Brevet FR2830369A1 — publié le 20030404

pouvant se brancher sur des connecteurs de circuits imprimés standard. La présente invention concerne une cale de bobine pour un transforma teur destinée à être interposée entre l'extrémité d'une bobine et un élément de structure du transformateur, du type comportant une première surface d'appui sur la bobine et une seconde surface opposée d'appui sur la structure du transforma teur. Les transformateurs électriques de forte puissance comportent généra lement plusieurs bobines de forme cylindriquedisposées les unes à côté des au tres. Une carcasse délimite un circuit magnétique fermé le long duquel les bobines sont disposées. La carcasse comporte des colonnes engagées axialement à I'intérieur de chacune des bobines. De part et d'autre des tronçons de la carcasse reliant les colonnes engagées dans les bobines sont disposés des longerons mé talliques entre lesquels sont enserrées les bobines, afin d'éviter que celles-ci ne se déplacent axialement suivant la longueur des colonnes les traversant. Ainsi, les bobines sont en appui sur ces longerons à chacune de leurs extrémités. Entre les longerons et les extrémités des bobines sont disposées des cales isolantes généralement réalisées en matière plastique permettant d'éviter tout jeu entre les bobines et les longerons. Suivant le type de transformateur, I'intervalle à combler entre l'extrémité des bobines et les longerons disposés en regard est variable. Aussi, il est nécessaire de fabriquer, pour chaque type de transforma teur, des cales ayant des dimensions spéciflquement adaptées au transformateur considéré. Le coCt du transformateur se trouve donc augmenté du fait de la né cessité de fabriquer des cales spécifiques. L'invention a pour but de proposer des cales de bobine pour transfor mateur et un transformateur les incorporant dont le co t est réduit. A cet effet, I'invention a pour objet une cale de bobine pour un trans formateur du type précité, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens régla bles d'écartement des surfaces d'appui opposées adaptés pour maintenir les deux surfaces d'appui écartées suivant au moins deux configurations distinctes dans lesquelles les intervalles réparant les deux surfaces d'appui sont différents. Suivant des modes particuliers de réalisation, la cale de bobine com porte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - lesdits moyens réglables d'écartement comportent un premier et un second corps portant chacun l'une des premières et seconde surfaces d'appui, lesdits corps comportant des profils d'embo^tement complémentaires adaptés pour un embo^tement dans au moins deux positions relatives distinct correspondant aux dites configurations distinctes; - lesdits profils d'emboîtement complémentaires des premier et second corps comportent des cannelures complémentaires; - lesUites cannelures complémentaires s'étendent suivant une direction généralement parallèle à au moins l'une des surfaces d'appui; - les cannelures complémentaires présentent des flancs essentielle ment plats appliqués l'un sur l'autre lors de la mise en compression de ladite cale entre ses deux surfaces d'appui, et lesdits flancs appliqués 1'un sur 1'autre s'étendent paral!èlement à au moins l'une des surfaces d'appui; - les cannelures ont un pas compris entre 0,5 et 2 millimètres; - le nombre de cannelures est compris entre 2 et 10; I'un des corps comporte un plot présentant une surface latérale géné ralement de révolution d'axe s'étendant sensiblement perpendiculairement à la surface d'appui associée, et l'autre corps-comporte une cavité délimitant une sur face latérale généralement de révolution complémentaire à la surface latérale du plot, et lesdits profils d'embo^tement complémentaire sont ménagés sur les surfa ces généralement de révolution des premier et second corps; - I'un des corps comporte un plot s'étendant généralement perpendicu lairement à la surface d'appui associée, et l'autre corps délimite une chape pré sentant deux lèvres opposées enchâssant ledit plot, lesdits profils