Brevet FR2420195A1 — publié le 19791012

L'invention concerne un transformateur électrique et son procédé de fabrication et plus particulierement son moyen de fixation sur son support. Les transformateurs électriques se composent d'un bobinage et d'un circuit magnétique.Le bobinage est formé de plusieurs enroulements de fils isolés ou éventuellement d'un seul enroulement avec prise médiane dans le cas des auto-transformateurs. Le circuit magnétique est constitué par un empilage de tôles appropriées,généralement au silicium,qui sont découpées à la presse et entolées manuellement ou à la machine de manière telle qu'elle remplissent la partie centrale du circuit électrique. I1 est connu de réaliser de tels transormateurs à l'aide d'un élément central dénommé ci-après caniveau qui a la forme générale d'un tube,à section rectangulaire par exemple,muni généralement à ses extrémités de rebords périphériques et autour duquel sont disposés lesdits enroulements qui peuvent être accolés ou superposés. Le circuit magnétique est réalisé comme il vient d'être dit par un empilage de tôle feuilletées magnétiques qui ont des formes appropriées et qui sont entolées pour constituer un noyau à l'intérieur du caniveau et une carcasse extérieure qui encadre ce dernier. La fixation des transformateurs de très petites dimensions sur un support ne pose pas de problème particulier, étant donné leur faible poids et leurs petites dimensions. Les transformateurs de tailles supérieures sont généralement fixés au moyen d'étriers ou de tiges filetées ou vis,qui traversent des ajours ménagés dans chaque tôle feuilletée du circuit magnétique. Ces types de fixation présentent des inconvénients.La fixation au moyen de tiges filetées par exemple est onéreuse étant donné d'une part,le prix de revient des tiges et des rondelles et écrous utilisés et,d'autre part,les difficultés de fabrication et d'assemblage dues au calibrage précis des ajours et à leur alignement. En outre, ces fixations classiques nécessitent la présence d' entretoises pour éviter le contact du transformateur avec le support sur lequel il est fixé. C'est pourquoi l'invention propose une fixation particulière qui permet notamment de réduire le temps de fabrication, de concevoir une réalisation moins onéreuse au point de vue de la matière, de supprimer les entretoises et d'améliorer le refroidisse ment du transformateur. Pour atteindre ce but l'invention a pour objet un transformateur électrique du type décrit précédemment qui est remarquable en ce qu'il comporte de chaque côté ouvert du caniveau au moins une patte de fixation munie d'un prolongement d'assujettissement qui est serré entre la partie des tôles du circuit mégnétique constituant le noyau et la paroi interne du caniveau. Avantageusement chaque patte de fixation présente la forme générale d'une cornière tandis que le prolongement d'assujettissement est solidaire d'une des ailes de la cornière et replié dans le même sens ou de préférence à l'opposé de l'autre aile de la cornière, cette dernière étant pourvue de moyens de fixation destinés à coopérer avec des moyens aménagés sur le support choisi pour le transformateur. Dans ce cas l'aile de la cornière munie du prolongement présente une hauteur suffisante pour que le bobinage constitué par les enroulements ne s'étende pas au-delà du plan défini par l'aile de fixation. L'aile de fixation de la cornière est alors munie de moyens de fixation tels que des ajours pour des vis ou rivets et/ou des extensions destinées à être introduites dans des "boutonnieres" ou similaires aménagées dans le support prévu pour le dit transformateur. De préférence mais non exclusivement dans un transformateur selon l'invention muni de deux pattes,avantageusement symétriques, le prolongement d'assujettissement de chacune d'elles s'étend vers l'intérieur dans le caniveau jusqu'à sensiblement son plan médian de manière telle que les extrémités des dits prolongements mis en place sont sensiblement en contact. Eventuellement dans ce cas les extrémités des prolongements présentent des moyens qui cooperent de manière à les assujettir entre eux,telles que des découpes conjuguées permettant un emboitement du type tenon-mortaise. D'une manière générale les pattes de fixation sont réalisées par découpage et pliage d'une tôle éventuellement magnétique ou bien elles proviennent de moulage ou de thermoformage d'une matière synthétique en faisant éventuellement corps avec le caniveau. C'est l'un des mérites de l'invention d'avoir vaincu le préjugé que l'introduction de prolongements métalliques dans le caniveau à la place d'une ou plusieurs tôles magnétiques constituait un inconvénient. Il résulte des essais effectués qu'il n'y a aucun inconvénient, meme dans le cas de pattes de fixation en métal non magnétique. Il est clair que la hauteur des ailes des cornières munies des prolongements permet d'éviter le contact du bobinage et du circuit magnétique avec le support ce qui supprime la nécessite de disposer