Procédé de bobinage en couches d'une bobine d'électro-aimant et bobine obtenue par ce procédé. La présente invention a pour objet un pro cédé de bobinage en couches d'une bobine d'électro-aimant, consistant. en ce que l'on enroule autour d'un axe fixe au moins un fil par fractions de spire successives s'étendant suivant des arcs de cercle, de manière à for mer par ces spires au moins une couche de spires de diamètre uniforme, et en ce qu'on effectue cette opération de façon que les frac tions de spire successives du même fil soient décalées l'une par rapport. à l'autre dans une direction parallèle à l'axe fixe sur une dis tance légèrement supérieure à.
la moitié du diamètre du fil, le nombre de fractions de spire contenues dans la circonférence étant choisi égal à deux fois le nombre de fils à enrouler sur la même couche.
L'invention comprend également une bo bine d'électro-aimant obtenue par le procédé ci-dessus. Cette bobine est caractérisée en ce que chaque couche de spires de la bobine comprend au moins un fil enroulé autour .d'un axe fixe par fractions de spire successives, avec décalage des fractions successives de spire suivant. une direction parallèle à l'axe fixe sur une distance légèrement. supérieure à la moitié du diamètre du fil, le nombre de fractions de spire étant égal à. deux fois le nombre de fils à enrouler sur la même couche.
Suivant des mises en oeuvre particulières du procédé faisant l'objet de l'invention, on peut procéder à l'enroulement. d'un seul fil, auquel cas la direction de déplacement du fil dans le sens parallèle à l'axe de la bobine peut être inversée au moment- où l'on va for mer une deuxième couche de spires sur la couche de spires précédemment formée, chacune des demi-spires successives de cette deuxième couche étant alors décalée d'une distance légèrement supérieure à la moitié ,
du diamètre du fil dans le sens opposé à la direc tion suivant laquelle étaient décalées les demi- spires successives de la première couche, ou encore d'une manière phis générale, on peut utiliser plusieurs fils, auquel cas l'on enroule dans chaque couche plusieurs fils en fractions de spire successives, situées dans des plans perpendiculaires à l'axe de la bobine, avec dé calage de chacune des fractions de spire suc cessives de- chaque fil d'une couche, dans une même direction parallèle à l'axe de la bobine par rapport.
à la fraction précédente, les dé calages longitudinaux successifs de chaque spire de fil complète de la couche ayant une longueur totale légèrement supérieure à la somme des diamètres des différents fils.
Deux mises en aeuvre du procédé objet de l'invention et des variantes sont décrites ci- dessous, à titre d'exemple, en regard du dessin annexé qui représente deux bobines exécutées suivant ces mises en oeuvre et des dispositifs permettant d'établir ces bobines.
Les fig. l., 2 et 3 représentent l'une de ces bobines, respectivement. en élévation, en vue latérale et en coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la fig. 1. La fig. 4 représente en perspective et à plus petite échelle cette même bobine prête à être utilisée.
Les fig. 5 et 6 sont des vues respective ment en bout et en coupe axiale -du dispositif servant à l'enroulement de la bobine repré sentée aux fig. 1 à 4.
La fig. 7 est une vue en élévation du même dispositif, en coupe partielle suivant la ligne 7-7 de la fig. 5, le dispositif étant sup posé démonté.
Les fig. 8 et 9- sont respectivement une vue en bout suivant la ligne 8-8 de la fig. 7 et une coupe transversale suivant la ligne 9-9 de la fig. 6.
La fig. 10 est une -lie en élévation des quatre segments rainurés dont. la juxtaposi tion forme l'élément du dispositif représenté aux fig. 5 à 9, sur lequel se fait l'enroule ment de la bobine.
La fig. 11 représente, en coupe axiale et à plus grande échelle avec arrachement, l'un de ces segments avec des éléments de fil portés par lui.
La fig. 12 est une vue analogue cl'-Lin autre segment.
La fig. 13 est une -pie en plan du dispo sitif représenté aux fig. 5 à 9 et recevant son fil à partir d'un organe dévideur.
La. fig. 14 représente une variante des segments de la fig. 10.
La fig. 1..1a. est une vue en perspective d'une bobine obtenue par enroulement sur les segments de la fig. 14.
La fig. 15 représente une deuxième va riante des segments représentés à la fig. 10. Les fig. 1, 2 et 3 représentent une bobine d'électro-aimant enroulée par couches. Dans chaque couche, chaque opire complète com prend deux demi-spires 20, chaque demi- spire étant, décalée amalement par rapport à celle qui la précède immédiatement, comme on le voit en 21.
Ces décalages se font, dans la même direction axiale pour les spires d'une même couche et les décalages dans chacune des couches successives se font dans des di rections opposées à la direction du dé,caiage dans la couche immédiatement précédente. La plus grande partie de chaque demi- spire de chaque couche se trouve dans un plan perpendiculaire à l'axe de la. bobine et les plans des demi-spires successives sont écartés l'un de l'autre dune distance légère ment supérieure à la moitié du diamètre du fil.
