Brevet FR2388384A1 — publié le 19781117

La présente invention se rapporte à un corps de bobine, dont le mandrin qui porte l'enroulement est limité par des flasques, l'un de ces flasques comportant un passage qui forme des canaux d'entrée et de sortie. Elle se rapporte par ailleurs à un corps de bobine de section avantageusement rectangulaire, dont le mandrin à arêtes arrondies qui porte l'enroulement est limité par des flasques, l'un de ces flasques comportant un passage qui comporte des canaux d'entrée et de sortie. I1 existe diverses formes de réalisation de mandrins de ce genre. Elles sont conformées de façon à répondre à la condition de faciliter le bobinage à la machine et à la main du corps de la bobine au moyen d'un fil approprié, c'est-à-dire que les canaux d'entrée et de sortie de ce fil sont disposés de manière à supprimer pratiquement l'opération consistant à isoler les extrémités du fil, ou à coller ou insérer un ruban isolant dans le canal après y avoir introduit l'extrémité antérieure de ce fil et avant de bobiner ce corps. Par ailleurs, ces canaux donnent à ces extrémités une position constante. Dans certains cas, lesdits canaux sont utilisés pour guider les deux extrémités du fil et ils sont sensiblement tangents au mandrin et au flasque limitant ce dernier.Cela présente cependant divers inconvénients qui sont que le flasque qui limite la zone du bobinage et dans lequel passent ces extrémités du fil doit être plus épais, de sorte qu'il n'est possible de superposer que peu de couches de fil sur le mandrin. Dans le cas où çe mandrin porte plusieurs enroulements résistants (enroulement bifilaire) superposés, la surface du flasque destinée à faire sortir tangentiellement les paires de fils des diverses couches n'est pas suffisante. Mais quand un corps conformé de cette manière est très encombrant en raison de ses dimensions et ne permet cependant d'y placer qu'un petit nombre de couches, cela limite beaucoup ses possibilités d'utilisation et cette solution est donc très peu satisfaisante. La présente invention vise par conséquent à améliorer un corps de bobine du genre précité de façon à lui donner une conformation facile à réaliser qui rende moins compliquée l'isolation de l'extrémité antérieure du fil, sortant de la bobine, par rapport à la partie des couches du bobinage qui est adjacente au flasque, ou de façon à n'avoir pas à donner à ce flasque une conformation compliquée, l'isolation de cette extrémité par rapport aux enroulements de la zone de bobinage étant efficace et bon marché. Conformément à l'invention, un corps de bobine, dont le mandrin otila carcasse ui porte l'enroulement est limité pardes fIas- ques,dont'l'un est percé d'un passage qui constitue des canaux d'entrée et de sortie, est caractérisé par le fait que ce passage a un contourparticulieretcomporteunedépouilleouunembrèvement, et est tangentà la surface extérieure du mandrin, l'embrèvement étant destiné à maintenir une plaquette isolante. Grâce à cette conformation du corps de bobine, il est possible de supprimer l'opération longue et compliquée automatisée il est vrai entre temps - consistant à recouvrir d'un ruban isolant adhésif l'extrémité antérieure du fil à hauteur du canal lorsqu'elle a été placée, en recouvrant de ce ruban le flasque sur toute sa hauteur, ainsi qu'une partie du mandrin, avant de procéder au bobinage. L'isolement et la suppression des influences électriques entre l'extrémité antérieure du fil, quand elle a été tirée à l'extérieur, et l'enroulement sont assurés au moyen d'une plaquette isolante insérée dans l'embrèvement du passage et s'y coinçant. En raison de la conformation donnée au passage et à la plaquette, il est possible d'immobiliser l'extrémité antérieure du fil dans ce passage, simplement au moyen de cette plaquette qui comporte des lèvres déformables, sans avoir à amener ce fil à un point d'attache par soudure. Le rapport des longueurs des côtés ae la plaquette et du passage est déterminé de façon que cette plaquette puisse être insérée par un côté quelconque. Par ailleurs, le but de l'invention est atteint aussi dans le cas d'un corps de bobine à section de préférence rectangulaire, dont le mandrin destiné à recevoir l'enroulement comporte des arêtes arrondies et est limité par des flasques, l'un de ces flasques comportant un passage qui forme des canaux d'entrée et de sortie, par le fait que ce passage a une forme particulière, comporte un embrèvement, est