d'emboîtement complémentaires étant ménagés sur les surfaces en regard des deux lèvres et les surfaces correspondantes du plot; - le second corps comporte une entretoise sur laquelle est ménagé un profil d'embo^'tement et un patin délimitant ladite surface d'appui du second corps, et ledit patin comporte au moins une surface de butée adaptée pour maintenir en prise les profils d'emboîtement complémentaires; - I'entretoise et le patin comportent des surfaces de came / contre-came adaptées pour assurer une mise en prise des profils d'emboîtement complémen taires sous l'action du rapprochement des deux surfaces d'appui; et - la chape est délimitée par l'entretoise et le patin définit une cuvette de réception d'au moins une partie de la chape engagée autour du plot. L'invention a en outre pour objet un transformateur comportant au moins une bobine et au moins un élément de structure, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une cale de bobine telle que définie ci-dessus, disposée entre une extrémité de la ou chaque bobine et le ou chaque élément de structure. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite se référant aux dessins sur lesquels: - - La figure 1 est une vue partielle et en perspective d'un transformateur selon l'invention; - La figure 2 est une vue en perspective éclatée d'une cale selon l'invention disposée à l'extrémité d'une bobine; - La figure 3 est une vue en coupe transversale de la cale assemblée selon l'invention; - La figure 4 est une vue en perspective d'un élément de la cale selon I'invention; et - Les figures 5 et 6 sont des vues en perspective d'une variante de ré alisation de deux pièces de la cale de la figure 1. Sur la figure 1 est représenté, un transformateur triphasé 10. Celui-ci comporte trois bobines 12A, 12B, 12C de forme générale cylindrique s'étendant parallèlement les unes aux autres. Ces bobines sont disposées dans un même plan. Le transformateur comporte un circuit magnétique 14, comprenant trois co lonnes 16A, 16B, 16C engagées axialement dans les bobines 12A, 12B, 12C. Ces colonnes sont relices les unes aux autres par des culasses inférieures et supé rieures 18 dont une seule est représentée sur la figure 1. Des longerons 20 sont disposés de part et d'autres des culasses sui vant leur longueur. Les bobines 12A, 12B, 12C sont maintenues fixes axialement suivant la longueur des colonnes 16A, 16B, 16C en étant enserrées entre les lon gerons 20 opposés. Entre les extrémités de chaque bobine et les longerons 20 sont disposées des cales 22 selon l'invention. Une telle cale est représentée en perspective éclatée sur la figure 2, et en vue en bout, avec arrachement partiel sur la figure 3. Toutes les cales d'un transformateur sont identiques. Elles sont réali sées entièrem ent en matière pl astiq ue. El les com portent u ne surface 24 d 'a ppu i sur la tranche d'une bobine et une surface 26 d'appui sur la surface du longeron tournée vers la bobine. Avantageusement, un tampon amortisseur, par exem- ple en silicone est interposé entre la surface d'appui 24 et l'extrémité de la bobine. Ces deux surfaces d'appui opposées 24, 26 s'étendent généralement parallèlement l'une à l'autre et sont écartées l'une de l'autre d'une intervalle prédé s terminé correspondant à la distance souhaitée entre l'extrémité de la bobine et le longeron associé. Selon l'invention, chaque cale 22 comporte des moyens réglables 28 d'écartement des surfaces d'appui opposées 24, 26 adaptés pour maintenir les deux surfaces écartées suivant au moins deux configurations distinctes dans les- quelles les intervalles séparant les deux surfaces d'appui sont différents. La surface 24 d'appui sur l'extrémité de la bobine est définie sur un premier corps 30 de la cale alors que la surface 26 d'appui sur le longeron 20 est définie sur un second corps 32 de la cale constitué luimême d'un ensemble de pièces tel qu'illustré sur la figure 2. Ces premier et second corps 30 et 32 comportent des profils d'embo^tement complémentaires adaptés pour un emboîtement des deux corps l'un avec l'autre