Chaque demi-spire comporte une partie terminale oblique relativement courte, par laquelle elle est reliée à la demi-spire immé diatement suivante, de manière à assurer le décalage axial désiré;
les demi-spires se rac cordent ainsi de préférence suivant. une courbe ressemblant à un<B>S.</B> Chaque couche comprend le même nombre de spires et le plan de chaque demi-spire de la couche im médiatement suivante se trouve à une dis tance sensiblement écale des plans des deux demi-spires adjacentes de la. couche immé diatement précédente, de sorte que les demi- spires de chaque couche sont, logées dans les creux en forme de gorges apparaissant entre les parties extérieures des demi-spires de la couche immédiatement précédente.
Ainsi, le décalage axial des demi spires d'une couche par rapport à celles d'une couche adjacente correspond sensiblement à. la moitié du dia- niètre du fil, de telle sorte que la. bobine a deq faces terminales relativement lisses ne pré sentant pas de saillies notables. Les demi- spires extrêmes sont reliées en effet par des raccordements 22 à, chaque extrémité de la bobine et, par suite dit décalage longitudinal des couches successives, ces raccordements sont relativement lisses et peu proéminents.
On obtient. la. bobine qui vient d'être dé crite en amenant le bout. 23 d'un trongon de fil à un dispositif de bobinage que l'on fait tourner pour y enrouler le fil. Ce dispositif de bobinage comporte des moyens de guidage pour le fil, destinés à assurer le serrage des spires, un dispositif non représenté étant prévu pour renverser le mouvement. du fil à chaque extrémité de course; il est donc inu tile de prévoir un guidage indépendant et. il suffit de freiner par friction le mouvement longitudinal du fil pour amener le fil à s'en rouler en spires serrées sur le dispositif de bobinage.
En cours de bobinage et à la fin de la formation de la première demi-spire, on amène le fil à se déplacer dans le sens axial du dispositif de bobinage, en vue de la for mation de la demi-spire suivante, dans un plan décalé par rapport au plan de la. pre- iiiière demi-spire, la distance entre ces deux plans étant légèrement. supérieure à la moitié du diamètre du fil; à la fin de la formation de la deuxième demi-spire, le fil se retrouve an contact. de la première demi-spire en un point voisin de celui où le fil a. commencé son enroulement.
Le fil est à ce moment déplacé aiialement et termine la deuxième demi-spire considérée suivant une oblique, avant de com mencer la formation de la troisième demi- spire dans un plan dont l'écartement longi tudinal par rapport au plan de la deuxième demi-spire est égal à celui existant entre les plans de la deuxième et de la première demi- spire. Chaque spire suivante vient se former au contact de la spire complète précédente avec décalage correspondant des éléments de chaque spire complète par rapport à la spire précédente jusqu'à ce que la couche entière soit.
formée. On commence ensuite la couche suivante avec renversement de la direction de déplacement axial du fil, cette couche suivante, étant formée par des demi-spires décalées les unes par rapport aux autres, comme dans le cas de la première couche décrite.
Bien que l'on vienne de décrire un pro cédé de bobinage par enroulement du fil par demi-spires décalées dans le sens longitudinal, i i est évident que l'on pourrait. enrouler le fil par fractions de spire complètes, par quarts par exemple; de plus, on peut enrouler aussi bien en même temps deux fils on davantage en spires contiguës.
Le dispositif de bobinage représenté aux fig. 5 à. 9 comprend deux pièces ou joues 25 et 26 destinées à être rapprochées ou écartées lune de l'autre de part. et d'autre d'une partie cylindrique rainurée 30-31 servant au bobi nage. Lorsque les joues 25, 26 (fig. 6) sont. écartées suffisamment l'une de l'autre, on peut enlever la bobine 20 qui a. été formée sur la partie cylindrique avant écartement desdites pièces 25, 26. L'écartement normal des joues 25, 26 au cours du bobinage corres pond à la longueur axiale de la bobine à for mer.
La joue 25 est. solidaire d'un moyeu 27 calé sur un arbre d'entraînement 28, tandis que la joue 26 est fixée sur un arbre 29 aligné sur l'arbre 28, cet. ensemble 26-29 pouvant être déplacé dans le sens axial par rapport à la joue 25. En position d'enroulement, les joues 25 et 26 sont. solidarisées pour tourner ensemble.
La, partie cylindrique 30-31 montée entre les parois en regard des joues 25, 26 est cons tituée dans le sens périphérique par plusieurs segments successifs dont la surface extérieure est cylindrique et dont l'axe de courbure se confond avec l'axe des arbres 28, 29. Ces seg ments peuvent, être rapprochés de cet axe pour permettre l'enlèvement de la bobine en roulée sur la partie constituée par l'ensemble des segments.
Dans l'exemple représenté, on a recours à deux paires successives de segments sem blables 30 et 31. Chacun de ces segments pré sente des rainures périphériques ménagées dans des plans transversaux successifs, les rainures correspondantes des segments de chaque paire 30 ou 31 se prolongeant. l'une L'autre pour former une .seule rainure dont la longueur périphérique est. légèrement infé rieure à la moitié de la périphérie totale de la, partie cylindrique 30-31. Les segments sont portés par la joue 25 tout en pouvant se déplacer légèrement, dans le sens radial.