tangent à l'un des grands côtés du mandrin et débouche dans un bras porte-contact formé sur le premier flasque à l'extérieur de la zone de bobinage que limitent le mandrin et ce flasque, l'embrèvement servant à maintenir une plaquette isolante. Cela assure qu'à la sortie du passage, le fil est rectiligne sur une grande longueur, de sorte que, lorsque le bobinage est fait par couches ou par paquets, les enroulements adjacents reçoivent une assise fixe sur le mandrin, si bien que les forces qui agissent dans ces enroulements lorsqu'un courant y passe ne peuvent devenir actives, c'est-à-dire affaiblir ou détruire l'isolant du fil desdits enroulement sous l'effet de déplacements relatifs. I1 est certain que ces forces s'annulent en la plupart des endroits, mais pas aux endroits importants, c'est-à-dire dans les couches extérieure et intérieure de l'enroulement et au voisinage des flasques, donc dans les zones de bordure.On sait que ces forces augmentent avec l'intensité du courant et peuvent donc détruire l'isolant du fil si les zones essentielles du corps - ici spécialement le canal d'entrée de ce fil et le voisinage du mandrin - ne sont pas conformées de manière appropriée; de plus, le courant passe dans le champ de fuite du circuit magnétique entourant le corps de la bobine, si bien que les lignes de dispersion font un certain angle avec la direction du sens de passage du courant en opposition avec le champ principal, ctest-à-dire qu'il se produit d'autres forces additionnelles qui accélèrent la destruction dans la zone menacée de l'enroulement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le passage est une fente en forme de T qui est parallèle à l'axe de la bobine, dont le fond forme dans le premier flasque une rampe partant de l'arête transversale et qui débouche sur une face frontale du corps dans une encoche du bras de support formé sur ce flasque. De cette manière, d'une part l'extrémité antérieure du fil est rectiligne sur une grande longueur, ainsi qu'on l'a déjà mentionné précédemment, la plaquette isolante à côtés égaux et à languettes déformables peut l'immobiliser sur le fond de la gorge en T, sans que cette extrémité soit posée préalablement sur un support de contact (point de fixation par soudure) du bras porte-contact, et d'autre part, cette plaquette obture la partie faible de l'isolation qui est située dans le flasque entre cette extrémité et l'enroulement, car la lèvre de la plaquette, qui peut facilement subir une déformation plastique, entoure ce fil et forme dans le fond de la fente une ligne d'appui. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, l'encoche communique directement avec la partie adjacente au bras porte-contact, d 'une poche destinée à loger le portecontact (point de fixation par soudure) et elle guide l'extré- mité antérieure du fil. Grâce à cette conformation du corps de bobine, il est possible de donner à cette extrémité une longueur relativement grande, ce qui signifie que la zone de compensation du jeu de ladite extrémité est sensiblement agrandie, cette extrémité étant divisée en deux longueurs partielles par un coude entre la rampe de la gorge et cette encoche. De plus, ce fil, qui n'est isolé que par une couche de laque, est protégé des contraintes mécaniques directes. Par ailleurs, le premier flasque porte au moins deux bras porte-contact qui s'écartent d'un axe des abscisses, de façon que leurs zones utiles soient diamétralement opposées et que la poche de chacun d'eux soit orientée perpendiculairement à l'axe du corps de bobine. I1 est possible de fabriquer aisément aux dimensions et à la forme exacte un corps de bobine selon l'invention par moulage ou par injection, la quantité de matière nécessaire étant minimale. La poche du bras porte-contact est conformée de maniere qu'il soit possible d'y placer aisément à la main ou à la machine un point de fixation par soudure de manière simple, sans préparation spéciale et onéreuse, ce point étant fixé avant la pose de l'extrémité antérieure du fil. Si la bobine doit être fabriquée de manière complètement automatique, la conformation de la poche du bras portecontact fait que le porte-contact qui n'est pas encore relié avec une des extrémités du fil reste fixé dans la poche pendant le bobinage. L'avantage particulier de la présente invention réside dans le fait que la conformation donnée au corps de bobine garantit que les deux extrémités du fil restent bien isolées, parce que la plaquette isolante peut être insérée même quand--ce corps a été bobiné. Par ailleurs, si cette plaquette n'a pu être placée au début du travail en raison d'un défaut mécanique, les bobines n'ont pas à être mises au rebut, ce qui minimise les portes en fil et en bobines, contrairement à ce qui se passe avec les corps de bobine connus, avec lesquels il n'est pas possible d'isoler ultérieurement l'extré- mité antérieure du fil vis-à-vis des spires de l'enroulement qui sont appliquées contre le flasque, si bien qûe ces bobines doivent être mises au rebut à cause de leur mauvaise isolation. