Brevet FR2499759A1 — publié le 19820813

La présente invention concerne un procédé de fa- brication d'une pièce ferromagnétique comportant au moins une couche de séparation diélectrique, à partir d'un monobloc ferromagnétique; l'invention concerne également une pièce ferromagnétique et son utilisation. Dans le domaine d'application des pièces élec- tromécaniques, par exemple, dans les accouplements électromagnétiques, les engins de levage électromagné- tiques et analogues, il se pose un problème lorsqu'il s'agit de faire disparaître ou de maintenir, à une fai- ble valeur, le magnétisme rémanent après desserrage de l'assemblage magnétique. On peut notamment réaliser cette caractéristique lorsque, dans le flux magnétique, on incorpore une couche intermédiaire inhibant ce flux, c'est-à-dire ce que l'on appelle un diélectrique, se présentant sous forme d'un entrefer ou d'une matière non ferromagnétique. On connaît deux types de structures dans les- quelles il est tenu compte de cette caractéristique. Dans une de ces structures, le flux magnétique est transféré d'une pièce ferromagnétique dans une deuxième pièce ferromagnétique via un diélectrique, ce dernier pouvant être fondamentalement gazeux, liquide ou solide. Dans l'autre type de structure, le flux magnétique est inhi- bé en lui imposant une section transversale rétrécie dans son parcours, par exemple, en formant une cavité ou une rainure dans une pièce ferromagnétique. Cette façon de procéder connue pour la réali- sation d'une pièce ferromagnétique de la manière dé- crite antérieurement est coûteuse; en effet, ou bien on doit manipuler séparément deux pièces ou plus ou, lorsqu'on utilise ce que l'on appelle un "nonobloc", on doit soumettre la matière ferromagnétique à un usinage coûteux. La présente invention a pour but de fournir un procédé permettant ue fabriquer une pièce ferroma- gnétique de ce type d'une manière beaucoup moins coû- teuse et, partant, de lui conférer les avantages des deux groupes précités sans en présenter les inconvé- nients. Le procédé suivant l'invention qui permet de réaliser cet objet, est caractérisé en ce qu'on chauf- fe le monobloc à une température à laquelle il peut être soumis à une déformation plastique, on déforme ce bloc en y pratiquant au moins unecavité, de telle sorte que ses éléments individuels soient reliés l'un à l'autre par au moins un pont marginal, on introduit une matiè- re non ferromagnétique dans la cavité, puis on comprime l'ensemble et Iton usine ensuite le bloc de telle sorte que les tronçons ferromagnétiques soient reliés l'un à l'autre exclusivement par une matière non ferromagnéti- que. L'invention sera décrite ci-après à titre d'exemple en se référant aux dessins purement schémati- ques annexés dans lesquels la figure 1 représente deux pièces ferromagne- tiques avec indication du flux magnétique, ces pièces étant reliées l'une à l'autre par un entrefer; la figure 2 représente, par une vue analogue à celle de la figure 1, deux pièces ferromagnétiques assemblées l'une à l'autre par un point de collage; les figures 3 à 6 représentent d'autres possi- bilités d'assemblage au moyen d'un diélectrique solide en vue d'assembler les deux pièces ferromagnétiques; la figure 7 représente un monobloc en matière ferromagnétique, ce monobloc comportant une découpe avec formation de ponts marginaux; la figure 8 représente un bloc ferromagnétique comportant un trou avec formation de ponts marginaux; la figure 9 représente un bloc ferromagnétique comportant un fraisage ovaleavec formation de ponts marginaux; la figure 10 est une vue en coupe d'un mono- bloc après déformation à l'état plastique conformément à la présente invention; la figure 11 représente le monobloc déformé il- lustré en figure 10, après introduction d'une matière diélectrique circulaire, par exemple, du cuivre; la figure 12 représente l'état existant après compression du monobloc à l'état plastique en une unité fermée dans laquelle est intercalé un diélectrique d'une épaisseur prédéterminée; la figure 13 représente le monobloc illustré en figure 12 après usinage final avec la couche de séparation diélectrique qui y est incorporée; la figure 14 représente une partie d'une coupe méridienne d'un corps de bobine cylindrique avant d'effec- tuer le processus de compression, un fil diélectrique étant incorporé dans ce corps; la figure 15 représente la partie illustrée en figure 14 après le processus de compression et d'usinage final; la figure 16 est une vue en perspective d'un frein électromagnétique avec le corps de bobine illustré dans les figures 14 et 15 et le disque d'induit qui y est collé, une partie de ce frein étant élaguée. La figure 1 représente deux