Brevet FR2226735A1 — publié le 19741115

La présente invention concerne d'une manière génerale 1Sobten- tion de ferrites applicables notamment à la fabrication d'inducteurs pour moteurs électriques. De telles ferrites sont communément obtenues par moulage dtun matériau ferromagnétique, soit que ce matériau saut initialement sous forme de barbotine liquide, soit qu'il soit initialement sous forme de poudre susceptible daêtre agglomérée par frittage ou avec un liant. Ainsi qu'on le sait il est difficile d'obtenir convenablement de telles ferrites sous forme d'anneaux ou de tronçons d'anneau dont la direction de facile aimantation est radiale. En effet il est nécessaire que le champ d'orientation magné tique de ces ferrites et la direction de compression qui leur est appliquée lors de leur mise en forme soient parallèles en tout point pour obtenir une ferrite anisotrope donc à caractéristiques élevées. Or s'il est connu actuellement d'assurer la compression isostatique dtun quelconque matériau, ferromagnétique ou non, et ssil est connu parallèlement d'assurer la compression sous champ magnétique d'un quelconque matériau ferromagnétique, il n'a jamais été envisagé à ce jour d'appliquer simultanément à un matériau ferromagnétique une compression et un champ magnétique coplanaires et radiaux. La présente invention a tout d'abord pour objet un procédé de moulage de ferrites caractérisé précisément en ce qu'on place du matériau ferromagnétique dans une cavité de moulage ayant une configuration correspondant à celle-recherchée pour la ferrite à obtenir, à savoir deux surfaces latérales concave et convexe à génératrices parallèles limitées entre deux faces planes parallèles et en ce qu'on applique simultanément à ladite cavité de moulage, daune part, une compression et, d'autre part, un champ magnétique, colinéaires et normaux auxdites surfaces latérales. 'expérience montre que ce procédé permet d'obtenir avec un prix de revient très bas des ferrites ayant la configuration d'un anneau ou d'un tronçon d'anneau, de telles ferrites présentant en tout point un champ d'orientation magnétique parallèle à la direction de compression qui leur a été appliquée. La présente invention a encore pour objet un procédé pour le moulage d'un matériau ferromagnétique sous compression dite isostatique et champ magnétique, caractérisé en ce qutil consiste à disposer, en série entre deux surfaces à génératrices parallèles définissant un entrefer constant, en matériau ferromagnétique, d'une part une cavité de moulage définie entre l'une desdites surfaces et une membrane déformable, et d'autre part, une chambre de pression définie entre ladite membrane déformable et l'autre des dites surfaces, à introduire du matériau ferromagnétique dans la dite cavité de moulage, et å, simultanément, introduire du fluide de pression dans la chambre de pression et appliquer auxdites surfaces un champ magnétique de lignes de force normales auxdites surfaces. La présente invention a encore pour objets un appareillage permettant la mise en oeuvre de ce procédé ainsi que les ferrites obtenues en application de celui-ci. Suivant un développement de ltinvention on choisit pour.for- mer l'une au moins des parois de la cavité de moulage une paroi amovible apte à servir de support au produit moulé final obtenu, c'est-à-dire à la ferrite obtenue. S'agissant d'une ferrite en anneau, cette paroi amovible peut avantageusement constituer la carcasse de support extérieure d'une telle ferrite, l'ensemble pouvant avantageusement servir directement d'inducteur pour moteur électrique. Les objets de l'invention, leurs caractéristiques et leurs avantages ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe axiale de principe d'un appareillage suivant l'invention ; la figure 2 est une vue en coupe partielle d'un mode de réalisation de cet appareillage ; la figure 3 est une vue en perspective de ferrites obtenues à l'aide d'un tel appareillage ; la figure 4 est une vue analogue à la figure 1 et concerne une variante de réalisation de ltappareillage suivant l'invention; la figure 5 est une vue analogue à la figure 3 et illustre