Brevet FR2611575A1 — publié le 19880909

PROCEDE D'ENROBAGE AU MOINS PARTIEL PAR UN MATERIAU RELATIVEMENT RIGIDE ET FRAGILE La présente invention se rapporte à un procédé d'enrobage au moins partiel par un matériau relativement rigide et fragile. Lorsque l'on enrobe à chaud des produits comportant des parties métalliques apparentes tels que des transformateurs, des bobines d'allumage, à à-raide d'une résine d'imprégnation thermo durcissable, cette résine subit des contraintes de dilatation ou de contraction différentielle, en particulier lors de son refroidissement, et il arrive souvent que des failles apparaissent dans la résine audessus des parties métalliques (tales du circuit magnétique). Une solution connue pour éviter l'apparition de ces défauts consiste à augmenter l'épaisseur de résine au-dessus de ces parties métalliques et/ou à utiliser une résine plus résistante aux contraintes thermiques, mais une telle solution est trop onéreuse lorsqu'il s'agit de production en grande série. La présente invention a pour objet un procédé d'enrobage par un matériau relativement rigide et fragile, permettant d'éviter l'apparition de défauts dans ce matériau lorsqu'il est soumis à des contraintes thermiques, en utilisant le minimum possible de ce matériau, et même un matériau de qualité inférieure à celle du matériau classiquement utilisé. Le procédé conforme à l'invention, pour l'enrobage au moins partiel de produits hétérogènes, consiste à déposer, au moins sur une partie des surfaces du produit destinées à être recouvertes de matériau d'enrobage relativement rigide, avant l'enrobage, une souscouche de matériau nettement moins rigide que le matériau d'enrobage. Ce matériau de sous-couche est avantageusement un matériau souple ou élastique tel qu'une matière plastique souple, un élastomère silicone ou du caoutchouc.Les surfaces sur lesquelles est déposée la sous-couche sont essentiellement celles des parties apparentes rigides de ces produits, ces matériaux rigides ayant un coefficient de dilatation thermique différent de celui du matériau d'enrobage, et ces surfaces étant celles destinées à être recouvertes d'une couche relativement peu épaisse du matériau d'enrobage. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation, pris comme exemples non limitatifs et illustrés par le dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est une vue en coupe simplifiée d'une bobine d'allumage disposée dans une cuve de protection dont l'ouverture permet le remplissage avec le matériau d'enrobage déposé conformément à l'invention, ce matériau d'enrobage recouvrant totalement le circuit magnétique de la bobine (premier mode de réalisation, sur la moitié gauche de la figure), ou partiellement (second mode de réalisation, sur la moitié droite de la figure);; - la figure 2 est une vue en coupe simpliée d'un circuit magnétique revêtu totalement (moitié gauche de la figure) ou partiellement (moitié droite de la figure) d'une sous-couche conforme à Invention et - la figure 3 est une en coupe selon ffl-III de la figure 2. Le procédé de rinvention est décrit ci-dessous en référence à une bobine d'allumage de voiture automobile, mais il est bien entendu qu'elle n'est pas limitée à une telle application, et qu'au contraire elle peut être mise en oeuvre pour un grand nombre de produits, en particulier de produits hétérogènes, destinés à être enrobés d'une résine, surtout lorsque ces produits comportent des parties qui seraient, avec la technique habituelle, en contact avec la résine et qui présentent un coefficient de dilatation thermique différent de celui de la résine. Sur la figure 1, on n'a représenté que le circuit magnétique 1 d'une bobine d'allumage disposée dans une cuve de protection 2 dont le fond comporte une dépression axiale 3 de forme complémentaire de celle de la partie inférieure du circuit magnétique 1 qui s'y encastre. La partie supérieure de la cuve 2 est ouverte pour permettre l'introduction de la bobine et le remplissage avec la résine d'enrobage. La partie culminante de la bobine, c'est-à-dire sa partie la plus proche de l'ouverture de la cuve 2, étant dans le cas présent la partie supérieure 4 du circuit magnétique 1, c'est sur cette partie 4 que l'on dépose la sous-couche souple 5 avant de verser la résine d'imprégnation dans la cuve 2. Selon le mode de réalisation représenté sur la partie gauche de la figure 1, le niveau de l'ouverture de la cuve 2 se situe au-dessus de la face supérieure de la partie 4 du circuit magnétique, et la résine 6 recouvre totalement la bobine. La zone de la résine la plus fragile est la couche 7 d'épaisseur D qui se trouve au-dessus de la partie 4 du noyau magnétique puisque c'est la moins épaisse des zones en contact avec l'air libre et puisqu'elle est en contact (en l'absence de la couche 5) avec le circuit magnétique dont le coefficient de dilatation thermique est très différent