial d'une couche terminée vers un magasin du côté opposé au moyen de guidage.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen de guidage et le mécanisme de décalage comprennent conjointement une pluralité de rouleaux à axe radial répartis sur la première face de la couche en cours de bobinage, ces rouleaux étant prévus pour pénétrer axialement entre les guides tournants externes et internes pour décaler une couche terminée.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le magasin comporte un plateau pour maintenir les couches bobinées du côté opposé au moyen de guidage, ce plateau étant escamotable axiale- ment lors du refoulement de chaque couche terminée.
Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 illustre schématiquement une bobine selon l'invention en cours de réalisation ; les figures 2A et 2B représentent une vue de face et une vue de côté d'une couche de spires selon la présente inven- tion et le départ de la couche de spires suivante ; la figure 2C représente, en vue de côté, plusieurs couches de spires selon la présente invention, telles qu'elles se forment en pratique ; la figure 3 représente schématiquement plusieurs variantes de couches de spires selon l'invention ; la figure 4 représente une vue de face d'un appareil de bobinage selon l'invention, subdivisé en secteurs correspondant à des étapes de bobinage ; et les figures 5A et 5B représentent des vues de côté en coupe d'une partie de l'appareil de la figure 4 à deux étapes de bobinage.
La figure 1 représente un cylindre 10 d'axe A, autour duquel on veut enrouler une bobine. Selon l'invention, la bobine est réalisée par couches radiales, c'est-à-dire que chaque couche comporte plusieurs spires enroulées successivement dans un même plan perpendiculaire à l'axe A de la bobine. A la figure 1, l'ordre de bobinage des spires est indiqué par des nombres crois¬ sants à partir de 1.
En outre, selon un aspect de l'invention, les couches sont bobinées alternativement de l'intérieur vers l'extérieur et de l'extérieur vers l'intérieur. Par exemple, à la figure 1, la première couche comporte cinq spires bobinées de l'intérieur vers l'extérieur. Après avoir bobiné la dernière spire 5, la première spire 6 de la couche suivante est bobinée à côté de la spire 5 et les spires suivantes 7 à 10 sont bobinées vers l'intérieur (c'est-à-dire vers l'axe A) en partant de la spire 6.
Avec cette configuration, le nombre de tours séparant deux spires de deux couches adjacentes est inférieur à deux fois le nombre de spires dans le sens radial. La plupart du temps, le rapport entre le nombre de spires dans le sens radial et le nom¬ bre de spires dans le sens axial est si faible qu'il n'est plus nécessaire de disposer d'isolant entre les couches successives.
Par ailleurs, la section de la bobine obtenue est rectangulaire et présente donc un encombrement optimal. Le fait de bobiner alternativement vers l'extérieur et vers l'intérieur permet d'obtenir une transition naturelle et automatique d'une couche de spires vers la suivante de manière que les couches soient jointives.
Les figures 2A et 2B représentent une vue de face et une vue de côté d'une première couche de spires selon l'invention et du début d'une deuxième couche de spires. Les spires succes¬ sives 1 à 5 constituent une spirale plutôt qu'une succession de cercles, notamment lorsque le diamètre du conducteur utilisé est grand. Ainsi, l'avant-dernière spire 4 de la première couche atteint progressivement, comme cela est représenté en pointillés à la figure 2A, le diamètre extérieur de la bobine. La dernière spire 5 reste dans le plan des spires 1 à 4 jusqu'à ce qu'elle atteigne le point (en bas) où la spire 4 commence à rejoindre progressivement le diamètre extérieur. A partir de ce point, la spire 5 s'inscrit dans le diamètre extérieur en passant progres¬ sivement à côté de la spire 4 jusqu'à ce qu'elle se termine dans le plan de la deuxième couche de spires qui œmmence par la spire 6 (en haut).
Comme cela est représenté en trait mixte à la figure 2A, la spire 6 s'inscrit dans le diamètre extérieur en passant à côté de la spire 5 jusqu'au point (en bas) où la spire 5 commence sa transition latérale vers la deuxième couche. A partir de ce point, la spire 6 se décale progressivement vers l'intérieur, tout en restant en contact avec la première couche, pour initier une spirale allant progressivement vers le cylindre 10.
Les figures 2A et 2B correspondent à un cas théorique. La transition progressive de la spire 5 vers la spire 6, dont le début a été représenté en bas aux figures 2A et 2B, est en fait rapide et commence plus tard, pratiquement du côté du début de la couche (à la partie supérieure des figures 2A et 2B).
La figure 2C illustre plusieurs transitions d'une couche à la suivante, telles qu'elles se présentent en réalité. Elles sont dues au fait que l'espace représenté vide entre le cylindre 10 et la fin de la spire 1 est en fait comblé par la fin de la spire 1 ; la spirale est aplatie dans le quadrant supérieur gauche à la figure 2A.