la ferrite obtenue à l'aide de cette variante. Conformément à la forme de réalisation illustrée par les figures 1 et 2, un appareillage suivant l'invention forme un moule et comporte un noyau central 10 disposé coaxialement dans une carcasse cylindrique 11 qu'un fond 12 relie à l'une des extrémités dudit noyau central 10. Le noyau 10, la carcasse 11 et son fond 12 sont en matériau ferromagnétique. A proximité du fond 12 de la carcasse 11, l'extrémité correspondante du noyau central 10 est entourée par une bobine d'excitation 13. Les extrémités libres 14 du noyau central 10 et les extrémi- tés 15 de la carcasse cylindrique 11 forment des surfaces en matériau ferromagnétique à génératrices parallèles, respectivement convexe et concave, concentriquement c'est-à-dire parallèlement l'une à l'autre, à distance l'une de l'autre et aptes à constituer, lorsque la bobine 13 est sous tension, des pâles magnétiques de polarités opposées définissant un entrefer constant. I1 se développe alors entre ces extrémités 14 et 15 un champ magnétique dont les lignes de force s'étendent perpendiculairement l'une à l'autre, c'est-à-dire radialement dans le cas particulier de la configuration en anneau représentée. Selon l'invention, entre l'extrémité 14 du noyau central 10 et l'extrémité 15 de la carcasse cylindrique 11, sont successivement disposées en série, une cavité de moulage 17, formée entre l'une desdites extrémités et une membrane déformable 18 concentrique à celle-ci, et une chambre de pression 19, formée entre la membrane déformable 18 et l'autre desdites extrémités. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, la chambre de pression 19 est disposée annulairement autour de la cavité de moulage 17, et les surfaces définies par les extrémités 14 du noyau central 10 et 15 de la carcasse 11 étant cylindriques, ladite cavité de moulage est cylindrique. En pratique et tel que représenté, la cavité de moulage 17, figure 2, est définie, d'une part, par la membrane déformable 18, et d'autre part, par deux pièces en matériau amagnétique 21, 22, dont la première s'étend annulairement autour du noyau central 10 et est solidaire de celui-ci, et dont la deuxième est formée par une plaque de fermeture. En pratique également, et tel que représenté à la figure 2, la cavité de moulage 17 communique avec l'extérieur, d'une part, avec au moins un orifice de remplissage 23, qui s'étend transversalement dans la plaque de fermeture 22 et qui comporte de préférence des moyens anti-retour (non représentés), et d'autre part, par au moins un orifice d'évacuation 24 qui s'étend radialement dans la pièce annulaire 21 et dans le noyau central 10 jusqu'à déboucher dans une chambre 25 ménagée en bout de ce dernier, cette chambre étant susceptible dextre raccordée à un organe de pompage (non représenté), par un passage 26 ménagé transversalement dans la plaque de fermeture 22. En pratique, il y a plusieurs orifices de remplissage 23 et plusieurs orifices d'évacuation 24 et à ces derniers sont de préférence associés des moyens de filtrage. Tel que représenté, figure 2, ces moyens de filtrage peuvent entre constitués par une paroi de filtrage cylindrique 28 entourant la pièce annulaire 21 dans la cavité de moulage 17. Tel que représenté également à la figure 2, la membrane d6- formable 18 comporte une partie cylindrique 30, qui définit pour sa part la cavité de moulage 17, et deux collerettes de maintien 31 qui s'étendent radialement vers l'extérieur à l'extrémité de ladite partie cylindrique 30. Entre ces collerettes de maintien 31 s'étend une bague d'ap puy 33, avec de part et d'autre interposition de rondelles entretoises 34, cette bague d'appui 33 étant elle-mEme adossée à une piè-ce annulaire en matériau ferromagnétique 35 solidaire de l'ex- trématé 15 de la carcasse 11. La plaque de fermeture 22, qui est visse dans la pièce annulaire 35, assure, conjointement avec la bague d'appui 33, le serrage à étanchéité des collerettes de maintien 31 de la membrane -déformable 18, l'une de ces collerettes étant en appui contre la dite plaque de fermeture 22, tandis que l'autre est en appui contre une pièce annulaire 36 qui entoure la pièce annulaire 21 et qui peut entre solidarisée de manière amovible à la pièce annulaire 35. 