Brevet FR2577066A1 — publié le 19860808

Noyau ferromaqnétiaue à coquilles multiples pour bobinages électriques La présente invention concerne un noyau ferromagné- tique à coquilles multiples pour au moins deux bobinages électriques mutuellement découplés dans une large mesure, dont les enroulements sont placés dans des évidements d'élé- ments de noyau et sont entourés presqu'entièrement de ma- tière ferromagnétique. Pour la transmission sans fil de signaux de mesure par un système de transmission à champ de proximité induc- tif, notamment entre une pièce de machine ou de véhicule au repos et une pièce mobile par rapport à la première, il se présente le problème de la commande appropriée du flux ma- gnétique, de la réduction des champs de fuite et de l'amé- lioration de l'affaiblissement diaphonique entre différents plans (circuits) de signaux. Dans le cas des systèmes de transmission de signaux de mesure sans fil, il faut souvent transmettre en même temps plusieurs signaux. Par exemple, il est nécessaire, pour activer un capteur sur une pièce de machine ou de véhi- cule rotative, de lui fournir au moyen d'un signal d'énergie (transmis sans fil) l'énergie nécessaire pour la mesure et la génération du signal de transmission de la mesure. On connait des tores ou noyaux de ferrite courants, par exemple, par la DE-B 10 11 087. De tels dispositifs, connus sous le nom de noyaux à coquilles, sont certes conçus pour augmenter ou ajuster les champs des bobinages, mais l'on peut aussi, en les divisant en deux et en rattachant chaque moitié à. la pièce stationnaire et à la pièce mobile de la machine ou du véhicule, les utiliser pour concentrer le flux magnétique d'un système de transmission à champ de proximité inductif. Si cependant il faut transmettre en même temps plu- sieurs signaux par plusieurs paires de bobinages, il faut en bobiner plusieurs sur un noyau à coquilles. En raison du fort couplage inductif sur un circuit magnétique et de la capacité élevée entre les différents bobinages, il se produit cependant une très forte diaphonie des signaux des différents plans de signaux, que l'on ne peut rééliminer qu'au moyen de filtres compliqués avant le traitement ultérieur. On connaît certes, par la DE-B 12 77 460, un noyau ferromagnétique à coquilles multiples pour bobinages élec- triques, qui réduit le problème de la diaphonie. Cependant, en raison de la disposition géométrique, ce noyau à coquilles multiples ne convient pas du tout pour l'objectif visé, du fait que les différents bobinages sont très éloignés dans la matière du noyau et sont en partie mutuellement orthogonaux. En conséquence, l'invention a pour objet un noyau ferromagnétique à coquilles multiples pour bobinages élec- triques, qui présente un fort affaiblissement de la diapho- nie entre les bobinages, ainsi qu'une capacité de bobine aussi réduite que possible, convenant en particulier pour la transmission à champ de proximité, et en outre simple et économique à produire. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, le noyau à coquilles multiples présente une forme de base de cylindre circulaire en pot avec plusieurs espaces de bobi- nage concentriques, séparés par des parois annulaires, avec un noyau central en forme de cylindre circulaire. Selon l'invention, les espaces de bobinage situés le plus à l'intérieur présentent une plus faible profondeur que des espaces de bobinage situés plus à l'extérieur. Un fond du noyau présente, dans la zone de chacun des espaces de bobinage au moins une épaisseur telle qu'un flux magné- tique provenant d'une paroi, délimitant vers l'extérieur l'espace de bobinage, ou d'une paroi extérieure, traversant le fond et le noyau, ne subit pas non plus dans la zone du rayon du fond de chaque espace de bobinage situé le plus à l'intérieur, de réduction de section par rapport aux parois. Selon une réalisation préférentielle la section du noyau cylindrique central est la somme des sections de tou- tes les parois en forme de cylindre creux. Selon une forme de réalisation, deux noyaux à coquilles multiples placés symétriquement l'un par rapport à l'autre font partie d'un système de transmission à champ de proximité inductif, l'un étant mobile