La joue 25 présente un évidement cylindrique borgne 3 2 avant pour axe l'axe de l'arbre 28, pour recevoir les extrémités correspondantes 33 des serments dont l'épaisseur est réduite à cet effet. en ce point dans le seras radial. La joue 25 comporte de plus en alignement ra dial par rapport à l'emplacement occupé par l'extrémité 33 de chaque segment un alésage 35 dans lequel peut coulisser un plongeur 36 muni d'une tête 37 pouvant pénétrer dans un évidement, ménagé à cet effet. dans la face extérieure de l'extrémité 33 du segment cor respondant.
Le plongeur 36 est repoussé vers ce dernier évidement par un ressort 38 en roulé autour du plongeur entre sa tête 37 :et un bouchon creux 39 vissé dans l'extrémité extérieure de l'alésage 35 et. recevant l'extré mité extérieure du plongeur coulissant dans ledit évidement. Les surfaces intérieures des différents segments, formant les éléments d'une surface tronconique commune, sont. por tées par un noyau .conique 40 solidaire de la joue 26.
Ce noyau est destiné à repousser vers l'extérieur les différents segments lorsque les joues 25 et 26 sont dans leur position de bo binage pour laquelle le noyau pénètre à fond à l'intérieur de l'ensemble des segments de telle sorte que le diamètre de la pièce formée par l'ensemble des segments prenne une va leur permettant l'enroulement du fil. Dans cette position, chaque segment se trouve lé gèrement écarté des segments voisins, comme représenté à la fig. 9.
Dans l'exemple repré senté, l'extrémité intérieure du noyau co nique 40 présente des encoches radiales 40a susceptibles de recevoir par l'avant des doigts 40b fixés sur le moyeu 27 de la joue 25, de manière à obliger les deux joues 25 et 26 à tourner solidairement.
Les rainures prévues à la surface de chacune des paires de segments dans des plans perpendiculaires à l'axe de la partie cylindrique 30-31 sont décalées dans le sens de l'axe de la. bobine de telle manière que les plans des rainures d'une paire de segments passent entre les plans des rainures de l'autre paire et se trouvent à une distance de ces derniers plans qui est légèrement supé rieure à la moitié du diamètre du fil à en rouler. Dans l'exemple représenté, la:joue 26 présente une fente oblique 41 (fig. 7 et 8) destinée à recevoir l'extrémité 23 du fil à enrouler sur le dispositif à bobiner.
La rai nure 42 (voir fig. 10) ménagée à l'extrémité des deux segments 30 au voisinage immédiat. de la. joue 26 se trouve par son plan moyen à 1-me distance de la surface intérieure de cette joue qui est légèrement supérieure à la moitié du diamètre du fil et l'extrémité for- niant entrée dans la rainure :considérée est disposée de telle manière par rapport à la fente 41 que le fil sortant de cette dernière pénètre directement dans cette rainure, La rainure 43 formée sur les deux autres seg ments 31 au voisinage immédiat de la paroi 26 est à une distance de cette paroi qui est.
légèrement supérieure au diamètre du fil et la face extérieure inclinée de cette rainure se prolonge jusqu'à la surface intérieure de la joue \?6. Lorsqu'on fait. tourner le dispositif de bobinage et que la première demi-spire est sur le point, d'être terminée, le fil vient .au contact de la surface extérieure de la, rainure 43 des segments 31 et il est, ainsi guidé vers cette dernière de telle sorte que la deuxième demi-spire se trouve dans un plan décalé axialement par rapport. à, celui de la pre mière demi-spire d'une longueur légèrement,
supérieure à la moitié du diamètre du fil, comme on le voit sur les fi-.<B>11</B> et 12. Lorsque la deuxième demi-spire est sur le point. d'être terminée, le fil vient au contact de la. pre mière demi-spire en un point voisin de l'en droit où cette dernière arrive au contact. de la joue 26 au sortir de la fente 41, de telle sorte qu'elle est à nouveau décalée axialement et pénètre dans la rainure suivante des seg ments 30; le dispositif de bobinage continuant à tourner, le fil s'enroule au contact de la demi-spire précédente et les décalages des demi-spires successives, dans le sens qui. vient. d'être indiqué, continuent jusqu'à terminai son de la première couche.
Dans l'exemple représenté, les rainures des segments ont en coupe une section trans versale en forme de<B>V,</B> le plan médian de chaque rainure passant. par la pointe du<B>V.</B> Bien entendu, ces rainures pourraient présen ter aussi bien une autre forme que celle d'un V en section droite.
Le plan moyen de la rainure 44 qui se trouve à l'autre extrémité des segments 30, c'est-à-dire au voisinage immédiat de la joue 25, se trouve à une distance de celle-ci légère ment supérieure au diamètre du fil et le plan de la rainure correspondante 45 des segments 31 se trouve à une distance de cette joue 215 légèrement supérieure à. la moitié du dia mètre de ce fil. Ainsi, la première demi-spire de la dernière spire complète de la première couche est écartée de la. joue 25 et la deuxième demi spire de cette dernière spire complète est au contact de cette joue.
