Brevet FR2438327A1 — publié le 19800430

La présente invention concerne le mécanisme de montage et de serrage de noyaux en C de transformateurs, de selfs et de composants analogues. Les noyaux en C ou de ferrite doivent être serrés sur eux-mêmes avec une force prédéterminée. De cette manière, des moitiés complémentaires peuvent être associées convenablement. Lorsque les moitiés d'un noyau ne sont pas raccordées et comprimées de manière convenable, elles s'échauffent et vibrent dans des conditions de travail en courant alternatif, si bien qu'elles constituent une source gênante de vibrations mécaniques. Le rôle d'un mécanisme de montage et de serrage est la mise en contact des moitiés découpées l'une contre l'autre avec une force qui suffit pour que le contact magnétique soit aussi bon que possible. En outre, le mécanisme de montage et de serrage doit être réalisé afin qu'il permette une fixation facile des transformateurs sur la surface de montage. Un mécanisme connu, ayant une plaque centrale de raccordement, décrit dans le brevet allemand nO 1 638 970, présente les inconvénients suivants - la hauteur du transformateur est bien supérieure à la hauteur du noyau (de 24 % dans le cas des noyaux de type CM 42, de 20 % dans le cas des noyaux de type CM 55) - la largeur du transformateur est supérieure à la valeur nécessaire compte tenu de l'épaisseur totalede la plaque de raccordement - la plaque de raccordement comporte deux vis soudées sur elle et destinées au réglage de la force de raccordement.Ces vis soudées se brisent très souvent au contact soudé, surtout sous l'influence des vibrations mécaniques - le prix de fabrication est supérieur à celui d'un mécanisme selon l'invention, car trois pièces différentes doivent être fabriquées, et en outre, la plaque de raccordement comporte une partie enroulée à une première extrémité et des vis soudées à l'autre extrémité. Un dispositif comprenant des bandes périphériques destinées à raccorder des noyaux de type CM est connu dans le monde entier. Cependant, il présente les inconvénients suivants - la largeur ou la hauteur du transformateur est très agrandie étant donné la dimension des rouleaux de raccordement - la bande périphérique a des boucles soudées aux deux extrémités ; - la fixation finale du transformateur sur la surface ce montage nécessite la fabrication d'un élément supplémentaire - le prix total des bandes périphériques et d'un élé- ment supplémentaire de montage du transformateur sur la surface de montage est supérieur au prix du mécanisme selon l'invention - très souvent, des noyaux en C sont serrés l'un contre l'autre par une seule bande périphérique.Si la vis ou la bande cède, le transformateur est hors de fonctionnement. Un dispositif connu à bandes périphériques destiné au raccordement de noyaux de type CU, présente les inconvénients d'avoir une très grande hauteur, dans le transformateur complet, et une très mauvaise insensibilité aux vibrations mécaniques. L'invention concerne un mécanisme perfectionné de montage et de compression de noyaux en C. Plus précisément, l'invention concerne un mécanisme de montage et de compression de noyaux en C qui comprend une partie supérieure et une partie inférieure qui sont serrées l'une contre l'autre par des vis directement ou par des plaques latérales de raccordement. En outre, le mécanisme selon l'invention comprend un dispositif de fixation et des saillies sur la partie supérieure et la partie inférieure si bien que le contact entre les noyaux en C peut être satisfaisant même lors de l'utilisation de noyaux dont les plages de tolérances sont très larges, et les saillies permettent aussi l'augmentation de la résistance de transfert entre les noyaux en C et les parties du mécanisme selon l'invention. L'utilisation de ce mécanisme de montage et de compression de noyaux en C présente les avantages suivants - les dimensions globales du transformateur monté, c'està-dire sa hauteur, sa largeur et sa longueur, présentent une augmentation minimale, inférieure à celle des dispositifs connus, due à l'introduction du mécanisme de montage et de compression ; - étant donné la largeur S qui est aussi petite que possible, l'enroulement est réduit (de 2 % dans le cas des noyaux de type CM 5g, I1 n'y a pas d'espace libre au milieu des paires de noyaux en C et en conséquence, la longueur de chaque spire de l'enroulement est réduite du double de l'épaisseur de la plaque de raccordement ou des bandes périphériques.En conséquence, le cout de l'enroulement est réduit - si l'une des vis est déteriorée, le transformateur fonctionne cependant dans les plages normales, et cette carac téristique est une garantie de fonctionnement fiable - le mécanisme selon l'invention n'a