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L'invention concerne un procédé de fabrication d'un noyau ferromagnétique affectant pratiquement la forme d'une tore creux subdivisé en lamelles par des plan radiaux, c'est-à-dire des plans passant par l'axe du tore, et par au moins un plan transversal, en particulier pour un transformateur ou une bobine de self.
Comparativement aux noyaux constitués par des tôles empilées en forme de E et de I, ce transformateur à culasse permet de réaliser une économie en fer de 17% et une économie en cuivre d'environ 8%. De plus, le champ de dispersion du transformateur ( ou de la bobine de self) peut être très faible. Toutefois, la fabrication des lamelles trapézoïdales présente des difficultés. L'invention fournit un procédé de fabrication approprié et suffisamment bon marché du noyau.
Suivant l'invention, chacune des partiesddu noyau, séparées par un plan transversal, est réalisée en une seule opération en exerçant sur un produit intermédiaire, essentiellement annulaire et subdivisé, par des plans radiaux, en lamelles de préférence isolées entre elles, dans une matrice, à l'aidé d'un poinçon cylindrique ou tubulaire de forme appropriée, une pression axiale telle que l'on obtienne la forme désirée.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fere bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les partioularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Les fig. 1 et 2 représentent en deux vues une lamelle en forme de U du genre dont est constitué le noyau conforme à l'invention.
La fig. 3 représente le transformateur complet,
Les fig. 4 et 5 illustrent quelques exemples de réalisation du procédé conforme à l'invention.
La lamelle 1 représentée sur les fig. 1 et 2, est de section tra- pézoïdale, ce qui implique que, pour une mème section de la matière, la largeur de l'un des bras doit être notablement plus grande que celle de l'autre bras.
La fig. 3 représente un transformateur à culasse dont le noyau toroldal;, constitué par de telles lamelles, comporte deux parties Il et 13 séparées par une surface transversale, à savoir une surface plane (entrefer)9) perpendiculaire à l'axe du tore. La partie 11 peut être consti- tuée par des lamelles isolas entre elles, affectant la forme de la lamelle 1 sur la fig. 1; :la partie supérieure 13 peut être constituée par des lamelles en forme de U;à bras plus courts, affectant la forme représentée en pointillés sur la fig. 1.
La fabrication de deux sortes de lamelles à bras de longueurs différentes permet d'en réaliser trois noyaux de dimensions axiales différentes, à savoir le type représenté sur la Fig. 3, un type plus courte uniquement constitué par des lamelles 15 et un type plus long, uniquement constitué par des lamelles 1.
Le circuit magnétique fermé, constitué par l'ensemble de deux- lamelles 1 et 15 a partout la même section transversale, de sorte que l'induction magnétique moyennen (B) est partout la même, ce qui implique que la matière du noyau est utilisée aussi efficacement que possible.
Sur la partie de droite de la fig. 3, un secteur de 90 du noyau 11, 13 a été enlevé, afin de montrer l'emplacement de 1'enroulement 17.
Celui-ci est purement annulaire, contrairement aux enroulements plus -eu moins rectangulaires que demande le transformateur dont le noyau est constitué par des tôles en forme de' E ou I. La forme annulaire offre un grand
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avantage, car elle permet d'enrouler facilement et avec le meilleur facteur de remplissage; de plus, pour une section de fer donnée, la longueur moyenne des spires est aussi petite que possible. Le noyau entourant tout l'enroulement, la longueur du circuit magnétique - et donc la quantité de fer nécessaire - peut être réduite au minimum, tandis que le champ de dispersion extérieurest réduit à une petite zone voisine de l'entrefer 9.
En un endroit, on a supprimé un petit secteur du noyau 11, 13 pour le passage des languettes de connexion 19 de l'enroulement 17. A travers l'ouverture centrale du noyau toroldal,, on peut passer un boulon 21 qui permet de monter le noyau d'une façon très simple .et sans étrier ou autre moyen de fixation sur un support en forme de plaque ( non représenté sur le dessin).
Les fig. 4 et 5 montrent en perspective une matrice 23 coupée par un plan axial, avec poinçon 25 correspondant, permettant de réaliser une des parties 11 et 13 ( ou les deux), séparées par l'entrefer 9, du noyau toroidal de la fig. 3. A cet effet, on part d'un produit intermédi- aire discoïde (platiné:) 29, constitué par des lamelles 27 de section @ trapézoïdale, comportant une ouverture centrale,et glissé sur un mandrin central 31 de la matrice 23, mandrin qui s'adapte dans ladite ouverture centrale. Les lamelles 27 peuvent être découpées d'une bande de fer laminée ou tréfilée der section trapézoïdale et sont garnies d'avance, par exemple par un traitement avec un composé de phosphore, d'une couche de phosphate isolant résistant à des pressions élevées.
Les lamelles 27 peuvent être assemblées dans la matrice ou bien dans un calibre de manière à constituer une platine discoïde; dans ce dernier cas, les lamelles peuvent être enduites de colle pour empêcher la désagrégation de la platine.
Après la mise en place de la platine 29, le poinçon 26 exerce sur la pla- tine une poussée si grande que la matière est extrudée.
La Fig. 5 représente la position finale dans laquelle les lamelles 27 ont acquis la forme en U représentée sur la Fig. 2, telle que la section de la matière soit approximativement constante sur toute la longueur.
. Pendant l'enlèvement (sortie de la matrice) du demi-noyau ainsi obtenue - ce qui peut être facilité en réalisant, de façon connue les surfaces cylindriques, légèrement coniques et par l'emploi d'un fond 33 faisant office d'éjecteur dans la matrice 23 - il faut prendre des précautions spéciales, par exemple entourer le demi-noyau d'une frette, pour éviter la désagrégation en lamelles indépendantes car celles-ci s'adaptant exactement et ne peuvent être assemblées suivant un autre ordre de succes sion. La frette peut être logée dans une gorge appropriée 35 ( représentée en pointillés sur la fig. 5), gorge qui peut être formée le long de la paroi intérieure entre là matrice 23 et une partie détachable 27 de celle-ci. Pendant l'éjection, la platine déformée 29 passe devant cette gorge.
Pendant le recuit, nécessaire pour supprimer les tensions internes, la frette entourant le demi-noyau est maintenue en place. Au besoin, la frette peut ensuite être remplacée par une frette plus large afin de garnir les lamelles juxtaposées avec un certain jeu- d'une couche isolante ou bien de renforcer la couche isolante qui existait déjà. Les surfaces de portée des demi-noyaux(ll et 13 sur la fig. 3), à savoir les côtés supérieurs de la platine extrudée 29' sur la fig. 5, sont finalement parachevées, par exemple par meulage, afin d'obtenir un assemblage aussi précis que possible des deux demi-noyaux, avec un entrefer réduit au minimum.
La forme finale des lamelles peut être celle représentée sur la
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fige 1, bien que le bras intérieur ( le plus large) du U puisse également être plus court que l'autre ou même ne pas exister, cas dans lequel, pour les lamelles de l'autre demi-noyau, on supprimera de préférence le bras extérieur, c'est-à-dire la culasse. Dans tous les cas, la section de la matière est pratiquement constante sur toute la longueur de la lamelle.
Il va de soie que l'on peut également réaliser l'un des demi-noy noyaux suivant le procédé décrit, et l'autre suivant un autre procédé. Le procédé décrit est également réalisable à l'aide d'une presse dans laquelle le poinçon 25 occupe, par rapport à la matrice, la position représentée sur la fig. 5, tandis que le fond 33 de la matrice constitue un poin- çon qui peut étre soulevé.