Lorsque cette dernière spire est terminée, le fil est ramené par-dessus la première demi-spire de cette dernière spire et. s'appuie sur celle-ci ainsi que sur la joute 25. Quand la première demi- spire de la deuxième couche est sur le point d'être terminée, le fil vient au contact de la deuxième demi-spire de la. dernière spire complète avec décalage suivant. l'axe dans le sens opposé aux décalages de la première couche, ce qui permet. l'enroulement de la deuxième demi-spire de la première spire de la deuxième couche.
Ensuite, le fil s'engage dans la gorge for tnée entre les spires adjacentes de la pre mière couche et chaque changement de plan dû à un décalage entre les demi-spires succes sives de la couche précédente oblige chacune des demi-spires de la couche suivante à se décaler d'une même quantité mais dans le sens opposé aux décalages de la couche pré cédente.
Les différentes couches sont ainsi enrou lées successivement. en sens opposés et, lorsque la bobine a. été complètement. enroulée, elle est liée, comme représenté à la fig. 4, de ma nière à empêcher tout déplacement relatif des spires lorsqu'on retire la bobine. A cet, effet, il est prévu dans les joues du dispositif de bobinage des fentes radiales 47 et 48 permet tant l'introduction d'un lien, en cordage par exemple, avant le début. du bobinage, ce lien étant. noué autour de la bobine suie fois que cette dernière est complètement. terminée.
Lorsque la bobine est liée, on éloigne dans le sens axial la. joue 26 et le noyau conique 40 qui en est solidaire de manière à libérer les segments 30 et 31 qui peuvent se déplacer ainsi vers leur axe sous l'action des plongeurs 36 sollicités par les ressorts 38, de manière que la partie cylindrique constituée par les segments 30 et. 31 se contracte et. permette l'enlèvement. de la bobine.
Comme il a été dit ci-dessus, on écarte à nouveau les segments les uns des autres sous l'action de la réintroduc- tion du noyau lorsqu'ils doivent reprendre leur position de bobinage. Par contre, lorsque le noyau est retiré, les segments sont repous- sés vers l'intérieur par les plongeurs tout en conservant leur distribution annulaire du fait qu'ils reposent sur le noyau conique que l'on a éloigné longitudinalement et cela jusqu'au moment où les bords des segments adjacents viennent en contact.
A ce moment, l'ensemble des segments ne peut plus s'affaisser et prend une position stable permettant la réintroduc- tion ultérieure du noyau conique. En résumé, lorsqu'on a écarté les joues 25 et 26, on peut dégager la bobine des segments qui se sont affaissés et l'on peut ensuite rapprocher les joues 25 et 26 pour réintroduire le noyau entre lesdits segments qui reprennent leur po sition de travail et permettent l'enroulement d'une autre bobine sans organe de guidage spécial pour le fil;
celui-ci peut être dévidé à partir d'une bobine d'alimentation après avoir fait deux ou trois tours autour d'une poulie ou autre organe de friction 46 (fig.13 ) prévu à une faible .distance du dispositif de bobinage. Le fil provenant de cet organe 46 pénètre dans la fente 41 du dispositif de bo binage pour être entraîné par celui-ci et la résistance produite par l'organe de friction <B>46</B> est. suffisante pour que le fil reste tendu et s'applique d'une manière serrée autour du cylindre constitué par les segments.
Il est parfois avantageux de faire com prendre à chaque couche de la bobine -un nombre entier de spires complètes plus une demi-spire complémentaire. A. cet effet, on renverse le sens du mouvement du fil à la fin de la. demi-spire qui suit la dernière spire complète de chaque couche.
La fig. 15 montre les segments d'un dis positif permettant d'obtenir une telle demi- spire complémentaire. Ce dispositif com prend deux segments C identiques avec les- quels le fil vient d'abord en contact, les diffé rentes rainures de chaque segment présentant la même largeur et les rainures correspon dantes des deux seb vents étant disposées dans Lui même plan.
Les deux autres segmenta D sont également identiques et. les rainures cor respondantes de cese derniers segments se trouvent également dans le même plan; toute- rois, chaque segment D ,comporte à chaque extrémité une rainure plus large 49 analogue à la rainure 43 des segments 31 de la fig. 10. Les rainures des segments D se trouvent dans des plans disposés entre les plans des deux rainures successives correspondantes des seg ments C.
Les surfaces extérieures plus larges des rainures d'extrémité 49 voisines de la joue 26 produisent un décalage de la deuxième demi-spire de la première spire de la pre mière couche de la. manière décrite ci-dessus. La dernière demi-spire de .cette couche est terminée quand le fil quitte la dernière rai nure des segments C au voisinage de la joue 25, comme indiqué en 1a, après avoir formé la demi-spire complémentaire de la couche au contact de la dernière spire complète.
Le fil est ensuite ramené vers l'intérieur à la fin de cette demi-spire complémentaire de la ma nière indiquée ci-dessus et la couche suivante est exécutée de la même manière que la pre mière. Les différentes demi-spires supplémen taires des couches successives sont ainsi dis posées à tour de rôle à chacune des extrémités de la bobine.
