Brevet FR2260177A1 — publié le 19750829

Ltinvention est relative aux plateaux de serrage à évidement central qui comprennent quatre côtés disposés à la manière de ceux dtun cadre et qui sont destines à supporter, d'une part, des forces de traction parallèles et de même sens appliquées à proximité des quatre coins du cadre et, d'autre part, un ensemble de forces de réaction de sens opposé et appliquées au voisinage du pourtour de ltévidement central ; l'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, les plateaux de serrage de ce genre qui sont disposés par paires dans les transformateurs pour serrer entre eux des bobinages prenant appui sur les bords de leurs évidements centraux, les forces de traction étant exercées par des tirants qui relient deux à deux les coins des deux plateaux et les évidements de ceux-ci étant traversés par le noyau du bobinage qu'ils serrent entre eux. Pour faciliter la compréhension de l'invention, on assimilera ci-après le plateau de serrage à un cadre rectangulaire ayant un évidement central rectangulaire, c'est-à-dire à un cadre dont les côtés sont limités par des bords intérieurs et extérieurs parallèles respectivement à deux directions perpendiculaires entre elles. En fait, il peut s'agir là de la forme préliminaire du cadre dont ltévidement central, notamment, peut ensuite être alésé pour stadapter au profil du noyau qui doit le traverser, lorsqu'il doit constituer un plateau de serrage pour transformateur. Dans cette hypothèse, on appellera "zone de coin" la partie rectangulaire selon laquelle, à chaque coin du cadre, les deux côtés qui aboutissent à ce coin se recouvrent ou coîncident. On appellera en outre "zone intermédiaireW la partie de chaque côté qui est amputée de ses deux surfaces de coin et qui est donc limitee intérieurement par le bord intérieur du cadre. Sous l'action des forces de traction et de réaction, le plateau de serrage qui est plat au repos a tendance à se voiler en forme de cuvette, les flèches des déformations pouvant atteindre des valeurs prohibitives, surtout au milieu des côtés du plateau. L'invention a principalement pour biit de réaliser un plateau de serrage dans lequel ces flèches de déformation sont tenues dans des limites acceptables. A cet effet, le plateau de serrage conforme à l'invention est essentiellement caractérisé par le fait que chaque côté duvca- dre est formé, au moins en majeure partie, d'un empilage de feuilles minces qui sont constituées, au moins en partie, de fibres ou filaments parallèles aux bords de ce côté et dont les dimensions longitudinales sont égales à celle de la zone intermédiaire augmentée de celle d'une seule zone de coin, lesquelles feuilles, d'une part, sont alternativement décalées longitudinalement de telle sorte que chaque zone de coin soit constituée essentiellement par l'empilage de bouts de feuilles à fibres ou filaments alternativement croisés et, d'autre part, sont liées entre elles par des techniques classiques de collage ou semblables. Selon un mode de réalisation préféré, les feuilles minces sont constituées de feuillets ligneux, en particulier de feuillets de hêtre, dont les fibres sont disposées selon la grande dimension de chaque côté du cadre. Pour éviter le défibrage, il y a intérêt à intercaler entre les feuilles minces définies ci-dessus une proportion au plus égale à 20% de feuilles minces de renfort à fibres ou filaments en travers. L'invention pourra, de toute façon, être mieux comprise à l'aide du complément de description qui suit et des dessins ciannexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à un mode de réalisation préféré. La fig.1 de ce dessin montre, en perspective, un transformateur comprenant trois paires de plaques de serrage conformes à l'invention. La fig.2 montre1 en perspective, à plus grande échelle, l'un des plateaux de serrage de la fig.l. La fig.3 est une coupe, à plus grande échelle encore, selon la ligne III-III