Si le conducteur utilisé pour bobiner est de section rectangulaire, les transitions d'une couche de spires à la suivante ne peuvent se faire que rapidement, même en théorie. Ces transitions rapides ne présentent bien entendu aucun inconvé¬ nient, puisque les couches de spires restent jointives.
La figure 3 illustre trois variantes pratiques d'une bobine réalisée selon l'invention. Lorsqu'on utilise un conducteur à section circulaire, comme cela a été représenté à titre d'exemple dans les figures précédentes, les spires ont en fait tendance à se décaler d'un demi-diamètre radialement d'une couche à l'autre pour trouver une position stable. Une bobine selon l'invention peut alors avoir deux variantes de configuration illustrées à gauche et au centre de la figure 3.
Selon une première variante, des couches comportant un nombre donné de spires sont séparées par des couches comportant une spire de moins et décalées d'un demi-diamètre de conducteur vers l'extérieur.
Selon la deuxième variante, les couches comportent le même nombre de spires mais elles sont décalées alternativement vers l'extérieur et vers l'intérieur d'un demi-diamètre de conducteur. Le décalage des spires d'une couche à la suivante entraine une diminution de l'encombrement axial de la bobine, la longueur de la bobine obtenue étant légèrement inférieure au nombre de spires axiales de la bobine multiplié par leur diamè¬ tre. Toutefois, cette réduction d'encombrement n'est pas uniforme car, à une certaine position, chaque spire d'une couche croise deux spires de la couche précédente dans la première variante (à gauche) ou une spire de la couche précédente dans la deuxième variante (au centre). Ainsi, la réduction d'enoombrement n'a pas lieu dans les zones de croisement, ce qui provoque une irrégula- rite de la section de la bobine. On préférera la deuxième variante (au centre) qui fournira une section moins irrégulière.
A droite de la figure 3 est illustrée partiellement une bobine obtenue à l'aide d'un conducteur à section rectangulaire. Avec un conducteur à section rectangulaire, les problèmes qui viennent d'être évoqués disparaissent. On obtient une bobine de section parfaitement rectangulaire. De préférence, comme cela est représenté, le grand axe de la section rectangulaire est perpen¬ diculaire à l'axe A de la bobine. Ceci facilite le procédé de bobinage au niveau des transitions d'une couche à la suivante. La figure 4 représente un appareil permettant de réali¬ ser des bobines à couches radiales selon l'invention. L'appareil est représenté à quatre étapes différentes de bobinage, numé¬ rotées de 1 à 4.
L'appareil comprend un espace annulaire 20 dans lequel est bobinée chaque couche radiale de spires. Cet espace 20 est délimité entre un plateau externe 21 et un plateau interne 22 situés dans un même plan. Le plateau externe 21 comporte une plu¬ ralité de guides externes 24e répartis à la périphérie externe de l'espace annulaire 20. Les extrémités internes des guides 24e sont en forme d'arc de cercle de diamètre sensiblement égal au diamètre externe de l'espace annulaire 20. De même, plusieurs guides internes 24i sont répartis à la périphérie du plateau interne 22 en correspondance avec les guides externes 24e. Les extrémités externes des guides 24i sont en forme d'arc de cercle de diamètre sensiblement égal au diamètre interne de l'espace annulaire 20. Chacun des guides 24 est susceptible de coulisser entre une position d'ouverture de l'espace annulaire 20 et une position de fermeture de cet espace.
Une pluralité de rouleaux à axe radial 26 sont répartis sur l'espace annulaire 20 et roulent sur une face d'une couche de spires en cours de bobinage. Bien entendu, pour que les rouleaux 26 ne soient pas gênés dans leur roulement, les guides 24 sont disposés dans des rainures suffisamment profondes.
Dans une étape initiale, non-représentée, au début du bobinage d'une couche de l'intérieur vers l'extérieur, les guides internes 24i sont escamotés radialement pour définir le diamètre interne de la couche, et les guides externes 24e sont en contact avec les guides internes 24i correspondants. Le diamètre interne peut être choisi à une valeur quelconque, supérieure au diamètre du plateau 22. A l'étape 1, les plateaux 21, 22 et les guides 24 sont entraînés en rotation, dans le sens horaire à la figure 4, tandis que les rouleaux 26 restent fixes et roulent sur les bords de l'espace annulaire 20. Un conducteur 28 à bobiner arrive tangentiellement à l'espace annulaire 20 au niveau de l'un des rouleaux 26 qui redresse le conducteur 28 pour l'amener dans le plan des plateaux 21 et 22, c'est-à-dire dans le plan de la couche en cours de bobinage. Le conducteur 28 doit être redressé car, (somme cela est représenté dans une vue locale selon une flèche F, le conducteur 28 arrive avec un angle d'incidence inévitable par rapport aux plateaux 21 et 22.