'la chambre de pression 19 est définie par la membrane déformable 18 et la bague d'appui 33. Elle communique avec l'extérieur par des passages 38 qui traversent radialement cette bague d'appui 33, la pièce annulaire 35 etla carcasse 11. En pratique, le noyau central 10 et la pièce annulaire 21 qu'il porte, ainsi que la paroi filtrante 28 forment un ensemble amovible susceptible d'tre déplacé axialement. Be mode de réalisation illustré par les figures 1 et 2 convient plus particulièrement au moulage d'un matériau ferromagnétique qui se présente initialement sous forme fluide, du type barbo tine. Cette barbotine est introduite dans la cavité de moulage 17 par les orifices de remplissage 23 associés à celle-ci. La membrane déformable 18, qui est par exemple en caoutchouc, se déforme au fur et à mesure de cette introduction, jusqu'à venir en contact avec la bague d'appui 33, dont la forme détermine l'épaisseur finale de la ferrite à obtenir. La cavité de moulage 17 étant ainsi remplie on met sous tension la bobine d'excitation 13, et simultanément on raccorde la chambre de pression 19 à une source de fluide sous pression. I1 va de soi que, les lignes de force du champ magnétique entre le noyau central 10 et la carcasse 11 se développant radialement, elles se trouvent parallèles aux directions radiales de canpression auxquelles la matière contenue dans la cavité de moulage 17 est soumise, cette compression se faisant isostatiquement. L'eau expulsée de la barbotine est, après filtration, évacuée de la cavité de moulage 17 par les orifices d'évacuation 24 associés à celle-ci, et cette évacuation peut avantageusement etre accélérée en reliant à un organe de pompage le passage 26 avec lequel les orifices d'évacuation 24 sont en communication. Lorsque le moulage est terminé on rel che la pression de fluide dans la chambre de moulage 19, et on admet de l'air dans la cavité de moulage 17, par les orifices de remplissage 23, de manière à séparer la membrane déformable 18 de la pièce moulée. On dégage ensuite axialement le noyau central 10 et la pièce annulaire 21 qu'il porte. Ceci donne accès à la pièce moulée 40 qui est en forme de bague ou anneau, figure 3, et cette pièce 40 peut alors entre extraite de l'appareillage. Suivant la variante de réalisation représentée à la figure 4, la cavité de moulage 17 entoure annulairement la chambre de pression 19, celle-ci étant formée autour d'un prolongement 45 du noyau central 10, ledit prolongement étant en matériau ferromagnéz tique. Comme précédemment, cette chambre de pression 19 communique avec l'extérieur par des passages 38 qui sont formés radialement dans le prolongement 45 du noyau central 10 et communiquent avec un canal axial 48 de ce prolongement. Comme précédemment également, la chambre de pression 19 est délimitée par une membrane déformable 18 maintenue par des bagues 49, 50 à chacune de ses exttémités. La bague 49 est en appui, d'une part, contre un épaulement du prolongement 45 du noyau central 10, et d'autre part contre un épaulement d'une pièce annulaire en matériau amagnétique 21 entourant le noyau central 10. La bague 50 est en appui contre un épaulement de la plaque de fermeture 22 placée en bout du prolongement 45 du noyau central 10 et contre l'extrémité du prolongement 45 du noyau central 10. Comme précédemment encore, la cavité de moulage 17 communique avec l'extérieur par un orifice 23. Mais dans la forme de réalisation représentée à la figure 4, il n'est pas prévu d'orifice d'évacuation pour cette cavité de moulage 17 car cette forme de réalisation vise plus particulièrement, à titre deexemple, l'application de l'invention au moulage d'un matériau magnétique se présentant initialement sous forme pulvérulente, en mélange avec un liant qui peut par exemple être une matière thermodurcissable. Dans ce cas à la cavité de moulage 17 sont de préférence associés des moyens de chauffage (non représentés). Par ailleurs et selon un développement de l'invention l'appareillage