Brevet FR2165772A1 — publié le 19730810

L'invention a pour objet de perfectionner un procédé de réalisation d'un dispositif deréglOge de la réluctance d'un circuit magnétique en forme de "pot" au moyen d'un noyau plongeur. Des dispositifs de réglage par noyau plongeur à vis, du genre de ceux que représentent les figures 1 et 2 sont connus. le premier est décrit dans le brevet français nO 1.205.853, tandis que le second est décrit dans le brevet français nO 1.431.710. Dans les deux dispositifs pris comme exemple le réglage de la réluctance du circuit magnétique est obtenu par le déplacement du noyau plongeur 1 le long de l'axe AA'. Ce déplacement s'ef- fectue par la rotation du noyau, elle-meme commandée au moyen d'un tournevis engagé dans la fente 2, grâce d'une part, au filetage 3 solidaire du circuit magnétique 6-7, et d'autre part, à celui 4 ménagé sur l'enrobage 5 en matière plastique du noyau plongeur 1. le dispositif de réglage représenté sur la figure 1 exige pour la réalisation du filetage 3, l'emploi d'une matière plastique polymérisable en place adhérant fortement à la coquille 6 du circuit magnétique. Lorsque ce circuit est en particulier réalisé en ferrite, le choix de la matière plastique convenable se trouve assez restreint. De plus, les inductances et les transformateurs qui utilisent ces circuits magnétiques doivent subir des opérations dtimpré- gnation et de stabilisation. Ces opérations s'effectuent à chaud et à une pression différente de celle de l'atmosphère, aussi, est-on conduit industriellement, pour des raisons de fiabilité, à imposer que les circuits magnétiques munis de leurs noyaux plongeurs résistent à un essai sous pression à chaud.L'expérience montre que li emploi d'un filetage en matière plastique fixé sur l'une des coqS - les du circuit magnétique, par simple adhérence de la matière plastique, ne permet d'atteindre, ni la précision mécanique exigée, ni les très faibles taux de rebut tolérés. Dans le dispositif représenté sur la figure 2, une amélioration a été obtenue en réalisant le filetage directement par usinage sur la coquille 6. Toutefois, dans le cas où le circuit ma gnétique est en ferrite, un outil diamanté est indispensable et si, de plus, les dimensions du circuit magnétique sont très petites, comme cela se présente communément dans les applications téléphoniques, l'outil devient très ténu, donc fragile. L'opération d'usinage du filetage devient délicate et s1 effectue à une cadence relativement lente si on désire obtenir une précision suffisante du positionnement du noyau. le but de la présente invention est de pallier les inconvénients mentionnés à l'encontre des deux procédés précités. le procédé de réalisation d'un dispositif de réglage de la réluctance d'un circuit magnétique par noyau plongeur comportant un filetage mâle réalisé dans l'enrobage en matière plastique du noyau plongeur et un manchon fileté en matière thermoplastique solidaire de l'une des coquilles du circuit magnétique est mis en oeuvre, selon l'invention, en associant : l'emploi d'une matière thermoplastique injectée en place à chaud sous pression pour réaliser ledit manchon fileté, l'utilisation d'au moins deux gorges d' ancrage du manchon, ménagées dans le circuit magnétique et ltenro- bage au moyen de matière plastique d'un noyau plongeur en ferrite, ledit enrobage présentant à l'une de ses extrémités une fente de commande de l'ajustement et à son autre extrémité un pédoncule fileté coopérant avec celui du manchon. Selon une autre caractéristique de l'invention, dès que le manchon en matière thermoplastique est refroidi, il se présente sous sa forme définitive solidement fixé à la coquille avec son filetage et ses cotes finies sans qu'aucune retouche ne soit nécessaire. L'invention va être décrite en détail en se référant aux figures numérotées de 3 à 11 données à titre d'exemple non limitatif0 La figure 3 est le diagramme des opérations successives de mise en oeuvre