Au fur et à mesure que les plateaux tournent, les spires s'accumulent dans l'espace 20 de l'intérieur vers l'exté- rieur grâce à la tension du conducteur 28 et au fait que les rou¬ leaux 26, en nombre suffisant, maintiennent les spires dans l'évidement 20 en empêchant que la spire en cours de formation ne croise la spire précédemment formée. A chaque fois qu'un guide externe 24e passe sous le rouleau 26 au niveau duquel arrive le conducteur 28, ce guide 24 est repoussé vers l'extérieur d'un pas par la nouvelle spire en cours de formation.
La figure 5A illustre une vue en coupe partielle de l'appareil de la figure 4 à l'étape 1. Cette figure 5A représente des couches de spires précédemment bobinées, qui ont été empilées dans un magasin situé au fond de l'espace annulaire 20, derrière la couche en cours de bobinage. Ces couches précédemment bobinées sont maintenues contre la couche en cours de bobinage et contre les guides 24 par un plateau 30. L'action combinée du plateau de magasin 30, des guides 24, et des rouleaux 26 assure le maintien à plat des couches bobinées.
Comme cela est représenté, les guides 24 ont une épais¬ seur inférieure au diamètre du conducteur à bobiner, ce qui favo¬ rise le maintien à plat de la couche en cours de bobinage par les rouleaux 26. La spire en cours de bobinage n'a d'autre possibi- lité que de se former radialement en repoussant le guide 24e. De préférence, les guides 24 comportent des chanfreins qui favo¬ risent leur écartement par la spire en cours de formation. Les couches précédemment bobinées sont stockées par tout moyen adéquat, par exemple entre un cylindre interne 32i et un cylindre externe 32e rapportés à l'arrière des plateaux 21 et 22, et tour¬ nant avec ceux-ci. De tels cylindres, généralement en carton, sont couramment employés pour manipuler des bobines de grandes dimensions.
Dans l'étape 2 représentée à la figure 4, la dernière spire de la couche vient d'être formée. Le diamètre externe atteint peut être choisi à une valeur quelconque, inférieure au diamètre interne du plateau 21. La couche qui vient d'être bobi¬ née doit être refoulée vers le magasin situé derrière. Pour cela, par exemple, les couples de guides 24i et 24e sont amenés en correspondance avec les rouleaux 26 et les guides 24i et 24e sont écartés suffisamment les uns des autres pour permettre aux rou¬ leaux 26 de pénétrer dans l'espace annulaire 20 et ainsi refouler vers le magasin la couche qui vient d'être bobinée.
La figure 5B illustre cette opération dans une vue de côté en coupe. En même temps que le rouleau 26 refoule la der¬ nière couche bobinée, le plateau 30 du magasin est bien entendu libéré pour permettre ce refoulement.
Selon une variante, le plateau 30 est fixe et c'est l'ensemble des plateaux tournants 21, 22 et des guides 24 qui est décalé d'un diamètre de conducteur, vers la droite dans la figure 5B.
Dans l'étape 3 représentée à la figure 4, les rouleaux 26 ont retrouvé leur position initiale, les guides externes 24e sont amenés à une position définissant le diamètre externe de la nouvelle couche, et les guides internes 24i sont amenés en contact avec les guides externes 24e. Les guides 24 ainsi placés empêchent la dernière couche bobinée de se défaire. Pour éviter qu'elle ne se défasse au moment où les rouleaux 26 rejoignent leur position initiale et avant que les guides 24 puissent être mis en place, ces opérations sont effectuées en au moins deux passes. Dans une première passe, elles sont effectuées dans les secteurs pairs des plateaux tournants tandis que la couche est maintenue en place dans les secteurs impairs. Dans la deuxième passe, les opérations sont effectuées dans les secteurs impairs, la couche étant maintenue au niveau des secteurs pairs.
Dans l'étape 4, une couche est en cours de bobinage de l'extérieur vers l'intérieur à partir de l'état de l'étape 3. Comme au cours de l'étape 1, les plateaux 21, 22 ainsi que les guides 24 sont entraînés en rotation dans le sens horaire. A chaque fois qu'un couple de guides 24 passe sous le rouleau 26 par lequel est alimenté le conducteur 28, le guide interne 24i est repoussé d'un pas vers l'intérieur par la nouvelle spire en cours de formation.