des entretoises. En outre, les pattes de fixation lorsqu' elles sont réalisées dans un matériau de bonne conductibilité thermique permettent une évacuation convenable de l'énergie thermique dégagée par le transformateur directement dans le support. Pour cette évacuation de chaleur, l'invention prévoit aussi d'aménager un radiateur sous le transformateur. La présente invention a encore pour objet un procédé de fabrication d'un tel transformateur remarquable en ce qu'il consiste, après mise en place du bobinage autour du caniveau, à empiler les tôles feuilletées de manière à réaliser un noyau dans le caniveau et une carcasse extérieure encadrant ce dernier et à disposer les prolongements des pattes de fixation, de préférence vers la fin de l'empilage des tôles, entre la partie des tôles constituant le noyau et la face interne de la paroi du caniveau, puis à terminer l'empilage en serrant les tôles et donc les prolongements des pattes dans le dit caniveau. L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'étude des dessins annexées dans lesquels La figure 1 montre schematiquement en perspective un caniveau de transformateur muni de deux pattes de fixation selon l'invention. La figure 2 montre deux tôles feuilletées constitutives du circuit magnétique, La figure 3 est une coupe selon le plan III-III de la figure 1 et La figure 4 montre en élévation un transformateur assemblé et fixé selon l'invention. La figure 1 montre un élément 1 en forme de tube de section rectangulaire dénommé ci-après caniveau, muni à ses extrémités de rebords périphériques 2. Le caniveau 1 est formé d'une matière synthétique relativement rigide et il est destiné à être entouré par les enroulements primaire et secondaire (non représentés) du transformateur qui sont maintenus en place par les rebords 2. Ces derniers sont pourvus d'ajours tels que 3 pour effectuer les connections d'entrée et de sortie avec les enroulements du transformateur. Le circuit magnétique du tranformateur est réalisé au moyen de tôles feuilletées telles que celles montrées à la figure 2. Cette figure montre deux tôles magnétiques respectivement 4 et 5. La tôle 4 présente la forme d'un E et la tôle 5 la forme d'un I. Les formes de ces tôles permettent de manière connue de réaliser sans perte de matière deux tôles en E et deux tôles en I dans une même plaque rectangulaire. L'empilage des tôles 4 et 5 est effectué de la manière suir vante. La barre centrale 6 du E de la tôle 4 est destinée à être introduite dans le caniveau 1, tandis que les barres 7 de cette même tôle encadrent en partie ledit caniveau. Deux tôles 4 sont tout d' abord mises en place, la barre 6 de l'une étant introduite d'un coté du caniveau 1 et la barre 6 de l'autre étant introduite de l'autre côté dudit caniveau. Ensuite l'empilage s'effectue en disposant une tôle 5 en I et une tôle 4 en E d'un côté, puis de l'autre et ainsi de suite de manière à obtenir un noyau magnétique dans le caniveau 1 entouré par les enroulements et constitué par la superposition des barres 6 des tôles 4 tandis que les barres 7 et les ames 8 des tôles 4 ainsi que les tôles 5 constituent une carcasse extérieure qui encadre le caniveau 1 (fig. 4). Le circuit magnétique fermé du transformateur est ainsi réalisé par les tôles 4 et 5. Ce mode de fabrication est connu, les tôles étant serrées en fin d'opération de l'assemblage dans le caniveau. Selon l'invention deux pattes 9a et 9b identiques (figures 1, 3 et 4) sont introduites respectivement d'un côté et de l'autre du caniveau. Ces pattes ont une forme générale de cornière d'équerre. présentent une aile de fixation 10a, 10b et une aile à l'équerre lia, 11b munie d'un prolongement 12a, 12b. Ces derniers sont ici pliés à l'équerre en sens opposé aux ailes lia et llb. Ils s'étendent chacun à l'intérieur du caniveau 1 jusqu'à sensiblement la moitié de celui-ci de manière telle que les extrémités desdits prolongements sont sensiblement en contact. Des moyens d'accrochage desdites extrémités peuvent être prévus comme il a déjà été dit. En outre, les prolongements peuvent aussi être pliés en sens inverse de telle sorte que les ailes 10a et 10b sont alors tournées vers l'intérieur. Les pattes 9a et 9b sont mises en place, de préférence vers la fin de l'entôlage, avant le serrage des tôles dans le caniveau 1. Il est clair qu'ainsi le transformateur est muni de deux pattes de fixation assujetties rigidement au circuit. La hauteur des ailes lia et 11b est suffisante pour laisser un espace libre entre,d'une part,le bobinage 13 (fig. 4) et les extrémités des rebords 2 et, d'autre part, le support 14 sur lequel le transformateur doit être fixé. L'espace libre ainsi ménagé peut avantageusement être utilisé pour disposer un radiateur de refroi pissement. Il est clair que les prolongements 12a et 12b remplacent par rapport à l'art connu, une ou plusieurs tôles magnétiques du circuit. Cependant la nature de la matière utilisée n' entraîne pas d'inconvénient et il est possible d'utiliser