pas de parties soudées et il est donc plus fiable que les dispositifs connus et indiqués précédemment ; - le mécanisme selon l'invention permet la mise en oeuvre de différents procédés de fixation sur la surface de montage ; - la pièce supérieure et la pièce inférieure sont analogues si bien qu'elles peuvent être réalisées avec les mêmes outils de fabrication et que leur coût est réduit.Le mécanisme selon l'invention est donc moins coûteux que les mécanismes connus car il ne nécessite la fabrication que de deux pièces très semblables, les vis étant normalisées - le montage du mécanisme sur le transformateur est bien plus simple que celui des dispositifs connus précités, si bien que les coûts de fabrication en grande série sont encore réduits. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente un exemple de mécanisme selon l'invention qui peut être monté sur chacune de ses six faces ; - la figure 2a est une vue en plan de deux noyaux supérieurs en C, les positions des points de compression des saillies centrales étant marquées - les figures 2b et 2d représentent le mécanisme selon l'invention, avec des saillies marquées séparément, les noyaux en C étant indiqués avec les plus grands écarts correspondant aux plages de tolérances - la figure 2c est une vue de dessous des deux noyaux inférieurs en C, avec les positions des points de compression des saillies - la figure 3a représente une fixation verticale du transformateur formé - la figure 3b est une vue en plan du transformateur de la figure 3a - la figure 3c représente une fixation horizontale du transformateur - la figure 3d représente la fixation par quatre vis, les parties supérieure et inférieure du mécanisme étant identiques;; - la figure 3e représente une fixation verticale analogue à celle de la figure 3a, dans laquelle les trous de montage sont cachés sous le plan de masse du transformateur, la plaque de support ayant des trous de montage étant fixée séparément a la partie inférieure par des vis ou par soudage - la figure 4a représente un mode de réalisation de mécanisme de montage et de compression selon l'invention destiné à des noyaux de type CM, en plan - la figure 4b est une élévation latérale du mécanisme de la figure 4a - la figure 4c est une vue en plan du mécanisme de la figure 4a - la figure 5a représente un mode de réalisation de mécanisme de montage et de compression selon l'invention destiné à des noyaux de l'un des types CM, CG ou CE - la figure 5b est une élévation latérale du mécanisme de la figure 5a ; ; - la figure 6 représente un mode de réalisation du mécanisme de montage et de compression selon l'invention destiné à des noyaux de type CU - la figure 7a représente un autre mode de réalisation de mécanisme de montage et de compression selon l'invention destiné à des noyaux de type CU, en élévation frontale ; et - la figure 7b est une élévation latérale du mécanisme de la figure 7a. Le transformateur représenté sur les figures 4a à 4c a un enroulement 5 et deux circuits magnétiques, c1est-à-dire deux paires de noyaux 6 en C, et il comporte un mécanisme de montage et de compression selon l'invention, comprenant une partie supérieure 1 et une partie inférieure 2, serrées l'une contre l'autre par des vis ou boulons 3. Dans un mode de réalisation, les deux parties 1, 2 ont quatre saillies qui forment quatre pattes il qui aboutissent à des pieds 4, mais ceux-ci peuvent dépasser directement des parties 1 et 2 sans prolongement intermédiaire sous forme des quatre pattes, comme représenté sur les figures 5a et 5b. Chaque pied 4 a un trou 8 destiné au passage d'une vis 3 de serrage. Le taraudage peut être trmé directement dans le trou 8 de l'une des pièces 1 ou 2. Dans le cas de transformateurs relativement gros, des écrous 7 peuvent être utilisés avec des trous non taraudés 8. Il est caractéristique pour la mise en oeuvre de l'invention que les vis 3 de serrage et les pieds 4 se trouvent aux quatre coins formés par l'enroulement 5 et le noyau 6 en C, comme indiqué sur la vue en plan de la figure 4c du transformateur. Dans le cas d'un transformateur ayant un circuit magnétique comme représenté sur les figures 6 et 7a, 7b, c'est-à-dire comprenant une paire de noyaux en C 26 ou 36 et deux enroulements 25 ou 35, chacun d'un coté du noyau en C, le mécanisme de montage selon un premier mode de réalisation, comprend une partie supérieure et une partie inférieure 21, 22 qui coopèrent ou, dans un autre mode de réalisation, des éléments profilés supérieur et inférieur 31 et 32 et deux plaques latérales 39 de raccordement. La différence entre ces deux modes de réalisation repose essentiellement sur le fait que le premier mode de réalisation a un plus petit nombre de pièces, mais sa