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels - la figure 1 est un plan d'un petit côté d'un corps de bobine selon l'invention; - la figure 2 est une coupe transversale par la ligne F-F de la figure 1, et - la figure 3 est une vue en bout de la face extérieure du premier flasque. Le corps de bobine, qui comporte sur les petits côtés d'un flasque des bras porte-contact diamétralement opposés, est une pièce monobloc 30, dont le mandrin et les flasques qui limitent la zone d'enroulement sont rectangulaires et qui est utilisable en particulier comme bobine d'électro-aimant dans un disjoncteur. Le choix de la forme rectangulaire est basé sur le fait qu'un corps de bobine de ce genre présente une plus grande surface de dissipation de la chaleur et satisfait aux conditions voulues pour que le poids de cuivre soit faible. Le corps de bobine désigné par le chiffre 30 sur la figure 1 comporte des flasques 32, 33 qui bornent un mandrin 31 et qui limitent une zone de bobinage 31a. Les bras portecontacts 32b, 32b' formés sur les petits côtés 32a du premier flasque 32 font saillie du corps 30 dans le sens de l'axe Z de-la bobine sur une distance d qui est égale à plusieurs fois l'épaisseur 32c de ce flasque. Par contre, la longueur et la largeur de ces bras 32b, 32b', dont les zones essentielles 34 sont identiques, sont déterminées par les caractéristiques de l'électro-aimant. Leur différence réside dans le fait que celui 32b, dans lequel débouche une fente 35 en T comporte, à son extrémité 36 opposée à un grand côté 31b du mandrin, une patte 37 destinée à porter les caractéristiques de la bobine.Cette patte fait un angle L avec l'axe Z de la bobine, elle est orientée dans le sens d'un axe des ordonnées Y et ses bords 37b, 37b', qui limitent sa face 37a dans le sens de l'axe Z, sont parallèles à l'axe des abscisses X. La fente en T 35 du premier flasque 32 et du bras 32b est parallèle à ces axes Z et X, et son fond 35a se trouve plus bas que l'arrondi 38 qui relie le grand et le petit côté 31b, 31c du mandrin. Ainsi que le représente encore la figure 1, le bras 32b comporte dans sa zone utile 34 une poche 39, qui est orientée perpendiculairement à l'axe Z et qui permet de fixer sur un de ses côtés un point de fixation par soudure (non représenté) de l'extrémité antérieure du fil et sur un autre côté un contact à vis ou à emboitement pour un conducteur d'amenée du courant. Dans la forme de réalisation représentée, la poche 39 a la forme d'une gouttière et elle est disposée de façon qu'un premier côté 39a soit parallèle à la gorge en T. Un deuxième côté 39b est perpendiculaire au premier et un troisième côté 39c part de ce second sous un angle obtus et se termine par une surface 40. De son côté, cette surface 40 fait un angle S avec le premier flasque et elle est limitée par un rebord 42 qui est tangent à' l'ouverture 41 du corps de bobine. Ce rebord 42 sert en même temps de support à la patte 37, qui est aussi disposée en gradin par rapport à la surface 40. Une cavité 43 de cette surface 40 est destinée à loger et retenir la traverseed'un porte-contact. La fente 35 comporte unembrèvementouunedépouille45qui est destinée à loger et retenir une plaquette isolante 44 et qui est conformé de manière que-cette plaquette s'y coince et y soit maintenue. Il faut cependant considérer cet embrèvement 45 dans un sens négatif par rapport à la barre du T, mais pour des raisons de configuration, il a été choisi d'autres rapports de distance entre cette barre du T, l'extrémité libre et la branche verticale.L'embrèvement 45 est donc formé dans l'épaisseur 32c du flasque et dans le bras 32 formé sur ce dernier et l'affaiblissement qu'il provoque dans ce flasque 32 est compensé par une nervure 46, qui n'est représentée que sur le bras 32b'. Entre lui et l'emplacement 31a de l'enrou- lement, l'épaisseur 32ctde ce