du sien. La couche 5 absorbe les contraintes exercées entre le circuit magnétique et la couche de résine qui se trouve au-dessus d'elle. On va expliquer ci-dessous comment déterminer la caractéristique R de rés#istance à la déformation en compression du matériau constituant la couche 5. Bien entendu, pour que la couche 5 tienne bien en place, on en recouvre également au moins les faces latérales de la partie 4. On prend par exemple un circuit magnétique de hauteur H = 48 mm, d'épaisseur E = 17 mm et de longueur (dans une direction perpendiculaire au plan de dessin) L = 60 mm. Son coefficient de dilatation thermique linéaire est de 12.10-6 par degré Celsius. La résine utilisée ici a une résistance au cisaillement R de 25 N/mm2 et un coefficient de dilatation thermique de 45.10'6 par degré C. On suppose que Pépaisseur D de la couche 7 de résine au-dessus du circuit magnétique est de 2 mm, et que la bobine est soumise à des températures allant de -30 C à +1000 C, soit une variation totale de température de 1300 C. Les effets de cette variation de température affectent en particulier la hauteur H (H = 48 mm) du circuit magnétique.La surface S de résine sollicitée au cisaillement est: S = L x D x 2 = 60 x 2 x 2 = 240 mm2. La dilatation différentielle (résine - fer), pour H = 48 mm et une variation de température de 1300 C est de: (45 - 12). î##6 .48.130 = 0,2059 mm soit en arrondissant 0,2 mm. L'effort maximal F auquel peut résister la résine au cisaillement dans ces conditions est: F = S x R: 240 x 25 = 6000 N La surface Si d'élastomère à comprimer est pratiquement égale a' la surface de la face supérieure du circuit magnétique, soit: 2 S1 = L xE = 60 x 17 = 1020 m La résistance maximale RI à la déformation en compression de la couche d'élastomère doit donc être, pour la dilatation linéaire différentielle de 0,2 mm: R1 = F = 6000 =6N/mm2 S1 1020 soit, si on considère une flèche nominale de I mm: R'l =5. Ri = 30 N/mm2/mm. Dans le mode de réalisation représenté sur la moitié droite de la figure 1, l'ouverture de la cuve I est légèrement en-dessous du niveau de la face supérieure du circuit magnétique. Dans ce cas, la résine ne peut recouvrir totalement le circuit magnétique, et la sous-couche 5 doit recouvrir les faces latérales de la partie supérieure 4 du circuit magnétique pour s'étendre audessous du niveau de la résine, afin de bien étanchéifier la bobine. Sur les figures 2 et 3, on a représenté deux façons différentes de recouvrir le circuit magnétique 8 d'une bobine ou d'un transformateur à l'aide de la couche souple de l'invention. Le circuit magnétique représenté est réalisé à l'aide de tôles en "E" et en "I", mais il est bien entendu que l'invention s'applique à d'autres types de circuits magnétiques. Sur la moitié gauche des figures, on a représenté le mode de réalisation avec recouvrement total du circuit magnétique par la couche souple 9, et sur la moitié droite avec recouvrement partiel de ce circuit magnétique. Dans ce dernier cas, la couche 9A n'est déposée que sur la partie du circuit magnétique qui est destinée à se trouver près de l'ouverture de la cuve 2. Le dépôt de la couche souple conforme à l'invention peut se faire de toute façon appropriée: par exemple pour un recouvrement partiel du circuit magnétique ce peut être une bande maintenue sur le circuit magnétique à l'aide d'une fixation mécanique par rubans, colliers, ou bien une pièce moulée en forme de capuchon enfilée sur le circuit. Dans le cas d'un recouvrement partiel ou total, on peut surmouler cette sous-couche, ou former la sous-couche sur le circuit par revêtement par projection, par trempage, etc. REVENDICATIONS 1. Procédé d'enrobage au moins partiel par un matériau relativement rigide et fragile de produits dont les parties apparentes présentent un coefficient de dilatation thermique différent de celui du matériau d'enrobage, caractérisé par le fait que l'on dépose, au moins sur une partie des surfaces du produit destinées à être recouvertes de matériau d'enrobage, avant l'enrobage, une souscouche de matériau nettement moins rigide que le matériau d'enrobage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le matériau de sous-couche est un matériau souple. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le matériau de sous-couche est un élastomère silicone. 4. Procédé selon rune des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le matériau de la sous-couche est un matériau en bande maintenu sur le produit par fixation mécanique. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le matériau de la sous-couche est une pièce moulée enfilée sur le produit. 6. Procédé selon rune des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le matériau de la sous-couche est surmoulé sur le produit. 7. Procédé selon rune des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le matériau de la sous-couche est formé sur le produit.