décrit ci-dessus est adapté à recevoir un éliment de paroi amovible pour former 1 'une des parois de la cavité de moulage 17 et servir de support au produit moulé obtenu ; en pratique la pièce annulaire 21 et la plaque de fermeture 22 comportent à cet effet des épaulements annulaires 56, 57 permettant l'insertion et le maintien d'un tronçon de tube 55 qui, en appui contre la pièce en matériau magnétique 37 portée par lsextrémité 15 de la carcasse 11, forme la paroi cylindrique extérieure de la cavité de moulage 17. Dans l'exemple représenté, la carcasse cylindrique 11 est far- mée de deux parties lla, llb. Dans ce cas, l'introduction dans la cavité de moulage 17 du matériau ferranagnétique à mouler, conjointement avec le liant approprié, se fait par soulèvement de l'ensemble constitué par la partie lla de la carcasse cylindrique 11, la pièce annulaire 21 et le noyau central 10. Ce matériau et son liant sont comprimés, comme précédemment, par l'introduction de fluide sous pression dans la chambre de pression 19, conjointement avec l'application à ce matériau d'un champ magnétique radial se développant entre le prolongement 45 du noyau central 10 et la carcasse 11. Conjointement également, ce matériau est chauffé ppur assurer la prise et le durcissement de la matière thermodurcissable constituant le liant associé. Après moulage et retrait de la plaque de fermeture 22 et du prolongement 45 du noyau central 10, on obtient une ferrite 60 qui fait corps avec le tronçon de tube 55 contre lequel elle a été moulée, figure 5, et qui, en particulier est immobilisée par rapport à celui-ci. Le tronçon de tube 55 sert ainsi de support à la ferrite 60 et celle-ci peut ainsi etre directement utilisée à la constitution d'un inducteur pour moteur électrique. Selon un développement non représenté, l'un quelconque des éléments ferrite 60, tronçon de tube 55 comporte au moins un téton d'immobilisation destiné à coopérer avec au moins une-échancrure ou un trou formé dans l'autre desdits éléments. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution et/ou de combinaison de leurs divers éléments. En particulier, l'invention n'est pas limitée au cas de ferrites et appareillage de configuration générale annulaire ; il suffit que les deux organes ou surfaces destinés à constituer des pô- les magnétiques soient à sections parallèles, et que la cavité de moulage et la chambre de pression soient disposés entre eux, la membrane déformable qui sépare la cavité de moulage de la chambre de pression étant parallèle auxdits organes ou surfaces. De plus on pourrait utiliser le dispositif de la figure 4 pour les barbotines et celui de la figure 2 pour les matières pulvérulentes. Les dispositifs des figures 2 et 4 peuvent également étre munis d'un chauffage extérieur. REVENDICATIQNS 1. Procédé pour le moulage de ferrite, applicable notamment à la fabrication d'inducteurs pour moteurs électriques, caractérisé en ce qu'il consiste à placer du matériau ferromagnétique dans une cavité de moulage ayant une configuration correspondant à celle recherchée pour la ferrite à obtenir, à savoir deux surfaces latérales concave et convexe à génératrices parallèles limitées entre deux faces planes parallèles et à appliquer simultanément à ladite cavité de moulage, d'une part, une compression, et d'autre part, un champ magnétique, colinéaires et normaux auxdites surfaces latérales. 2. Procédé pour le moulage de ferrite selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces latérales délimitant la cavité de moulage sont cylindriques. 3. Procédé pour le moulage de ferrite selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces latérales délimitant la cavité de moulage sont de révolution. 4. Procédé pour le moulage d'un matériau ferromagnétique sous compression et champ magnétique, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer, en série entre deux surfaces à génératrices parallèles définissant un entrefer constant, en matériau ferromagnétique, d'une part une cavité de moulage définie entre l'une desdites surfaces et une membrane déformable et dfautre part, une chambre de pression définie entre ladite membrane déformable et l'autre des dites surfaces, à introduire du matériau ferromagnétique dans la dite cavité de moulage, et à, simultanément, introduire du fluide de pression dans la chambre de pression et appliquer auxdites surfaces un champ magnétique de lignes de force normales auxdites surfaces. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, on choisit pour former l'une au moins des parois de la cavité de moulage une paroi amovible apte à servir de support au produit moulé final obtenu. 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu' on donne à la cavité de moulage une configuration annulaire et on forme sa paroi extérieure par un tronçon de tube. 7. Appareil pour le moulage d'un matériau ferromagnétique sous compression et champ magnétique coplanaires et radiaux, caractérisé en ce que, entre deux surfaces à génératrices parallèles définissant un entrefer constant, en matériau ferromagnétique, disposées parallèlement l'une à l'autre, à distance l'une de l'autre, et susceptibles de former deux pôles magnétiques de polarités opposées, il comporte successivement, d'une part, une cavité de moulage définie entre lsune desdites surfaces et une membrane déformable parallèle à celle-ci, et d'autre part, une chambre de pression définie entre ladite membrane déformable et l'autre des dites surfaces, ladite chambre de pression communiquant avec l'extérieur par un ajutage d'alimentation en fluide sous pression. 8. Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la cavité de moulage communique avec l'extérieur par au moins un orifice de remplissage. 9, Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'une des surfaces en matériau ferromagnétique est celle dcun noyau central cylindrique disposé coaxialement dans le volume interne limité par l'autre desdites surfaces, laquelle forme une carcasse cylindrique autour dudit noyau. 10. Appareil suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'à distance de la cavité de moulage et de la chambre de pression, ledit noyau central est entouré par une bobine d'excitation et est en liaison avec ladite carcasse cylindrique. 11. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que ledit noyau central est déplaçable axialement. 12. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la cavité de moulage communique également avec l'extérieur par un orifice auquel est associé un filtre 13. Appareil suivant la revendication 12, caractérisé en ce que cet orifice d'évacuation est susceptible d'autre raccordé à un organe de pompage. 14. Appareil suivant ltune quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'orifice de remplissage de la cavité de moulage est muni d'un dispositif anti-retour. 15. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisé en ce qutà la cavité de moulage sont associés des moyens de chauffage, 16. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 7 à 15, caractérisé en ce qu'il est adapté à recevoir un élément de paroi amovible pour former l'une des parois de la cavité de moulage. 17. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 9 à 16, caractérisé en ce que la chambre de pression est disposée annulairement autour de la cavité de moulage. 18. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 9 à 16, caractérisé en ce que la cavité de moulage est disposée annulairement autour de la chambre de pression. 19. A titre de produit industriel nouveau, ferrite, applicable notamment à la fabrication d'inducteur pour moteur électrique caractérisée en ce qu'elle est obtenue par un procédé suivant les revendications précédentes. 20. Ferrite suivant la revendication 19, caractérisée en ce qu'elle est de configuration annulaire. 21. Ferrite suivant la revendication 19, caractérisée en ce qu'elle fait corps avec un tronçon de tube. 22. Ferrite suivant la revendication 21, caractérisée en ce qu'elle est immobilisée par rapport au tronçon de tube. 23. Ferrite suivant la revendication 21, caractérisée en ce que l'un des éléments ferrite ou tube comporte au moins un téton d'immobilisation destiné à coopérer avec au moins une échancrure ou un trou de l'autre élément.