fabrication nécessite plus de précautions. I1 est caractéristique du mode de réalisation de l'invention des figures 6 et 7a, 7b que les vis 23 et 33 de serrage se trouvent aux quatre coins des enroulements 25 ou 35 et du noyau 26 ou 36. La dimension extérieure du transformateur selon l'invention n'est accrue que du double de l'épaisseur de la matière en feuille utilisée pour la formation des pièces 1, 2, 21, 22 31, 22, avec en plus la dimension des saillies 9, 209 ou 309. Les figures 2a à 2d représentent des noyaux en C correspondant à des dimensions qui sont aux limites des plages de tolérances. Les paires de noyaux en C sont stables et leur position n'est déterminée que lorsque quatre saillies seulement maintiennent chaque paire de noyaux en C. La moitié supérieure du noyau en C est repoussée par une saillie centrale et la moitié inférieure est supportée par trois saillies formant un triangle isocele. La distance m est choisie afin que la partie inférieure courbe du noyau se loge bien entre les trois saillies, pour toutes les dimensions comprises dans la plage de tolérances de la courbe du noyau en C, sans contact avec la surface plane interne de la partie inférieure 2, 22, 32. Simultanément, la distance m ne doit pas être trop petite, car plus elle est grande, plus la position du noyau est stable. La disposition des saillies, représentées sur les figures 2a à 2d,est très utile pour les noyaux en C dont le raccordement estassuré par une colle dure. Dans le cas de l'utilisation d'une colle molle, la saillie unique qui appuie au centre de la partie supérieure du noyau doit être remplacée par des saillies ayant une configuration analogue ou identique à celle des saillies de la partie inférieure 2. L'utilisation d'une configuration rectangulaire pour les deux groupes de saillies cités est encore meilleure. Dans le cas des noyaux classiques collés rigidement, les fonctions de la saillie centrale supérieure sont les suivantes: - la répartition symétrique de la force de compression sur les deux surfaces coupées de chaque noyau en C ; - l'élimination de l'influence de la différence de hauteurs entre les paires de noyaux en C, la différence représentant la tolérance t étant ainsi compensée ; et - l'élimination de l'influence des tolérances k, h de fléchissement latéral des noyaux par rapport à la verticale. Les fonctions du groupe inférieur de saillies sont les suivantes - donner une stabilité verticale suffisante au noyau, - maintenir les deux noyaux au centre sous la saillie supérieure, suivant l'axe de symétrie Y1 y2, - compenser les tolérances sur la courbure et sur les différentes dimensions des moitiés inférieures des deux paires de noyaux, le noyau étant plus ou moins abaissé entre les trois saillies inférieures, compte tenu du diamètre de la courbe du noyau. La figure 1 représente un mode de réalisation universel de mécanisme selon l'invention. Celui-ci comporte de façon carac téristique quatre trous 14 de montage sur chaque face plane d'un parallélépipède imaginaire fon ) par les pièces supérieure et inférieure 1, 2. On a aussi représenté une vis d'espacement destinée au montage du transformateur avec la face avant vers le bas, du coté de la surface de montage. Dans ce cas, les trous de montage utilisés sont ceux qui portent la référence 17. Au total, le mécanisme peut comporter 24 trous de montage. Chaque trou 14 ou 17 qui est libre peut être utilisé pour le montage de la plaque de contact sur le transformateur. Des saillies isolantes 10 sont formées à la face interne des branches 11 ou des saillies de maintien à distance 201, 301 sont placées à la face interne des parties latérales des pièces supérieure et inférieure 21, 22 ou 31, 32 du mécanisme afin qu'il n'existe pas de court-circuit entre les feuillets isolés des noyaux en C, par contact avec le mécanisme du cotéduplan avant des noyaux, ce phénomène se présentant lorsque le montage n'a pas été exécuté convenablement. Les saillies d'espacement ou isolantes ont pour roule principal de réduire la surface de contact entre les noyaux et les parties latérales des pièces supérieure et inférieure du mécanisme. La résistance de transfert en est alors accrue. Cette résistance de transfert des saillies d'espacement et des saillies isolantes peut en outre être augmentée par application d'une matière plastique ou d'une laque à la surface des saillies précitées. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de montage et de serrage de noyaux en C de transformateur ou d'autres composants analogues, ledit mécanisme étant caractérisé en ce qu'il comprend une partie supérieure (1) et une partie inférieure (2) qui se prolongent par des pieds (4) qui ont des trous (8) qui les traversent et qui sont destinés au passage de vis (3) de serrage, celles-ci étant disposées aux coins de l'ensemble formé par le noyau (6) en C et l'enroulement (5) du transformateurou composant analogue. 