pièces ferromagné- tiques 1 et 2 assemblées l'une à l'autre via un entrefer 3. Après magnétisation, un flux magnétique 5 traverse la structure ainsi formée. En figure 2, au lieu d'utiliser l'air comme diélectrique, on prévoit une couche intermédiaire dié- lectrique solide, par exemple, une colle 7 assemblant les deux pièces ferromagnétiques 1 et 2 l'une à l'autre. La figure 3 représente un autre système dans lequel les deux pièces ferromagnétiques 1 et 2 sont assemblées l'une à l'autre par brasage fort via une couche intermédiaire diélectrique 9. En figure 4, on prévoit une combinaison compor- tant deux couches intermédiaires diélectriques Il et 12, la couche 11 pouvant être une couche de colle, tandis que la couche 12 peut être un diélectrique pouvant être sou- mis à un brasage fort, par exemple, le cuivre. En figure 5, on prévoit à nouveau deux couches entre les deux pièces ferromagnétiques 1 et 2, notamment une couche intermédiaire diélectrique 15 sous forme d'une colle et un entrefer 14. La forme de réalisation illustrée en figure 6 comporte un tenon 17 assurant l'assemblage diélectrique entre les deux pièces ferromagnétiques 1 et 2. Ces systèmes et assemblages constituent un pre- mier groupe de possibilités de shuntage magnétique per- mettant une utilisation dans des applications électromé- caniques dans lesquelles on doit manipuler deux pièces ferromagnétiques séparées en les assemblant éventuelle- ment l'une à l'autre par une matière solide, ou également des applications électromécaniques dans lesquelles ces pièces ferromagnétiques doivent être maintenues séparées. Dans la forme de réalisation illustrée dans les figures.7 à 9, on part d'un monobloc 20 (figure 7) dans lequel on pratique une rainure correspondante 21, les pièces séparées par cette rainure 21 étant assemblées grâce à la subsistance d'un pont étroit de matière. Cette forme de réalisation est beaucoup plus simple en ce qui concerne son maniement, mais elle est beaucoup moins bonne en ce qui concerne le magnétisme rémanent, puisqu'aussi bien l'as- semblage est réalisé non pas par un diélectrique, mais par la matière ferromagnétique. La figure 8 illustre une forme de réalisation analogue dans laquelle on prévoit un monobloc 23 dans lequel est pratiqué un trou 24, formant ainsi deux ponts ferromagnétiques symétriques entre les pièces séparées par le t r o u 24. Le monobloc 26 illustré en figure 9 est séparé, par une ouverture ovale corréspon- dante 27, en deux pièces reliées par deux ponts. Suivant la présente invention, la figure 10 représente un monobloc 30 en matière ferromagnétique que l'on chauffe, par exemple, au moyen d'une source de chauffage 36 (figure 12), en particulier, par un gé- nérateur haute fréquence, jusqu'à ce que la matière ferromagnétique prenne l'état plastique et qu'ainsi, elle puisse être déformée en exerçant une pression mi- nimale sur un poinçon, pour y pratiquer une cavité 31. Il subsiste alors une zone marginale 32 faisant office d'élément d'assemblage sous forme d'un pont. Lors de l'étape suivante, dans le monobloc ainsi déformé 30, on introduit un noyau diélectrique, par exemple, un anneau ou une rondelle en cuivre 34 et l'on ajoute un agent décapant correspondant, de même qu'un agent mouillant (bien connus pour le brasage fort), ainsi qu'éventuel- ment un argent d'apport de brasage correspondant. Ensuite, par pressage mécanique ou hydraulique, on comprime le mono- bloc 30 dans le sens des deux flèches indiquées en fi- gure 12 et ce, jusqu'à ce que la couche diélectrique ait atteint l'épaisseur souhaitée. De la sorte, on obtient un monobloc 30 formant une seule unité par l'in- termédiaire d'une zone marginale 32, le diélectrique 34 étant introduit par brasage fort dans la zone centrale et une partie de la zone marginale de ce monobloc. En procédant ensuite à un usinage superficiel, par exemple, à un tournage, à un fraisage ou analogues, on obtient, comme produit final, une pièce ferromagné- tique 38 qui est homogène et qui le reste pendant l'u- sinage tandis que, comme pièce rapportée, c'est-à-dire comme couche de séparation entre les deux parties restantes de la pièce définitive 38, celle-ci comporte un noyau diélectrique ayant la résistance magnétique souhaitée. La figure 14 illustre un fragment d'un corps de bobine 45 du type représenté en figure 16, une bobine 48 alimentée par un câble de raccordement électrique 49 (figure 16), étant incorporée dans ce corps. La figure 14 est une illustration de l'état existant avant le processus de compression, c'est-à-dire après avoir pra- tiqué une rainure 51 au tour et après l'introduction d'un fil diélectrique 52. La figure 15 illustre le corps de bobine 45 après le