par rapport à l'autre, par exemple sur une trajectoire circulaire et les deux noyaux à coquilles multiples étant placés l'un en face de l'autre cycliquement ou anticycliquement par l'in- termédiaire d'un entrefer réduit. Les noyaux à coquilles multiples font partie d'un système de transmission à champ de proximité inductif pour transmettre des signaux d'énergie ou de mesure d'une pièce de machine ou de véhicule rotative à une pièce fixe par rapport à lui (à elle) ou d'une pièce de machine ou de véhicule fixe à une pièce mobile par rapport à elle. Les bobinages sont activés avec des fréquences dif- férentes, les bobinages extérieurs recevant les fréquences supérieures. Les avantages de l'invention consistent, en premier lieu, en ce qu'on obtient un noyau ferromagnétique à coquilles multiples pour bobinages électriques, qui garantit, par plu- sieurs espaces de bobinage séparés, une bonne réduction de la diaphonie pour une faible capacité entre les bobinages individuels, présente une structure compacte avec une dispo- sition des bobinages géométriquement favorable et est, en outre, simple et économique à produire. On va décrire à présent l'invention avec davantage de détails au moyen d'exemples de réalisations représentés sur le dessin annexé dont: La figure 1 est une vue en perspective d'un noyau a double coquille selon l'invention; La figure 2 est une vue de dessus du noyau à double coquille de la figure 1; La figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 2; La figure 4 représente, en coupe, deux noyaux à dou- ble coquille placés symétriquement l'un en face de l'autre, comportant des bobinages, par exemple d'un système de trans- mission de signaux de mesure inductif; La figure 5 est une vue correspondant à la figure 3 d'un autre mode d'exécution. On a représenté en perspective, sur la figure 1, comme exemple de noyau ferromagnétique à coquilles multi- pies pour bobinages électriques, un noyau 1 à double co- quille. Le noyau 1 à double coquille présente une forme de base de cylindre circulaire en pot comportant deux espaces de bobinage en forme d'anneaux circulaires, concentriques I'un par rapport à l'autre, un espace extérieur 2 et un espace intérieur 3. L'espace extérieur 2 et l'espace inté- rieur 3 sont séparés l'un de l'autre par une paroi annulai- re 4. Un noyau 5 en forme de cylindre circulaire est placé au centre. Sur la figure 3, l'épaisseur d'un fond 6 du noyau 1 à double coquille dans la zone de l'espace de bobinage exté- rieur 2 et de l'espace de bobinage intérieur 3 est choisie de façon qu'un flux magnétique provenant d'une paroi exté- rieure 7 ou de la paroi annulaire 4, traversant le fond 6 et le noyau 5, ne subisse pas, non plus, de réduction de section dans la zone du rayon du fond 6 de l'espace de bobi- nage extérieur 2 et de l'espace de bobinage intérieur 3 situé le plus à l'intérieur, par rapport aux parois 4, 7. Il en est de même pour le noyau 5 qui présente une section sen- siblement égale à la somme des sections de toutes les parois 4, 7. Selon la figure 4, les noyaux à coquilles à double chambre 8, 9 symétriques l'un de l'autre, comportant chacun un bobinage intérieur 10, 11 et un bobinage extérieur 12, 13, font partie d'un système de transmission à champ de proximité inductif, par exemple d'un système de contrôle de la pression des pneumatiques. Le noyau à double coquille 9 est, dans ce cas, monté sur une pièce de machine ou de véhicule rotative (non représentée), par exemple, sur une roue de véhicule, et le noyau à double coquille 8 sur une pièce stationnaire par rapport à elle (ou à lui), par exemple un support de roue. Les noyaux à double coquille 8, 9 se rencontrent une fois par tour de roue, comme on l'a représenté, de sorte que les bobinages 10, 11, respectivement 12, 13 sont couplés induc- tivement mutuellement par l'intermédiaire d'un entrefer 14 et peuvent être utilisés pour transmettre des signaux. Avec la paire de bobinages intérieure 10, 11, il est possible, par exemple, de transmettre un signal d'éner- gie à partir du support de roue pour activer un capteur de pression de pneumatique monté sur la roue, tandis qu'avec la paire de bobinages extérieure 12, 13, c'est un signal de mesure à haute