du procédé de réglage d'une inductance. La figure 4 est une coupe en élévation d'une structure magnétique ajustable selon l'invention. La figure 5 est une vue de dessus du dispositif de la figure 4. La figure 6 représente une variante de la forme des gorges La figure 7 représente une deuxième variante de la forme des gorges. La figure 8 représente l'opération de moulage manchon. La figure 9 est une coupe en élévation de la coquille et du manchon fileté. La figure 10 est une coupe du noyau plongeur enrobé. La figure 11 représente le circuit magnétique réglable et son noyau plongeur. La figure 3 résume les opérations successives de mise en oeuvre du procédé selon l'invention de réalisation du dispositif de réglage d'une inductance. le repère 11 symbolise ltopération d'usinage des gorges d'ancrage de la coquille 6 de la structure magnétique ajustable. le repère 12 symbolise la mise en place de la coquille dans le montage d'injection. Le repère 13 symbolise l'opération d'injection à chaud de la matière thermoplastique. Le repère 14 symbolise l'opération de refroidissement de la matière thermoplastique et le durcissement en position définitive du manchon en matière plastique. le repère 16 symbolise l'enrobage du noyau plongeur de réglage au moyen de matière plastique. le repère 17 symbolise la mise en place du noyau plongeur enrobé, dans le manchon en matière thermoplastique. La figure 4 est une coupe en élévation d'une coquille en ferrite après usinage, selon l'opération 11 de la figure 3,des deux gorges 8 identiques qui sont représentées de section triangulaire selon une réalisation préférée mais qui peuvent avoir d'autres formes et sont destinées à assurer l'ancrage du manchon thermoplastique ultérieurement injecté dans le logement cylindrique central de la coquille 6. Ainsi qu'il apparat sur la figure 5, les deux gorges 8 n1 occupent pas la totalité de la surface intérieure du logement cylindrique central. Cette disposition a pour but de rendre toute rotation du manchon fileté impossible. L'usinage des gorges 8 stef- fectue, par exemple, au moyen d'une meule diamantée de diamètre inférieur à celui du logement cylindrique central de la coquille 6 et dont l'axe de rotation est décalé par rapport à ce dernier. La figure 6 représente une variante de réalisation des gorges. Les gorges 8-1 sont de révolution de façon à pouvoir etre usinées au tour. La rotation du manchon est rendue impossible par la présence d'une troisième gorge 8-2 perpendiculaire aux deux premières. La figure 7 représente une deuxième variante de réalisation des gorges d'ancrage qui peut être réalisée en une seule passe sur une machine à tarauder. La gorge hélicoidale 8-3 débouche dans une gorge circulaire 8-4. La figure 8 représente une vue schématique du montage d' injection du manchon 9 en matière thermoplastique. La coquille 6 est maintenue dans un montage comprenant : un corps massif 18 pourvu d'un logement 19, une contre-plaque 20 percée d'un orifice d'arrivée 21 du matériau thermoplastique chaud et un noyau en acier rectifié 22 assurant le centrage de la coquille 6 dans son logement 19. Le noyau 22 est terminé par un filetage 23 qui achève, avec la coquille 6 et la contre-plaque 20, de définir le volume à remplir de matière thermoplastique. lors du moulage, repéré opération 13 sur la figure 3, la masse de matière thermoplastique injectée est négligeable devant celle du montage et petite devant celle du ferrite.De ce fait, la quantité de chaleur apportée élève la température de la coquille en ferrite suffisamment peu pour que l'on puis~ se négliger la dilatation correspondante. Par ailleurs, on sait que le coefficient de dilatation des matières plastiques est plus élevé que celui des ferrites, il est par exemple de 50 x 10-6 par OC pour le polycarbonate et de 120.10-6 par OC pour le polyamide contre 9 x 10-6 par OC pour le ferrite, il en résulte que, pendant le refroidissement et le durcissement consécutif, le manchon