flasque est minimale, mais cela n'affaiblit pas statiquement ce dernier, de sorte que pendant le bobinage du corps 30, cette faible épaisseur n'a aucun inconvénient matériel pour les spires.L'embrèvement 45, orienté dans le sens d'un grand côté 32a' de ce flasque et donc perpendiculairement à l'axe Z du corps, mais excentré par rapport à cet axe, comporte des chanfreins d'introduction 45a et sa profondeur est inférieure à la hauteur maximale du flasque, mesurée à partir d'une petite face 31c du mandrin 31, de façon que la plaquette 44, non représentée sur les figures 1 et 3, obture exactement la fente 35. Cet embrèvement 45 peut bien entendu comporter aussi des crans de façon que ni les vibrations ni l'application d'une contrainte minimale ne puissent déplacer la plaquette lorsque celle-ci y a été insérée. La partie essentielle de la fente 35, qui correspond dans le sens négatif à la branche verticale du T, s'élargit en s'éloignant de la zone 31a de l'enroulements de sorte qu'il est possible de déplacer le fil avec le même degré de liberté d'un côté ou de l'autre dans le sens de l'axe Y des ordonnées. Un doigt conique 47, qui fait saillie du bras 32b dans l'axe du petit côté 31c du mandrin 31, sert à maintenir l'extrémité antérieure du fil au début du bobinage, ce qui n'exclut pas cependant la possibilité de poser aussi cette extrémité sur un porte-contact placé dans la poche 39 du bras 32b. Des tenons 48, formés sur le flasque33 dans l'axe du petit côté 31c et orientés dans le sens de l1axe Z du corps et dans celui de l'axe des abscisses X, ont pour-rôle de bloquer ce corps 30 dans un appareil électromagnétique par exemple, de conformation complémentaire Comme le représente la figure 2, ces tenons 48 coincident avec un prolongement 49 desbras 32b, 32b', alors que les tenons 48', orientés dans le sens de l'axe Z du corps et tangentsà l'ouverture 41 de ce corps, sont sensiblement plus petits.Afin d'empêcher d'inverser latéralement le corps 30 quand on le monte dans le boitier d'un disjoncteur électromagnétique par exemple, ce corps comporte sur son flasque 33 un autre tenon 48" excentré, qui est parallèle à l'axe des abscisses X et donc perpendiculaire au bras 32b'. Le bras 32b se différencie du bras 32b' par la patte 371 ainsi que par la fente enD 35 formant la rampe 50, toutes leurs autres zones essentielles 34 étant identiques. La patte 37 est orientée perpendiculairement à l'axe des ordonnées Y, c'est-à-dire qu'elle est parallèle au grand côté 32a' du flasque 32. L'un des flancs, 35b, de la gorge 35 adjacent au pro longQment 49 est tangent au grand côté 31b du mandrin 31, ce qui donne une bonne assise aux spires du fil enroulé sur ce mandrin, c'est-à-dire que les déplacements relatifs de ces spires sous l'effet de leurs sens d'enroulement respectifs quand le courant passe sont ramenés au minimum. Cette figure met aussi en évidence l'orientation et les dimensions de lembrèvement 45. Ainsi que le représente la figure 3, la rampe 50 de la fente 35' débouche sur la partie utile 34 du bras portecontact 32b, dans une encoche 34a vers la poche 39. Cette encoche 34a sert de guide à l'extrémité antérieure du fil qu'il s'agit de poser sur le porte-contact et sert aussi à protéger matériellement ce fil qui n'est isolé que par de la laque. Le bras 32b comporte aussi, outre cette rampe 50, une encoche 34a' de même dimension et un doigt conique 47'.Par ailleurs un flanc 34 b, 34b' de ces encoches 34a > 34a' est tangent à une droite fictive prolongeantces doigts 47, 47', ctest-à-dire que l'extrémité antérieure du fil qu'il faut fixer provisoirement avant le début et après la fin du bobinage n'est pas sensiblement déviée de son chemin. L'autre flanc 34b" de l'encoche 34a' se trouve au-dessus du bord 32at du petit côté 32a du flasque 32, de sorte que lorsque l'extrémité du fil quitte la zone d'enroulement 31a, elle est amenée au porte-contact en restant protégée. Par ailleurs, la cavité 43 des bras 32b, 32b' est percée d'une ouverture 43a dont l'axe fait l'angle S avec le plan de ces bras, et ceux-ci comportent à leur extrémité 36 et sur la surface 40, des bossages 40a. Ces ouverture 43a et bossages40a jouent des rôles différents qui sont, pour les ouvertures, de loger une vis (non représentée) de serrage des conducteurs d'arrivée et de départ et, pour les bossages, de maintenir les porte-contacts et de freiner les contraintes qui se créent quand ces conducteurs sont serrés, en empêchant