de la fig.2. La fig.l montre un transformateur dont la carcasse l comporte trois noyaux 2 autour de chacun desquels est enroulé un bobinage 3. Chaque bobinage 3 est fixé entre deux plateaux de serrage 4 qui sont assemblés par des tirants filetés 5, lesquels traversent, par des trous non montrés à la fig.2, les plateaux 4 au voisinage de leurs coins. La fig.2 montre ltun des plateaux 4 selon la même disposition dsans l'espace qu'a la partie supérieure de la fig.1. Ce plateau comprend deux grands côtés parallèles 6 et 7 et deux petits côtés parallèles 8 et 9, les côtés 6 et 7 étant perpendiculaires aux côtés 8 et 9. Bien que le cadre ait été représenté avec-un alésage central 10 qui est cylindrique dans son ensemble, on doit noter que, dans un stade intermédiaire de fabrication, l'évidement intérieur du cadre est rectangulaire, ses bords étant alors dans le prolongement des faces 6a-Za, 6b-7b, 8a-9a, 8b-9b.Selon la terminologie définie ci-dessus, les zones de coin 11, 12, 13 et 14 sont limitées respectivement, à chaque coin du cadre, par les faces 6b et 8a, 8b et 7b, 7a et 9b, 9a et 6a ; les zones intermédiaires 16, 17, 18 et 19 sont limitées, su chacun des côtés 6, 7, 8 et 9, par les faces 6a et 6b, 7a et 7b, 8a et 8b, 9a et 9b. En comparant les fig.1 et 2, on comprend que le plateau de la fig.2 est soumis par les tirants 5, au voisinage de ses quatre coins1 à des forces de traction parallèles dirigées vers le bas et qu'en prenant appui sous le bord de l'alésage 10, le bobinage 3exerce sur le plateau des forces de réaction dirigées vers le haut ; on comprend également que ces forces tendent à voiler ou déformer le plateau en forme de cuvette. Pour diminuer l'amplitude ou flèche de déformation du plateau sous l'action de ces forces, chaque côté 6, 7, 8, 9 du cadre est formé, au moins en majeure partie, d'un empilage de feuillets ligneux dont les fibres sont parallèles aux bords de ce côté et dont les dimensions longitudinales sont égales à celle de la zone intermédiaire 16, 17, 18, 19 augmentée de celle d'une seule zone de coin 11, 12, 13, 14, lesquels-feuillets, d'une part1 sont altérnativement décalés longitudinalement de telle sorte que chaque zone de coin soit constituée essentiellement par l'empilage de bouts de feuillets à fibres alternativement croisées et, d'autre part, sont liés entre eux par des techniques classiques de collages.Aux fig. 2 et 3, on a signalé par des points les tranches de ces feuillets qui sont perpendiculaires aux fibres de ceux-ci, les tranches dépourvues de points étant au contraire parallèles aux fibres du feuillet considéré. Les feuillets en question sont avantageusement en hêtre, leur épaisseur étant alors de Tordre de 2 mm. Si l'on considère par exemple le côté 7, on constate que sa couche constitutive \inférieure est formée, d'une part, au niveau de la zone de coin 13 Si l'on considère le bord extérieur du côté 7, la couche inférieurs est donc formée, de gauche à droite, d'un feuillet 20 de dimension a (dimension perpendiculaire à la longueur de ses fibres) et d'un feuillet 21 de dimension a + b (parallèle à la longueur de ses fibres). En ce qui concerne la couche située immédiatement au-dessus de la précédente, elle est formée, d'une part, au niveau de la zone de coin 13 et de la zone intermédiaire 17, par un feuillet 22 dont les fibres sont parallèles au côté 7 et, d'autre part, au niveau de la zone de coin 12"par un feuillet 23 dont les fibres sont parallèles au côté 8 et qui s'étend à la fois sur cette zone de coin 12 et sur la zone intermédiaire 18 du côté suivant 8. L'empilage se poursuit alternativement de la manière décrite, au moins à 89% de l'épaisseur totale du cadre. On voit donc que la zone de coin 13 est formée de feuillets à fibres alternativement perpendiculaires et parallèles au côté 7. Il en est de même pour les zones de coin 11, 12 et 14. En définitive, au droit des tirants 5 qui traversent les zones de coin, la