se contracte et exerce un effort de serrage sur les deux faces en regard des gorges 8. Ceci joint à la dissymétrie du manchon assure une excellente fi xation de celui-ci sur la coquille en ferrite. Pour la même raison, il existe aussi un retrait radial mais l'influence de celui-ci est négligeable pour des circuits magnétiques de petites dimensions surtout si le rayon du logement cylindrique central est à peu près égal à la distance des deux gorges 8. La disposition des gorges de la figure 6 convient très bien dans ce cas. Au contraire, lorsque le rayon du logement cylindrique central est important en valeur absolue et surtout s'il est supérieur à deux ou trois fois la distance des gorges 8, il est préférable d'utiliser la disposition des gorges de la figure 7 afin que ÂÂ' axe du logement cylindrique de la coquille soit aussi l'axe du filetage du manchon 9.Le fait que la température du montage de moulage et en particulier celle de la pièce 22 reste presque constante, permet la réalisation du filetage 3 avec une précision excellente car le manchon se resserre sur le noyau de moulage après solidification pendant le refroidissement. La figure 9 représente la coquille 6 munie de son manchon en matière plastique 9. Lors du démoulage, opération 15 de la figure 3, la tige 22 qui a été retirée par dévissage a laissé un filetage 3 terminé et un épaulement 10. De même, lorsque la contreplaque 20 est retirée, le fin pédoncule de matière thermoplastique solidifié dans le conduit 21 se rompt et aucune finition n'est nécessaire. La figure 10 représente après l'opération 16 de la figure 3, le noyau enrobé selon une technique connue en elle-même. Toutefois, à la différence des dispositions représentées sur les figures 1 et 2, le filetage 4 a été placé du côté opposé à celui de la fente par rapport au noyau magnétique. Ceci permet sans affaiblir le plongeur de donner un peu plus d'épaisseur au manchon 9. La figure 11 représente après ltopération 17 de la figure 3 un circuit magnétique en forme de pot comprenant deux coquilles 6 et 7 et un noyau plongeur 1 réglable en position par rapport aux deux coquilles. le noyau plongeur est totalement enrobé dans un corps en matière plastique 5 qui porte en 2 la fente destinée au tournevis de réglage et en 4 un filetage mâle. Un épaulement 24 permet de limiter la course par contact avec l'épaulement 10 et éventuellement de l'immobiliser. Vis-à-vis de l'art antérieur, le procédé selon l'invention possède les avantages suivants : - Alors que le dispositif de réglage illustré figure 1 utilisant un filetage en matière plastique adhérent directement à la coquille 6 ne résiste pas à l'application d'une force de 20 Newtons tendant à séparer le noyau réglable du circuit magnétique, et ce, lorsque ce dernier est porté à la température de 1100C, au contraire le procédé selon l'invention permet d'obtenir un dispositif de réglage, qui fabriqué en série, supporte avec succès d'une façon répétitive l'épreuve mécanique précitée. - le dispositif de réglage illustré figure 2 utilisant un filetage dans la coquille 6, bien que probablement susceptible de subir ltépreuve mécanique précitée, est onéreux à réaliser car il nécessite que le filetage 3 de chaque coquille 6 soit réalisé avec précision à l'outil diamanté. Au contraire, le procédé selon l'invention est beaucoup plus économique car seule la pièce 22 en acier inoxydable requiert un usinage précis unique tandis que l'usinage des gorges d'ancrage, répété autant de fois qu'il y a de circuits magnétiques à réaliser peut être fait sans précision sans que cela nuise à la qualité du circuit magnétique une fois assemblé. En outre, la quantité de ferrite à enlever au cours de l'usinage est inférieure dans le cas du procédé selon l'invention. Par ailleurs il est nécessaire, afin que l'ajustement de la réluctance du circuit magnétique à la valeur nominale au moyen de la rotation du noyau plongeur 1 soit aisée, que ladite rotation entratne