efficacement ces derniers de glisser hors des poches 39. I1 va de soi que diverses modifications peuvent être apportées au corps de bobine décrit sans s'écarter du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Corps de bobine,dont le mandrin ou la carcasse qui porte l'enroiilementestlimitépardes flasques, l'un de ces flasques comportant un passage qui forme des canaux d'entrée et de sortie, corps caractérisé par le fait que le passage a la configuration d'une gorge (35) à embrevement ou dépouille (45) etesttangent à la face extérieure (31d) du mandrin (31) portant l'enroule- ment, cet embrèvement (45) étant destiné à retenir et coincer une plaquette isolante (44). 2. Corps de bobine à section avantageusement rectangulaire, dont le mandrin à arêtes arrondies qui porte l'enroulement est limité par des flasques, l'un de ces flasques comportant un passage qui forme des canaux d'entrée et de sortie, corps caractérisé par le fait que le passage a la configuration d'une gorge (35) à embrèvement (45) et est tangent à l'un des côtés (31b) du mandrin (31) qui porte l'enroulement, cet embrèvement débouchant dans un bras (32b) porte-contact qui est disposé extérieurement à la zone de bobinage (31a) formée par ce mandrin et les flasques (32, 33) et qui est formé sur le premier flasque (32), et ledit embrèvement étant destiné à retenir et coincer une plaquette isolante (44). 3. Corps de bobine selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le passage est une fente (35) en forme de T, qui est parallèle à l'axe (z > du corps, dont le fond C35a)comporteunerampedesortie (50) formée dans le premier flasque (32) et qui débouche sur une face frontale (32a) du corps (30) dans une encoche (34a) du bras (32b) formé sur ce premier flasque (32). 4. Corps de bobine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'encoche (34a) communique directement avec une partie d'une poche (39) en contact avec lé bras (32b) et sert de guide orientant ltex- trémité antérieure du fil. 5. Corps de bobine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le premier flasque porte au moins deux bras (32bu 32b') porte-contacts orientés dans des sens opposés par rapport à un axe des abscisses (X) et disposés de façon que leurs zones utiles (34) soient diamétralement opposées, la poche (39) de chacun d'eux étant orientée perpendiculairement à l'axe (Z) du corps. 6. Corps de bobine selon lune quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les poches (39) sont configurées et encochées de manière à permettre de fixer dans leur zone fonctionnelle un porte-contact de conformation complémentaire. 7. Corps de bobine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les poches (39) ont la forme de gouttières. 8. Corps de bobine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'un flanc au moins de la poche (39) fait un angle (S) avec-le premier flasque (32), dont la zone utile (40) est limitée par un rebord (42) tangent à une ouverture (41) de ce corps. 9. Corps de bobine selon lune quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'unie patte (37) destinée à porter les références de la bobine est formée sur au moins un bras (32b) porte-contact. 10. Corps de bobine selon lune quelconque des revendications précédentesr caractérisé par le fait que la patte (37) est orientée sous un angle (L) défini par rapport à l'axe (Z) du corps et est raidie par des rebords (42, 42'). 11. Corps de bobine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la surface de la partie (40) comporte une cavité (43) qui est percée d'une ouverture (43a) orientée perpendiculairement à l'angle (S) et destinée à loger une traversée. 12. Corps de bobine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la patte (37) et la surface (40) sont disposées à proximité l'une de l'autre en gradin et à la même hauteur, mais à des distances différentes de l'axe (Z) de ce corps. 13. Corps de bobine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les bras (32b, 32b') sont parallèles au petit côté (31c) du mandrin et à l'axe des ordonnées (Y). 14. Corps de bobine selon lwune quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le deuxième flasque (33) limitant la zone de bobinage (31a) porte des tenons (48, 48', 48") destinés à fixer ce corps à un élément de forme complémentaire. 15. Corps de bobine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est composé d'une pièce monobloc en matière plastique formée par injection ou moulée.