de l'acier ordinaire, de l'acier au silicium, du laiton, du cuivre, de l'aluminium et dérivés etc., de même qu'une matière plastique moulée ou thermoformée. Pour fixer les pattes 9a et 9b sur le support 14 de la figure 4 les ailes 10a, 10b desdites pattes sont pourvues de moyens tels que les ajours 15 ou les extensions 16 représentés. Les ajours 15 sont destinés à recevoir des vis ou des rivets tandis que les extensions 15 peuvent être introduites dans des moyens conjugués aménagés sur le support 14 tels que des"boutonnieres". Il est possible aussi de fixer les extrémités des ailes 10a et 10b dans des "boutonnieres" 17a et 17b du support 14 comme le montre la figure 4. Bien entendu de nombreuses modifications peuvent être imaginées sans sortir du cadre de l'invention, comme par exemple, la forme des pattes de fixation, les moyens de fixation etc. En outre l'invention concerne les transformateurs munis de n'importe quel type de bobinage et notamment les auto-transformateurs ainsi que tous les dispositifs électriques munis d'un bobinage et d'un ento lage du type décrit. REVENDICATIONS 1) Transformateur électrique comportant de manière connue un élément central tubulaire dénommé caniveau muni ou non à ses extrémités de rebords périphériques et autour duquel sont disposés transversalement les enroulements du bobinage du transformateur tandis aue le circuit magnétique de ce dernier est réalisé par un empilage de tôles magnétiques feuilletées qui ont des formes appropriées et qui sont entôlées de manière telle qu'une partie de celles-ci constitue un noyau à l'intérieur du caniveau et que l'autre partie des tôles réalise une carcasse extérieure qui encadre ledit caniveau,transformateur caractérisé en ce qu'il comporte de chaque côté ouvert du caniveau au moins une patte de fixation munie d'un prolongement d'assujettissement qui est serré entre la partie des tôles du circuit magnétique constituant le noyau et la paroi interne du caniveau. 2) Transformateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque patte de fixation présente la forme générale d'une cornière tandis que le prolongement d'assujettissement est solidaire d'une des ailes de la cornière et replié dans le même sens ou de préférence à l'opposé de l'autre aile de la cornière, cette derniere étant pourvue de moyens de fixation destines à coopérer avec des moyens aménagés sur le support choisi pour le transformateur. 3) Transformateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'aile de la cornière munie du prolongement présente une hauteur suffisante pour que le bobinage constitué par les enroulements ne s'étende pas au-delà du plan défini par l'aile de fixation. 4) Transformateur selon l'une des revendications 2 et 3, carac térisé en ce que l'aile de fixation de la cornière est munie de moyens de fixation tels que des ajours pour des vis ou rivets et/ ou des extensions destinées à être introduites dans des "boutonnières" ou similaires aménagées dans le support prévu pour ledit transformateur. 5) Transformateur muni de deux pattes, ~ dlpréférence symétri- ques,disposées de part et d'autre du caniveau selon l'une quelcon-que des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le prolongement d'assujettissement de chacune d'elles s'étend vers 1' inté- riveur dans le caniveau jusqu'à sensiblement son plan médian de manière telle que les extrémités desdits prolongements mis en place sont sensiblement en contact. 6) Transformateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les extrémités des prolongements présentent des moyens qui cooperent de manière à les assujettir entre eux, tels que des découpes conjuguées permettant un emboitement du type tenonmortaise. 7) Transformateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les pattes de fixation sont réalisées par découpage et pliage d'une tôle éventuellement magnétique. 8) Transformateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les pattes de fixation proviennent de moulage ou de thermoformage d'une matière synthétique en faisant éventuellement corps avec le caniveau. 9) Transformateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les pattes de fixation sont réalisées dans un matériau de bonne conductibilité thermique de manière à évacuer l'énergie thermique dégagée;directement dans le support ou au moyen d'un petit radiateur aménagé sous ledit transformateur. 10) Procédé de fabrication d'un transformateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9,caractérisé en ce qu'il consiste, après mise en place du bobinage autour du caniveau, à empiler les tôles feuilletées de manière à réaliser un noyau dans le caniveau et une carcasse extérieure encadrant ce dernier et à disposer les prolongements des pattes de fixation, de préférence vers la fin de l'empilage des tôles, entre la partie des tôles constituant le noyau et la face interne de la paroi du caniveau, puis à terminer l'empilage en serrant les tôles et donc les prolongements des pattes dans ledit caniveau.