Brevet FR2122384A1 — publié le 19720901

La présente invention concerne un procédé pour la fabrication de composants électrotechniques du type constitué par une ou plusieurs boucles conductrices et un matériau magnétique doux non conducteur de l'électricité. L'invention concerne également les composants électrotechniques obtenus par la mise en oeuvre du procédé. I1 est connu de fabriquer des matériaux magnétiques doux nc conducteurs de l'électricité par frittage des matériaux oxydés correspondants. Les matériaux ainsi obtenus, connus sous le nom de ferrites, présentent une très grande dureté. Lors de leur fabrication, à la température de frittage, supérieure à 10000C, il se produit un retrait naturel et de ce fait des déformations du produit avec des contraintes intérieures très importantes de sorte que, si l'on a choisi des formes différentes de certaines formes adéquates, il peut se produire des fissures avec dans certains cas, rupture du produit. Toutefois:mme si lion n'aboutit pas à cet extrême, la précision des dimensions du produit obtenu est insuffisante et il est nécessaire de prévoir un usinage de finition de ce matériau analogue à de la céramique. Ces produits ne peuvent s 'usiner que par abrasion ou meulage. Quand on libère les contraintes intérieures, le corps se brise souvent. Ainsi,la fabrication d'un tel produit avec la précision nécessaire ne peut se faire qu'avec des frais élevés'. Parfois même, elle est. impossible. Un autre inconvénient est que l'on peut seulement réaliser des formes très simples. et des produits de petites dimensions. On connaît un procédé analogue pour la fabrication d'aimants permanents. Selon ce procédé, on comprime un matériau formé par des particules finement divisées, magnétiques, anisotropes, de préférence après alignement magnétique à l'aide d'un champ magnétique extérieur, sous la forme d d'un produit moulé. Puis on soumet le produit moulé à un frittage complet. Comme ces produits moulée fabriqués par frittage présentent les inconvénients mentionnés cidessus, on a mis au point un autre procédé pour supprimer les fissures et améliorer la précision des dimensions ou permettre l'usinage ultérieur. Selon ce procédé, on introduit le produit moulé, fritte et terminé dans une matrice dont la contenance est de i - 8% su périeure au volume du produit moulé pour le réduire en des granulés à grains plus gros que le produit de départ. Puis on introduit dans la matrice un agent de liaison, amené autour des granulés pour se solidifier et@disposer, dans la position souhaitée, les petits granulés formant des aimants permanents faits d'un matériau fritté. Ce procédé présente également l'inconvénient ,qu'il ne permet pas la fabrication d'une forme quelconque et qu'il faut fixer les bobines conductrices d'électricité, nécessaires pour la fabrication de ce composant électrotechnique, au cours d'une opé ration suivante. En raison de la pression nécessaire, on ne peut réaliser selon ce procédé que des aimants permanents de faibles dimensions ou des produits en matériau magnétique doux. ou fait de la compression, on est limité dans les formes géométriques que l'on peut fabriquer. En outre, un usinage ultérieur par enlèvement de copeaux est très difficile du fait de la grosseur relative des grains. On connaît un autre procédé selon lequel si l'on utilise des alliages spéciaux métalliques magnétiques doux comne atériaux a gnétiques, pour obtenir une mauvaise conductibilité électrique (pour éviter des pertes par courants de Foucault), on feuillette ces matériaux. Lorsqu'il est nécessaire d'avoir des pertes faibles pour des champs magnétiques alternatifs à haute fréquence, il faut avoir des feuilles dont l'épaisseur est de quelques microns. La fabrication de ces feuilles est difficile et pour la fabrication de petites séries, la réalisation de matrices pour arriver à une forme géométrique voulue du corps magnétique est peu économique. Les boucles conductreces de l'électricité doivent autre enroulées soit séparément sur le corps d'enroulement et; titre bien isolées dans la cavité prévue dans le corps de l'aimant, soit introduites dans cette cavité boucle après boucle. La présente invent or a pour but de créer des composants électrotechniques comportant une ou plusieurs boucles conductrices électriqaes et un matériau magnétique doux ncn conducteur de l'électri- cité, dont la fabricaeion économique n'est pas limitée en forme et dimensions par le procédé de fabrication, mais est choisie ex slusivement en fonction de l'application. La présente invention a pour but de créer un procédé pour la fabrication d'un composant électrotechnique constitué par iris ou plusieurs boucles conductrices et par un matériau magnétique doux mon conducteur de l'électricité, qui allie les bonnes proprié tés magnétiQt1es de materiaux magnétiques doux, frittés ou faits de matériaux particuliers, métalliques, magnétiques (alliage) pour obtenir des produits de formes quelconques avec une précision très élevée dans les mesures, sans que la dimension ou la forme des éléments soient limités par le procédé de fabrication. À cet effet, la présente invention concerne un. procédé du type indiqué ci-dessus caractérisé en ce que le granulé d'une grosseur déterminée de matériau magnétique doux est imprégné ou mélangé avec un agent de liaison