fréquence modulé par une valeur de mesure qui est transmis du capteur de pression de pneumatique à un support de roue, ou de là à une unité de traitement. Un système d'une telle structure autorise, en outre, des entrefers 14 relativement grands et un décalage latéral relativement important, sang que cela nuise notablement aux qualités de la transmission. On a représenté, sur la figure 5, un noyau 15 à tri- ple coquille dans lequel sont placés au total 3 bobinages dans son espace de bobinage extérieur 16 dans son espace de bobinage central 17 et dans son espace de bobinage intérieur 18. On peut ainsi augmenter le nombre d'espaces de bobinage et l'adapter individuellement aux cas d'application corres- pondants. L'application de tels noyaux à coquilles multiples ne se limite pas seulement, bien entendu, à des systèmes de contrôle de la pression des pneumatiques, mais on peut les utiliser pour pratiquement tous les cas de systèmes de transmission à champs de proximité inductifs, dans lesquels on doit transmettre plus d'un signal, pratiquement pour ceux o une pièce de machine ou de véhicule est mobile par rapport à une autre ou par rapport à n'importe quel objet fixe. On peut aussi utiliser les noyaux à double coquille 8, 9 selon la figure 4, placés directement l'un sur l'autre et vissés ensemble, comme noyau pour systèmes de transmis- sion à séparation- galvanique entre les bobinages. REVENDICATIONS 1. Noyau ferromagnétique à coquilles multiples pour au moins deux bobinages électriques mutuellement découplés dans une large mesure, dont les enroulements sont placés dans des creux d'éléments de noyau et sont entourés presque entièrement de matière ferromagnétique, caractérisé en ce que le noyau à coquilles multiples (1) présente une forme de base de cylindre circulaire en pot avec plusieurs espa- ces de bobinage (2, 3) concentriques, séparés par des parois annulaires (4), avec un noyau central (5) en forme de cylin- dre circulaire. 2. Noyau ferromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les espaces de bobinage (3) situés le plus à l'intérieur présentent une plus faible profondeur que des espaces de bobinage (2) situés plus à l'extérieur. 3. Noyau ferromagnétique selon l'ensemble des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un fond (6) du noyau (1) à coquilles multiples présente, dans la zone de chacun des espaces de bobinage (2, 3) au moins une épaisseur telle qu'un flux magnétique provenant d'une paroi (4) délimitant vers l'extérieur l'espace de bobinage respectif (2, 3) ou d'une paroi extérieure (7), traversant le fond (6) et le noyau (5), ne subit pas non plus dans la zone du rayon du fond (6) de chaque espace de bobinage (2, 3) respectif situé le plus à l'intérieur, de réduction de section droite par rapport aux parois (4, 7). 4. Noyau ferromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section droite du noyau cylindri- que central (5) est la somme des sections droites de toutes les parois (4, 7) en forme de cylindre creux. 5. Noyau ferromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux noyaux à coquilles multiples (8, 9) placés symétriquement l'un par rapport à l'autre font partie d'un système de transmission à champ de proximité inductif, l'un (8) étant mobile par rapport à l'autre (9), par exemple sur une trajectoire circulaire et les deux no- yaux à coquilles multiples étant placés l'un en face de l'autre cycliquement ou anticycliquement par l'intermédiaire d'un entrefer réduit. 6. Noyau ferromagnétique selon l'ensemble des reven- dications 1 et 5, caractérisé en ce que les noyaux à coquil- les multiples (8, 9) font partie d'un système de transmis- sion à champ de proximité inductif pour transmettre des signaux d'énergie ou de mesure d'une pièce de machine ou de véhicule rotative à une pièce de machine ou de véhicule fixe par rapport à lui (à elle) ou d'une pièce de machine ou de véhicule fixe à une pièce de machine ou de véhicule mobile par rapport à elle. 7. Noyau ferromagnétique selon les revendications 1, et 6, caractérisé en ce que les bobinages (10 à 13) sont activés avec des fréquences différentes, les bobinages res- pectivement extérieurs (12, 13) recevant les fréquences supérieures.