processus de compression et le processus d'usi- nage. On constate que, suite au processus de compres- sion, le fil diélectrique 52 s'est transformé en une couche diélectrique 53, l'usinage de parachèvement du corps de bobine 45 s'effectuant comme représenté dans les figures 12 et 13. La figure 16 représente un frein électromagné- tique dans lequel la bobine 48 peut être excitée par le câble électrique 49. Ce frein est représenté à l'état excité dans lequel un disque d'induit 46 est collé par suite du champ magnétique ainsi créé. On peut également observer la couche diélectrique 53. Comme diélectrique, on peut employer principa- lement le cuivre et éventuellement l'argent. Toutefois, en principe, dans la rainure 51, qui est alors réalisée à une profondeur correspondante, on peut également in- jecter une matière synthétique ou couler une matière conservant une résistance suffisante au cisaillement aux températures en cause, cependant qu'elle peut encore être coulée dans la rainure. En principe, cette matière peut également être une matière synthétique ou une colle synthétique. Si l'on procède à cette coulée ou à cette injection, il n'est plus nécessaire de recourir à un processus de compression, si bien que la largeur de la rainure 51 et l'épaisseur de l'entretoise qui subsiste, doivent être choisies en conséquence. On a constaté qu'à l'état définitif, la largeur de la rainure ou l'épaisseur de la couche diélectrique 53 devait se situer entre 0,1 et 0,3 mm, la valeur inférieure étant déter- minée par les forces à transmettre. Grâce à l'introduction d'une couche d'un corps solide diélectrique, on réduit considérablement ou l'on exclut totalement, dans un corps de bobine, la rémanence existant entre un disque d'induit et ce corps, permettant ainsi d'accroître, en conséquence, la cadence des com- mandes des accouplements ou des freins électromagnéti- ques. De la sorte, la fabrication d'une pièce ferro- S magnétique de ce type comportant une ou plusieurs cou- ches de séparation diélectriques est extrêmement simple et, partant, économique. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une pièce ferro- magnétique comportant au moins une couche de séparation diélectrique, à partir d'un monobloc ferromagnétique, caractérisé en ce qu'on chauffe le monobloc à une tem- pérature à laquelle il peut être soumis à une déforma- tion plastique et en ce qu'on déforme ce bloc en y pra- tiquant au moins une cavité de telle sorte que ses élé- ments individuels soient reliés l'un à l'autre par au moins un pont marginal, et en ce qu'on introduit une matière non ferromagnétique dans la cavité, puis on com- prime l'ensemble et l'on usine ensuite le bloc de telle sorte que les tronçons ferromagnétiques soient reliés l'un à l'autre exclusivement par une matière non ferro- magnétique. 2. Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que, comme diélectrique, on choisit le cuivre ou l'argent, c'est-à-dire que, par exemple, on introduit, dans la cavité, un anneau de cuivre ou d'ar- gent ou un flan de cuivre ou d'argent. 3. Procédé suivant l'une quelconque des re- vendications 1 et 2, caractérisé en ce que, avec le diélectrique, on introduit un agent décapant et un agent mouillant afin de réaliser, lors de la compres- sion ultérieure, un assemblage par brasage fort. 4. Procédé suivant la revendication 3, carac- térisé en ce que, avant la compression, on ajoute encore de l'argent d'apport de brasage. 5. Procédé suivant la revendication 1> carac- térisé en ce que, dans la cavité, on coule, par exemple, une matière synthétique. 6. Pièce ferromagnétique réalisée par le pro- cédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Pièce ferromagnétique, en particulier, suivant la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle est un corps de bobine comportant des pôles séparés l'un de l'autre par une couche d'un corps solide diélec- trique. 8. Pièce ferromagnétique, en particulier, sui-. vant la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle est réalisée, au moins en coupe transversale, en forme de fer à cheval, par exemple, en forme d'anneau, tandis qu'un pôle est séparé du reste du corps par une couche d'un corps solide diélectrique afin d'empêcher la réma- nence entre le disque d'induit et le corps de la bobine. 9. Pièce ferromagnétique, en particulier, sui- vant l'une quelconque des revendications 6 et 7, carac- térisée en ce que l'épaisseur de la couche du corps solide diélectrique (4) est de: 0,14 g X 0,3 mm. 10. Utilisation de la pièce ferromagnétique, en particulier, suivant la revendication 6, comme corps de bobine dans des accouplements ou des freins électro- magnétiques en vue d'accroître la cadence des commandes.