connu, non conducteur de l'électricité qu'on introduit dans un moule une ou plusieurs boucles conductrices dont les raccords sont amenés à l'extérieurS puis on remplit le moule du matériau magnétique doux, imprégné bu mélangé à l'agent de liaison, on laisse durcir l'agent de liaison, puis on enlève le moule dans la mesure où celui-ci ne rentre entièrement ou par certaines de ses parties dans le composant. I1 est avantageux de revêtir les parois du moule d'un agent de démontage tel que de la cire, avant l'introduction du mélange formé par le matériau magnétique doux et l'agent de liaison. Le procédé décrit ci dessus permet d'utiliser la matière provenant de pièces de rebut de la fabrication de pièces moulées en ferrite, comme matière première pour constituer les granulés ou encore d'utiliser comme matières premières les déchets en forme de granulés de projections métalliques ayant des propriétés magnétiques ou d'utiliser de la poudre d'un matériau magnétique pul vérisé à l'état liquide à cet effet. En outre grEce à ce procédé il est possible de fabriquer, à l'aide de matériaux connus; les composants électriques et les bobines afférentes dans n'importe quel atelier, sans grandes difficultés. La présente invention est représentée schématiquement à titre d'exemple nonlimitatif dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une coupe d'un composant électrotechni- que selon l'invention, - la figure 2 est une vue de cWté correspondant à la figure 1. le composant électrotechnique représenté dans les figures 1 et 2 est constitué par deux bobines 1 comportant un conducteur faisant plusieurs boucles et qui sont entourées partiellement par un matériau 2, magnétique doux non conducteur de l'électricité, ou encore sont logées dans un matériau ferro-magnétique en forme de cylindre. On fabrique ce composant électrotechnique en enroulant les bobines 1 sur un noyau 5 tubulaire, recouvert de cire et en amenant ces bobines dans une position précise. Le tube muri des bobines 1 est monté, dans le présent exemple, au centre d'un organe d'appui 3, tubulaire. Le centrage du noyau s'effectue sur chaque face à l'aide d'un couvercle approprié 4.Puis on remplit l'espace intermédiaire entre le noyau et la parci intérieure de l'organe d'appui 3 à l'aide d'un matériau 2 magnétique, non conducteur, imprégné ou mélangé avec un agent de liaison. On peut le cas échéant, utiliser les deux couvercles 4 pour exercer une faible pression afin d'améliorer la comparité du mélange. Après le durcissement de l'agent de liaison on chauffe la couche de cire et on extrait le noyau 5 du composant. Si la précision prescrite pour le position de la bobine dans le matériau 2, non conducteur, magnétique, l'exige, il est également possible d'enrouler les bobines sur le noyau, sans couche de cire et d'enlever le noyau par enlèvement de copeaux. le cas échéant, les couvercles assurant le centrage du noyau et servant également de parois de moule, peuvent également être enlevés. Dans l'exemple représenté, le corps d'appui 3, cylindrique, extériaur, est utilisé comme corps d'appui, de protection et d'adaptation pour l'utilisation particulière sur des machines outils.Comme le matériau non conducteur de l'électricité 2, magnétique doux n'est pas aussi dur et cassant qu'un matériau fritté, il est possible d'usiner ce matériau par enlève ment de copeau. En outre, par des modifications ds rapport entre le mélange d'agent de liaison et de granulés, de la dimension des grains utilisés, du type agent de liaison ainsi que de la pression, on peut procéder à des adaptations de la perméabilise et de la résis- tance à toutes les conditions dans certaines limites. les moules pour la fabrication du composant électrotechnique selon l'invention peuvent Stre d'un modèle quelconque. A titre d'exemple, il est également possible d'utiliser comme moules des cavités existant ou pratiquées spécialement sur une machine ou un élément de construction, Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté pour lequel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Procédé pour la fabrication d'un composant électrotechnique du type constitué d'au moins une boucle conductrice éleetrique et dlu: matériau magnétique doux non conducteur de l'élect@ cité, en utilisant de préférence des granulés constitués par'des déchets, d'une grosseur déterminée, de matériaux magnétiques et un agent de liaison non conducteur de l'électricité, procédé caractérisé en ce que le granulé en matériau magnétique doux est imprégné ou mélangé avec un agent de liaison qu'on introduit dans un moule une ou plusieurs bouc-les conductrices dont les raccords sont amenés à l'extérieur, puis on remplit le moule du matériau magnétique doux imprégné ou mélangé à l'agent de liaison, on laisse durcir l'agent de liaison puis on enlève le moule dans la mesure où celui-ci ne constitue pas un élément afférent au composant 9 20) Procédé pour la fabr~cation d'un composant électrotechnique selon la re@endication 1 caractérisé en ce qu'on recouvre les parois du moule d'un agent de démoulage tel que de la cire, avant l'introduction du mélange formé par le matériau magnétique uoux et l'agent de liaison, 30) Composant électrotechnique caractérisé en ce qu'il résulte de lamise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications i et 2.