une variation de réluctance monotone, mieux progressive, ou encore mieux proportionnelle au nombre de tours que subit le noyau plongeur. Pour atteindre ces résultats, il est indispensable que l'angle de l'axe du filetage 3 avec l'axe AA' du logement cylindrique central de la coquille 6 soit : un petit angle si on se contente d'une variation monotone de la réluctance, un très petit angle si on désire une variation de la réluctance sans à coups, un angle nul si on désire obtenir une relation de proportionnalité. Dans le procédé selon l'invention, l'axe du filetage 3 du manchon 9 est celui de la pièce 22 qui a servi à la mise en place. Or, la pièce 22 est guidée par le logement cylindrique central de la coquille 6. L'erreur de positionnement est donc en définitive fonction du jeu toléré entre ces deux pièces. Celui-ci peut etre rendu très faible si les dimensions des coquilles 6 sont reproductibles. L'expérience a montré que l'angle entre l'axe du filetage 3 et 1' axe AA' est inférieur ou égal à 10 sans que l'on perde pour cela l'avantage de l'abaissement du coût de fabrication par rapport à celui du dispositif illustré figure 2.11 est en outre exigé du circuit magnétique que celui-ci conserve l'ajustement de la réluctance au cours du temps malgré la présence éventuelle de vibrations. Ce résultat est atteint si les deux filetages 3 et 4 sont très ajustés l'un sur l'autre. Dans le procédé de fabrication selon l'invention, chacun de ces filetages étant obtenu par moulage de matières thermoplastiques à chaud et sous pression, il faut et il suffit que l'on tienne compte des changements de cotes au refroidissement du manchon d'une part et du noyau de moulage d'autre part pour donner la cote convenable aux pièces métalliques filetées du moule. L'expérience a montré que la précision d'exécution obtenue permet d'atteindre une stabilité dans le temps de 0,1 % sans répercussion sur le coût de fabrication. REVENI > lCATi0N 1 - Procédé de réalisation d'un dispositif de réglage de la réluctance d'un circuit magnétique par noyau plongeur grâce d' une part, à un filetage mâle réalisé dans l'enrobage en matière plastique du noyau plongeur et, d'autre part, à un manchon fileté en matière thermoplastique solidaire de l'une des coquilles du circuit magnétique caractérisé par la suite suivante d'opérations a) l'usinage d'au moins deux gorges d'ancrage dans le logement cylindrique central de la coquille magnétique recevant le noyau plongeur b) moulage dans le logement cylindrique central de la coquille magnétique dtun manchon fileté, par injection à chaud sous pression d'une matière thermoplastique entre le logement cylindrique central de la coquille magnétique portant les gorges d'ancrage selon a) et un montage comportant un noyau de montage fileté et une plaque de fermeture présentant l'orifice d'injection c) introduction dans ledit manchon cylindrique d'un noyau plongeur enrobé dont l'enrobage présente à l'une de ses extrémités une fente de commande de l'ajustement et à son autre extrémité un pédoncule fileté coopérant avec celui du manchon selon b). 2 - Procédé de réalisation dtun dispositif de réglage de la réluctance d'un circuit magnétique selon revendication 1, caractérisé en ce que la coquille magnétique recevant le manchon fileté possède au moins deux gorges couvrant une portion d'arc de circonférence inférieure à 1800. 3 - Procédé de réalisation d'un dispositif de réglage de la réluctance d'un circuit magnétique selon revendication 1, caractérisé en ce que la coquille magnétique recevant le manchon fileté possède au moins deux gorges dont l'axe de symétrie commun coïncide avec le sien et une gorge parallèle à cet axe. 4 - Procédé de réalisation d'un dispositif de réglage de la réluctance d'un circuit magnétique selon revendication 1, caractérisé en ce que la coquille magnétique recevant le manchon fileté possède au moins deux gorges dont la première hélicoSdale se raccorde à la deuxième circulaire.