La bobine peut aussi être constituée par l'enroulement. de deux tronçons de fil dis tincts ou davantage, ces différents tronçons étant enroulés simultanément sur des lon gueurs -correspondant à des parties entières d'une spire complète, avec des décalages simultanés des différents tronçons à la fin de l'enroulement de ces différentes longueurs fractionnées. La fig. 14 représente des seg ments assurant l'enroulement simultané de deux tronçons de fil sur les longueurs cor respondant chacune à un quart de spire.
Chacun des quatre segments E, F, <I>G, H</I> com porte à une extrémité une rainure large 50, les rainures 50 des segments E et G se trou vant aux .extrémités -de ces derniers qui sont voisines de la joue 25, alors que les rainures 50 des segments F et H sont établies aux extrémités de ceux-ci qui sont voisines de la joue opposée 26. Chaque rainure du segment F est décalée par rapport à la rainure cor respondante du segmeilt E d'une longueur légèrement supérieure à la moitié du dia- mètre du fil à. enrouler.
De même, chaque rainure du segment C= est décalée par rapport à la rainure correspondante dit segment F d'une longueur égale et. de même pour les rainures du segment<I>II</I> par rapport aux rai nures du segment G. Le dispositif de bobi nage tourne dans le sens correspondant à la suite des segments<I>H, G,</I> F, E. Le fil 1 à. enrouler pénètre dans le dispositif de bobi nage par le bord avant du segment. E et un deuxième fil 2 pénètre dans le dispositif par le bord avant du segment. G.
Lorsque le dispositif de bobinage eoin- mence à fonctionner, les premiers quarts de spire de chaque fil sont enroulés respective ment dans les rainures extrêmes correspon dantes des segments E et G, et leurs deuxièmes quarts de spire sont formés res pectivement dans les rainures phis larges des segments<I>F et H</I> qui font suite aux rainures considérées, de manière à assurer le décalage des deux fils vers l'intérieur de la. bobine. Au moment de l'enroulement. du troisième quart de spire, le fil 1 vient, au contact avec le fil 2 à proximité du point. d'entrée de ce dernier dans le dispositif de bobinage et. est dévié par ledit. fil 2 vers la deuxième rainure du segment G.
Le quatrième quart de spire du fil 1 est obtenu au contact du deuxième quart de spire du fil 2 à. l'intérieur de la deuxième rainure du segment. H. Le dispositif de bobi nage .continuant à tourner, le fil 2 vient au contact des parties successivement décalées formant. les quarts de spire précédents du fil 1 pour être décalé par celles-ci, tandis que le fil 1 est lui-même au contact des quarts de spire successifs du fil 2 qui lui font subir les décalages successifs désirés.
Lorsque le fil 7- à formé sa dernière spire complète de la première couche, il quitte le segment<I>II,</I> comme représenté en 1a, pour commencer la formation de la. deuxième couche par enroulement. sur les spires de la première -ouche. Le fil 2 termine en même temps sa dernière spire de la première couche et quitte le segment F, .comme représenté en 2a, pour commencer la formation de la deuxième couche par enroulement sur la.
première couche. Ainsi, chaque couche est, formée par plusieurs quarts de spire succes sifs de chacun des deux fils et chaque surface terminale de la bobine enroulée comporte quatre éléments de raccordement décalés de 90 entre eux, comme on le voit à la fig. 14a.
A method of winding in layers an electromagnet coil and a coil obtained by this method. The present invention relates to a process for winding in layers an electromagnet coil, consisting. in that at least one wire is wound around a fixed axis by successive fractions of turns extending in arcs of a circle, so as to form by these turns at least one layer of turns of uniform diameter, and in that this operation is carried out so that the successive fractions of turns of the same wire are offset with respect to one another. to the other in a direction parallel to the fixed axis over a distance slightly greater than.
half of the diameter of the wire, the number of fractions of a turn contained in the circumference being chosen equal to twice the number of wires to be wound on the same layer.
The invention also comprises an electromagnet coil obtained by the above method. This coil is characterized in that each layer of turns of the coil comprises at least one wire wound around a fixed axis by successive fractions of turns, with shifting of the successive fractions of the following turn. a direction parallel to the fixed axis for a distance slightly. greater than half the diameter of the wire, the number of turn fractions being equal to. twice the number of threads to be wound on the same layer.
According to particular implementations of the method forming the subject of the invention, the winding can be carried out. of a single wire, in which case the direction of movement of the wire in the direction parallel to the axis of the spool can be reversed when a second layer of turns is formed on the layer of turns previously formed , each of the successive half-turns of this second layer then being offset by a distance slightly greater than half,
the diameter of the wire in the direction opposite to the direction in which the successive half-turns of the first layer were offset, or in general, several wires can be used, in which case one wound in each layer several threads in successive fractions of turns, located in planes perpendicular to the axis of the spool, with offset of each of the successive fractions of turn of each thread of a layer, in the same direction parallel to the axis of the coil compared.
in the preceding fraction, the successive longitudinal offsets of each complete turn of wire of the layer having a total length slightly greater than the sum of the diameters of the various wires.
Two implementations of the method which is the subject of the invention and of the variants are described below, by way of example, with reference to the appended drawing which shows two coils executed according to these implementations and devices making it possible to establish these coils. .
Figs. 1, 2 and 3 represent one of these coils, respectively. in elevation, in side view and in cross section taken on line 3-3 of FIG. 1. FIG. 4 shows in perspective and on a smaller scale the same coil ready to be used.