En fait, dans cette étape de bobinage, les spires sont enroulées autour des guides internes 24i. On constate donc qu'il faut prévoir un nombre relativement important de guides internes 24i de manière à couvrir le mieux possible le diamètre interne de l'espace annulaire 20. En effet, il se forme inévitablement des parties droites non souhaitées dans les spires au niveau des sec- teurs non couverts par des guides 24i adjacents.
Une fois que le diamètre interne souhaité est atteint, la couche qui vient d'être bobinée est refoulée dans le magasin de la manière décrite en relation avec les étapes 2 et 3, les guides internes 24i étant ensuite positionnés pour déterminer le diamètre interne d'une nouvelle couche à bobiner, et les guides externes 24e étant amenés au contact des guides internes 24i. Les étapes 1 à 4 sont alors répétées.
De préférence, tous les éléments mobiles de l'appareil sont commandés par des vérins, par exemple pneumatiques ou élec- triques. En coupant l'alimentation des vérins des guides 24, la position de ces guides est assurée avec une rigidité relativement importante. Aux étapes 1 et 4, le vérin associé au guide qui doit être repoussé par la spire en cours de formation est libéré. La position de libération est déterminée, par exemple, par un capteur qui détecte l'approche du rouleau 26 au niveau duquel est alimenté le conducteur 28.
De manière similaire, le vérin du plateau de magasin 30 est déplacé au moment où le rouleau 26 refoule la dernière couche bobinée.
De nombreuses variantes et modifications de la présente invention apparaîtront à l'homme du métier. Par exemple, si on dispose de place entre les couples de guides 24, les rouleaux 26 peuvent être prévus pour refouler les couches successives vers le magasin ailleurs qu'au niveau des couples de guides 24, de manière que ces guides 24 puissent tous être mis en place simul¬ tanément tandis que tous les rouleaux 26 sont encore dans une position de refoulement. Ceci facilite la commande des rouleaux et des guides par rapport à ce qui a été décrit, car l'ensemble des rouleaux et l'ensemble des guides peuvent être commandés simultanément. Selon une variante, on peut prévoir que les guides 24 soient évidés de manière qu'ils puissent être mis en place en évitant les rouleaux tandis que ces rouleaux sont encore dans une position de refoulement. Les plateaux 21, 22 et les guides 24 ont été décrits comme tournants, les rouleaux 26 étant fixes. Il est clair que les plateaux 21, 22 et les guides 24 pourraient être fixes et les rouleaux 26 tournants.
Bien entendu, la présente invention s'applique dans le cas où l'on souhaite bobiner plusieurs conducteurs 28 à la fois. Les plusieurs conducteurs sont alors bobinés en même temps dans une même couche.
L'invention n'est pas limitée à des spires de section circulaire. Elle s'applique à des spires de section quelconque, déterminée par le déplacement des guides 24.

Claims

REVENDICATIONS
1. Appareil pour bobiner des bobines du type comprenant une pluralité de couches de spires (1-11) bobinées autour d'un axe (A), les couches étant radiales et bobinées alternativement de l'intérieur vers l'extérieur et de l'extérieur vers l'inté- rieur, caractérisé en ce qu'il comprend : des guides de bobinage internes (24i) et externes (24e) répartis dans le plan d'une couche de spires en cours de bobinage, les guides externes étant escamotables à partir d'une position de contact avec les guides internes de manière à suivre le diamètre extérieur d'une couche en cours de bobinage de l'in¬ térieur vers l'extérieur, et les guides internes étant escamota¬ bles à partir d'une position de contact avec les guides externes de manière à suivre le diamètre intérieur d'une couche en cours de bobinage de l'extérieur vers l'intérieur ; un moyen de guidage fixe (26) pour amener un conduc¬ teur à bobiner (28) dans le plan des guides de bobinage et pour maintenir une première face de la couche en cours de bobinage ; et un mécanisme (26) de décalage axial d'une couche terminée vers un magasin du côté opposé au moyen de guidage.
2. Appareil de bobinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de guidage et le mécanisme de décalage comprennent conjointement une pluralité de rouleaux (26) à axe radial répartis sur la première face de la couche en cours de bobinage, ces rouleaux étant prévus pour pénétrer axialement entre les guides de bobinage externes et internes pour décaler une couche terminée.
3. Appareil de bobinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le magasin comporte un plateau (30) pour maintenir les couches bobinées du côté opposé au moyen de gui¬ dage, ce plateau étant escamotable axialement lors du refoulement de chaque couche terminée.
4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs sont de section rectangulaire.
5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le grand axe de la section rectangulaire des conducteurs est perpendiculaire à l'axe (A) des bobines.
6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs sont de section circulaire, chaque couche comprenant le même nombre de spires que la précédente et étant décalée radialement par rapport à la couche précédente d'un demi- diamètre de conducteur.
7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque spire comporte plusieurs conducteurs dans le plan de la couche associée.
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