2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie supérieure et la partie inférieure sont formées chacune par un profilé supérieur (31) et un profilé inférieur (32) ayant une section en U, le profilé supérieur (31) et le profilé inférieur (32) ayant des trous non taraudés (381) aux deux extrémités, destinés à être en butée contre la tête d'une vis (33) de serrage, le profilé supérieur (31) et le profilé inférieur (32) étant raccordés par des vis (33) de serrage a l'aide de deux plaques latérales (39) de raccordement assurant le serrage des deux moitiés du noyau (36) en C l'une vers l'autre, et les deux plaques latérales (39) de raccordement ont des prolongements (34) aux deux extrémités, celles-ci étant repliées à angle droit vers l'intérieur, les prolongements (34) ayant des trous taraudés (380) destinés à coopérer avec les vis (33) de serrage. 3. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie supérieure (21) et la partie inférieure (22) ont une forme en L, un trou (281) est formé dans la partie horizontale de la partie en L afin que la tête de la vis (23) de serrage soit en butée, la partie en L, dans la branche courte (24),comporte un trou taraudé (280) destiné à coopérer avec la vis (23) de serrage, et les vis de serrage sont montées aux coins diagonaux du rectangle formé par la partie supérieure (21) et la partie inférieure (22). 4. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vis (3) de serrage et les pieds (4) sont placés aux coins formés par les noyaux (6) et les enroulements (5), les vis (3) de serrage sont parallèles à l'axe magnétique de l'enroulement (5), la partie supérieure et la partie inférieure (1, 2) ont une forme en U, et les pieds (4) dépassent de la partie supérieure et de la partie inférieure (1, 2) soit directement, soit au bout de pattes (11). 5. Mécanisme selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface interne des pattes (11) porte une saillie isolante (10), la partie supérieure ou la partie inférieure (1, 2) a des trous (14) de montage dans la région qui se trouve sous la partie courbe des noyaux (6) en C afin que le transformateur soit monté en position verticale, ou au-dessus de cette partie courbe, la partie inférieure ou la partie supérieure (2, 1) a, aux deux extrémités, des oreilles (12) ayant des trous (14) de montage, et les parties supérieure et inférieure (1, 2) ont des oreilles (13) repliées ayant des trous (14) de montage. 6. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les parties supérieure et inférieure (1, 2) ont une face interne de serrage des noyaux qui comporte des saillies (9) afin que seules les saillies (9) repoussent les noyaux (6), la partie supérieure (1) a deux saillies (9) placées sur le grand axe de symétrie (xl) de la partie supérieure (1) et simultanément ces deux saillies sont placées sur le grand axe de symétrie (y1, Y2) des paires de noyaux, la partie inférieure (2) a deux groupes de trois saillies (9) afin que chaque groupe supporte l'un des noyaux de la paire, chaque groupe de saillies (9) forme un triangle isocèle, les deux groupes de saillies sont placés symétriquement par rapport au grand axe de symétrie (x2) de la partie inférieure (2), toutes les saillies d'un groupe ou de l'autre sont à la même distance inférieure (m) du plus grand axe de symétrie (Y1 y2) chaque groupe de saillies maintient l'une des moitiés inférieures du noyau (6) si bien que le noyau descend entre les trois saillies (9) et les deux groupes de saillies de la partie inférieure (2) et les deux saillies (9) de la partie supérieure (1) sont disposés symétriquement par rapport à l'axe magnétique de l'enroulement (5). 7. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 2, 3, 4 et 6, caractérisé en ce que les vis de serrage (23, 33) sont placées aux coins libres du noyau (26, 36) et des enroulements (25, 35), les vis de serrage sont parallèles aux axes ma gnétiques des deux enroulements (25, 35), le profilé supérieur et le profilé inférieur (31, 32) ont au moins deux saillies (301) d'espacement, et les parties supérieure et inférieure (21, 22 ; 31, 32) du mécanisme ont une face interne qui comporte des saillies (209, 309) placées aux coins d'un tétraèdre si bien que le noyau en C est serré symétriquement uniquement par ces saillies, l'une exerçant une force de serrage au centre à la partie sup:rieure, dans la direction du plus grande axe de symétrie du noyau, et les trois autres saillies formant un triangle isocèle placé suivant le plus grand axe de symétrie de la partie inférieure du mécanisme.