Figs. 5 and 6 are respectively end and axial sectional views of the device for winding the coil shown in FIGS. 1 to 4.
Fig. 7 is an elevational view of the same device, in partial section along line 7-7 of FIG. 5, the device being supposed to be dismantled.
Figs. 8 and 9- are respectively an end view taken along line 8-8 of FIG. 7 and a cross section taken on line 9-9 of FIG. 6.
Fig. 10 is a -lie in elevation of the four grooved segments including. the juxtaposition forms the element of the device shown in FIGS. 5 to 9, on which the coil is wound.
Fig. 11 shows, in axial section and on a larger scale with cutaway, one of these segments with wire elements carried by it.
Fig. 12 is a similar view of the other segment.
Fig. 13 is a -pie plan of the device shown in FIGS. 5 to 9 and receiving its thread from a reel member.
Fig. 14 shows a variant of the segments of FIG. 10.
Fig. 1..1a. is a perspective view of a coil obtained by winding on the segments of FIG. 14.
Fig. 15 shows a second variant of the segments shown in FIG. 10. Figs. 1, 2 and 3 represent an electromagnet coil wound in layers. In each layer, each complete opire comprises two half-turns 20, each half-turn being offset amalement compared to that which immediately precedes it, as seen in 21.
These offsets are made in the same axial direction for the turns of the same layer and the offsets in each of the successive layers are made in directions opposite to the direction of the cutting in the immediately preceding layer. The greater part of each half-turn of each layer lies in a plane perpendicular to the axis of the. coil and the planes of the successive half-turns are spaced from each other by a distance slightly greater than half the diameter of the wire.
Each half-turn has a relatively short oblique end part, by which it is connected to the immediately following half-turn, so as to ensure the desired axial offset;
the half-turns are thus connected preferably next. a curve resembling a <B> S. </B> Each layer has the same number of turns and the plane of each half-turn of the immediately following layer is at a distance substantially equal to the planes of the two halves. adjacent turns of the. immediately preceding layer, so that the half-turns of each layer are housed in the groove-shaped recesses appearing between the outer parts of the half-turns of the immediately preceding layer.
Thus, the axial offset of the half-turns of a layer relative to those of an adjacent layer corresponds substantially to. half of the diameter of the wire, so that the. coil has two relatively smooth end faces with no noticeable protrusions. The end half-turns are in fact connected by connections 22 to each end of the coil and, consequently called the longitudinal offset of the successive layers, these connections are relatively smooth and not very prominent.
We obtain. the. coil which has just been described by bringing the end. 23 from a wire section to a winding device which is rotated to wind the wire there. This winding device comprises guide means for the wire, intended to ensure the tightening of the turns, a device not shown being provided to reverse the movement. wire at each end of stroke; it is therefore useless to provide independent guidance and. it suffices to brake the longitudinal movement of the wire by friction to cause the wire to be rolled up in tight turns on the winding device.
During winding and at the end of the formation of the first half-turn, the wire is caused to move in the axial direction of the winding device, with a view to forming the next half-turn, in a plane offset from the plane of the. first half-turn, the distance between these two planes being slightly. greater than half the diameter of the wire; at the end of the formation of the second half-turn, the wire is found in contact. of the first half-turn at a point close to that where the wire a. started its winding.
The wire is at this moment moved aiially and ends the second half-turn considered following an oblique, before starting the formation of the third half-turn in a plane whose longitudinal distance from the plane of the second half-turn. turn is equal to that existing between the planes of the second and the first half-turn. Each following turn is formed in contact with the previous complete turn with corresponding offset of the elements of each complete turn with respect to the previous turn until the entire layer is.
formed. The next layer is then started with reversal of the direction of axial movement of the wire, this next layer being formed by half-turns offset from one another, as in the case of the first layer described.
Although we have just described a winding process by winding the wire in half-turns offset in the longitudinal direction, it is obvious that one could. winding the wire in complete fractions of turns, for example in quarters; moreover, it is possible to wind two or more threads at the same time in contiguous turns.
The winding device shown in FIGS. 5 to. 9 comprises two parts or cheeks 25 and 26 intended to be brought together or separated one from the other on either side. and the other of a grooved cylindrical part 30-31 used for the cleaning. When the cheeks 25, 26 (fig. 6) are. sufficiently spaced from each other, it is possible to remove the coil 20 which has. was formed on the cylindrical part before spacing said parts 25, 26. The normal spacing of the cheeks 25, 26 during winding corresponds to the axial length of the forging coil.
Cheek 25 is. integral with a hub 27 wedged on a drive shaft 28, while the cheek 26 is fixed to a shaft 29 aligned with the shaft 28, this. assembly 26-29 can be moved in the axial direction relative to the cheek 25. In the winding position, the cheeks 25 and 26 are. united to turn together.
The cylindrical part 30-31 mounted between the facing walls of the cheeks 25, 26 is constituted in the peripheral direction by several successive segments whose outer surface is cylindrical and whose axis of curvature merges with the axis of the shafts. 28, 29. These segments can be brought closer to this axis to allow the removal of the rolled coil on the part formed by all the segments.