structure du matériau présente des fibres croi sexes et, au centre -des quatre côtés, elle présente des fibres en long (voir la fig.3), ce qui. assure à la fois une résistance mé- canique suffisante-aux efforts exercés par les tirants et une ré- sistance maximale à la flexion (donc une déformation minimale) au centre des quatre côtés. Comme le montre la fig.3, il y a intérêt à intercaler entre les feuillets minces définis ci-dessus une proportion au plus égale à 20% de feuillets minces de renfort à filaments en travers tels que ceux désignés par 24 à la fig.3 pour éviter au cadre de se défibrer sur ses zones intermédiaires et pour améliorer la ré- distance à la torsion de celles-ci. Enfin, on peut renforcer les petits côtés 8 et 9 du cadre, comme le montrent les fig.1 et 2, par des surépaisseurs 25 formées par empilage dé feuillets s'étendant sur toute la largeur de ces côtés et constitués, au moins en majeure partie, de fibres parallèles à ces côtés. Sans sortir du cadre de l'invention, il serait possible de remplacer les feuillets de hêtre par des tissus de verre à fibres parallèles et liées par une résine synthétique (polyester, voire époxy). REVENDICATIONS 1 - Plateau de serrage à évidement central qui comprend quatre côtés disposés à la manière de ceux d'un cadre et qui est destiné à supporter, d'une part, des forces de traction parallèles et de même sens appliquées à proximité des quatre coins du cadre et, d'autre part, un ensemble de forces de réaction de sens opposé et appliquées au voisinage du pourtour de l'évidement central, le cadre comprenant, d'une part, quatre zones de coin ou parties rectangulaires selon lesquelles, à chaque coin du cadre, les deux côtés qui aboutissent à ce coin se recouvrent ou coïncident et, d'autre part, quatre zones intermédiaires ou parties de chaque côté qui sont amputées de leurs surfaces de coin, caractérisé par le fait que chaque côté du cadre est formé, au moins en majeure partie, d'un empilage de feuilles minces qui sont constituées, au moins en partie, de fibres ou filaments parallèles aux bords de ce côté et dont les dimensions longitudinales sont égales à celle de la zone intermédiaire augmentée de celle d'une seule zone de coin, lesquelles feuilles, d'une part, sont alternativement décalées longitudinalement de telle sorte que chaque zone de coin soit constituée essentiellement par l'empilage de bouts de feuilles à fibres ou filaments alternativement croisée et, d'autre part, sont liées entre elles par des techniques classiques de collage ou semblables. 2 - Plateau de serrage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les feuilles minces sont constituées de feuillets ligneux, en particulier de feuillets de hêtre, dont les fibres sont disposées selon la grande dimension de chaque côté du cadre. 3 - Plateau de serrage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il est intercalé entre les feuilles minces une proportion au plus égale à 20% de feuilles minces de renfort à fibres ou filaments en travers. 4 - Plateau de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que, sur deux côtés opposés, il comprend des surépaisseurs formées par empilage de feuillets s'étendant sur toute la largeur de ces côtés et constitués, au moins en majeure partie, de fibres parallèles à ces côtés. 5 - Plateau de serrage selon la revendication i, caractérisé par le fait que les feuilles minces sont constituées par des tissus de verre à fibres parallèles et liées par une résine synthétique. 6 - Plateau de serrage selon l'une quelconque des revendications i à 4, caractérisé par le fait qu'il est utilisé par paires dans un trans-formateur pour serrer entre eux des bobinages prenant appui sur les bords de leurs évidements centraux, les forces de traction étant exercées par des tirants qui relient deux à deux les coins des deux plateaux et les évidements de ceux-ci étant traversés par le noyau du bobinage qu'ils serrent entre eux.