In the example shown, recourse is had to two successive pairs of similar segments 30 and 31. Each of these segments has peripheral grooves formed in successive transverse planes, the corresponding grooves of the segments of each pair 30 or 31 extending . one The other to form a .seule groove whose peripheral length is. slightly less than half of the total periphery of the cylindrical part 30-31. The segments are carried by the cheek 25 while being able to move slightly, in the radial direction.
The cheek 25 has a blind cylindrical recess 32 for its axis axis of the shaft 28, to receive the corresponding ends 33 of the oaths, the thickness of which is reduced for this purpose. at this point in the radial line. The cheek 25 further comprises in ra dial alignment with respect to the location occupied by the end 33 of each segment a bore 35 in which can slide a plunger 36 provided with a head 37 capable of penetrating into a recess, formed at this effect. in the outer face of the end 33 of the corresponding segment.
The plunger 36 is pushed towards the latter recess by a spring 38 rolled around the plunger between its head 37: and a hollow plug 39 screwed into the outer end of the bore 35 and. receiving the outer end of the plunger sliding in said recess. The interior surfaces of the different segments, forming the elements of a common frustoconical surface, are. carried by a conical core 40 integral with the cheek 26.
This core is intended to push the various segments outwards when the cheeks 25 and 26 are in their winding position for which the core fully penetrates inside all of the segments so that the diameter of the part formed by all of the segments takes a step allowing them to wind the wire. In this position, each segment is slightly separated from neighboring segments, as shown in FIG. 9.
In the example shown, the inner end of the conical core 40 has radial notches 40a capable of receiving from the front fingers 40b fixed to the hub 27 of the cheek 25, so as to force the two cheeks 25 and 26 to turn jointly.
The grooves provided on the surface of each of the pairs of segments in planes perpendicular to the axis of the cylindrical portion 30-31 are offset in the direction of the axis of the. spool in such a way that the planes of the grooves of one pair of segments pass between the planes of the grooves of the other pair and lie at a distance from these latter planes which is slightly greater than half the diameter of the wire to be to roll. In the example shown, the cheek 26 has an oblique slot 41 (FIGS. 7 and 8) intended to receive the end 23 of the wire to be wound on the device to be wound up.
The groove 42 (see FIG. 10) formed at the end of the two segments 30 in the immediate vicinity. of the. cheek 26 is located by its mean plane at 1-me distance from the inner surface of this cheek which is slightly greater than half the diameter of the wire and the end forming entered into the groove: considered is so arranged by compared to the slot 41 that the wire coming out of the latter enters directly into this groove, The groove 43 formed on the other two segments 31 in the immediate vicinity of the wall 26 is at a distance from this wall which is.
slightly larger than the diameter of the wire and the inclined outer face of this groove extends to the inner surface of the cheek \? 6. When we do. turn the winding device and the first half-turn is about to be completed, the wire comes into contact with the outer surface of the groove 43 of the segments 31 and is thus guided towards the latter by such that the second half-turn is located in a plane offset axially with respect to it. to, that of the first half-turn of a length slightly,
greater than half of the wire diameter, as seen in Figures <B> 11 </B> and 12. When the second half-turn is on point. to be completed, the wire comes into contact with the. first half-turn at a point close to the right where the latter comes into contact. of the cheek 26 on leaving the slot 41, so that it is again axially offset and enters the following groove of the segments 30; the winding device continuing to rotate, the wire is wound in contact with the preceding half-turn and the offsets of the successive half-turns, in the direction which. is coming. to be indicated, continue until the end of the first layer.
In the example shown, the grooves of the segments have in cross section a transverse section in the form of <B> V, </B> the median plane of each passing groove. by the point of the <B> V. </B> Of course, these grooves could present as well a shape other than that of a V in straight section.
The mean plane of the groove 44 which is at the other end of the segments 30, that is to say in the immediate vicinity of the cheek 25, is at a distance from the latter slightly greater than the diameter of the wire. and the plane of the corresponding groove 45 of the segments 31 is located at a distance from this cheek 215 slightly greater than. half the diameter of this wire. Thus, the first half-turn of the last complete turn of the first layer is separated from the. cheek 25 and the second half turn of this last complete turn is in contact with this cheek.
When this last turn is completed, the wire is brought back over the first half-turn of this last turn and. is based on this as well as on the joust 25. When the first half-turn of the second layer is about to be completed, the wire comes into contact with the second half-turn of the. last complete turn with next offset. the axis in the opposite direction to the offsets of the first layer, allowing. the winding of the second half-turn of the first turn of the second layer.
Then, the wire engages in the groove formed between the adjacent turns of the first layer and each change of plane due to an offset between the successive half-turns of the previous layer forces each of the half-turns of the layer next to shift by the same amount but in the opposite direction to the shifts of the previous layer.
The different layers are thus wound up successively. in opposite directions and, when the coil a. been completely. rolled up, it is tied, as shown in fig. 4, so as to prevent any relative movement of the turns when the coil is removed. To this end, radial slots 47 and 48 are provided in the cheeks of the winding device so as to allow the introduction of a tie, for example in rope, before the start. winding, this link being. tied around the soot coil once the latter is completely. finished.
When the coil is tied, it moves away in the axial direction. cheek 26 and the conical core 40 which is integral with it so as to release the segments 30 and 31 which can thus move towards their axis under the action of the plungers 36 urged by the springs 38, so that the cylindrical part formed by the segments 30 and. 31 contracts and. allow removal. of the coil.
As stated above, the segments are again separated from one another under the action of reintroducing the core when they have to resume their winding position. On the other hand, when the core is withdrawn, the segments are pushed back inwards by the plungers while retaining their annular distribution due to the fact that they rest on the conical core which has been moved away longitudinally until when the edges of adjacent segments come into contact.
At this moment, all the segments can no longer collapse and take a stable position allowing the subsequent reintroduction of the conical core. In summary, when the cheeks 25 and 26 have been moved aside, the coil can be released from the segments which have sagged and the cheeks 25 and 26 can then be brought together to reintroduce the core between said segments which resume their position of work and allow the winding of another spool without a special guide member for the wire;
the latter can be unwound from a supply reel after having made two or three turns around a pulley or other friction member 46 (fig.13) provided at a small distance from the winding device. The wire coming from this member 46 enters the slot 41 of the winding device to be driven by the latter and the resistance produced by the friction member <B> 46 </B> is. sufficient so that the wire remains taut and applies in a tight manner around the cylinder formed by the segments.
It is sometimes advantageous to have each layer of the coil comprise a whole number of complete turns plus a complementary half-turn. A. For this purpose, the direction of movement of the thread is reversed at the end of the. half-turn that follows the last complete turn of each layer.
Fig. 15 shows the segments of a positive device making it possible to obtain such a complementary half-turn. This device comprises two identical segments C with which the wire first comes into contact, the different grooves of each segment having the same width and the corresponding grooves of the two seb vents being arranged in itself the same plane.
The other two D segments are also identical and. the corresponding grooves of these last segments are also in the same plane; however, each segment D comprises at each end a wider groove 49 similar to the groove 43 of the segments 31 of FIG. 10. The grooves of the segments D lie in planes arranged between the planes of the two corresponding successive grooves of the segments C.
The wider outer surfaces of the end grooves 49 adjacent to the cheek 26 produce an offset of the second half-turn from the first turn of the first layer of the. manner described above. The last half-turn of this layer is completed when the wire leaves the last groove of the segments C in the vicinity of the cheek 25, as indicated in 1a, after having formed the complementary half-turn of the layer in contact with the last complete turn.
The thread is then brought inwards at the end of this complementary half-turn in the manner indicated above and the next layer is carried out in the same way as the first. The various additional half-turns of the successive layers are thus arranged in turn at each end of the coil.
The coil can also be constituted by the winding. of two or more distinct wire sections, these various sections being wound up simultaneously on lengths corresponding to entire parts of a complete turn, with simultaneous offsets of the various sections at the end of the winding of these various lengths fractionated. Fig. 14 shows segments ensuring the simultaneous winding of two sections of wire over the lengths each corresponding to a quarter turn.
Each of the four segments E, F, <I> G, H </I> has at one end a wide groove 50, the grooves 50 of the segments E and G being located at the ends of the latter which are adjacent to the cheek 25, while the grooves 50 of the segments F and H are established at the ends of these which are adjacent to the opposite cheek 26. Each groove of the segment F is offset from the corresponding groove of the segment E of a length slightly greater than half the diameter of the wire. wrap.
Likewise, each groove of the segment C = is offset with respect to the corresponding groove called segment F by an equal length and. the same for the grooves of segment <I> II </I> with respect to the grooves of segment G. The polishing device turns in the corresponding direction following the segments <I> H, G, </I> F, E. The thread 1 to. wrap enters the bobbin swimmer from the front edge of the segment. E and a second wire 2 enters the device from the front edge of the segment. G.
When the winding device begins to operate, the first quarter turns of each wire are wound respectively in the corresponding end grooves of segments E and G, and their second quarter turns are formed respectively in the broad phis grooves. segments <I> F and H </I> which follow the grooves considered, so as to ensure the offset of the two wires towards the inside of the. coil. At the time of winding. of the third quarter turn, the wire 1 comes into contact with the wire 2 near the point. entry of the latter into the winding device and. is deviated by said. wire 2 to the second groove of segment G.
The fourth quarter turn of wire 1 is obtained in contact with the second quarter turn of wire 2 to. inside the second groove of the segment. H. The winding device .continuing to rotate, the wire 2 comes into contact with the successively offset parts forming. the previous quarter turns of the wire 1 to be offset by them, while the wire 1 is itself in contact with the successive quarter turns of the wire 2 which cause it to undergo the desired successive shifts.
When the wire 7- has formed its last complete turn of the first layer, it leaves the segment <I> II, </I> as shown in 1a, to begin the formation of the. second layer by winding. on the turns of the first layer. The wire 2 ends at the same time its last turn of the first layer and leaves the segment F, .as shown in 2a, to begin the formation of the second layer by winding on the.
first layer. Thus, each layer is formed by several successive quarter turns of each of the two wires and each end surface of the wound coil comprises four connecting elements offset by 90 from each other, as seen in FIG. 14a.