dans au moins deux positions relatives, assurant ainsi le réglage de l'écartement des surfaces d'appui opposées 24, 26. Plus précisément, le premier corps 30 comporte une plaque plane 34 dont une face forme la surface d'appui 24. Cette surface d'appui est bordée d'un coté par un rebord 36 venu de matière et adapté pour prendre appui sur la surface latérale intérieure de la bobine par exemple 12A. Le corps 30 comporte un plot 38 faisant saillie par rapport à la surface de la plaque 34 du coté opposé à la surface d'appui 24. Ce plot 38 s'étend dans la partie médiane de la plaque 34 sur l'essentiel de la longueur de celle-ci, cette lon- gueur s'étendant suivant le rayon de la bobine. Le plot 34 présente, à son sommet, une surface plane 40 et, latérale- ment, deux surfaces latérales opposées 41 s'étendant parallèlement l'une à l'autre. Ces surfaces latérales 41 s'étendent suivant la longueur de la plaque 34, perpendiculairement au rebord 36 d'appui sur la bobine. Lorsque la cale est mon- tée sur la bobine, les surfaces latérales 41 s'étendent sensiblement ràdialement par rapport à la bobine. Les surfaces 41 présentent des profils d'emboîtement adaptés pour coopérer avec le corps complémentaire 32 de la cale. Avantageusement, ces pro s fils d'embo^'tement comportent des cannelures longitudinales 42 s'étendant suivant toute la longueur du plot 38. Ces cannelures s'étendent généralement parallèle ment à la surface d'appui 24. Comme illustré sur la Figure 3 à plus grande échelle, chaque nervure délimitant les cannelures 42 comporte deux flancs opposés constitués de surfaces planes. Un premier flanc 42A opposé à la surface d'appui 24 s'étend essentielle ment parallèlement à cette surface d'appui. Le second flanc 42B est incliné par rapport à la surface d'appui 24. Ainsi, les cannelures définissent un ensemble de flancs 42A parallèles à la surface d'appui 24 et échelonnés les uns au-dessus des autres. Ces flancs 42A forment des surfaces d'appui pour le second corps 32. Le nombre de nervures délimitées par ces cannelures est compris de préférence entre 2 et 10 et est avantageusement sensiblement égal à 5. Le pas de ces cannelures est compris entre 0,5 et 2 millimètres. Des profils d'emboîtement complémentaires 44 sont ménagés sur le I S second corps 32 de la cale. Ce dernier comporte une entretoise 46 et un patin de support 48 sur le quel est ménagé la surface d'appui 26. Ce patin de support est lui méme constitué d'un socle 50 et d'une traverse 52. L'entretoise 46 présente généralement la forme d'un pontet et délimite une chape 54. Le pontet 54 comporte deux lèvres 56 reliées 1'une à 1'autre par une traverse 58. Les profils d'embo^'tement 44 sont délimités sur les surfaces latérales intérieures des lèvres, c'est-à-dire- sur leurs surfaces en regard. Ces profils d'embo^tement sont constitués de cannelures s'étendant parallèlement à la tra verse 58. Ces cannelures ont des caractéristiques complémentaires aux cannelu res 42 portées par les parois latérales du plot 38. Elles s'étendent suivant des sur faces parallèles. Plus précisément, chaque nervure délimitant les cannelures comporte un flanc d'appui 44A opposé à la surface d'appui 26. Ce fianc d'appui s'étend pa rallèlement à la surface d'appui 26. Il est adapté pour s'appuyer sur un flanc d'appui complémentaire 42A des cannelures du premier corps 30. En outre, cha que cannelure comporte un flanc 44B incliné par rapport à la surface d'appui 26. La longueur de l'entretoise mesurée suivant la direction des cannelures est égale à la longueur du plot 38 mesurce également suivant la direction des cannelures. Les surfaces latérales extérieures 60 ménagées sur les lèvres 56 de I'entretoise sont inclinces l'une par rapport à l'autre et convergent l'une vers l'autre suivant la direction de la traverse 58. Comme illustré sur la figure 4, le socle 50 comporte une base 62 géné s ralement carrée. L'une des faces de la base est évidée et délimite une cuvette 64 de réception partielle de l'entretoise 46 et notamment d'une partie de celle-ci en gagée autour du plot-38. Cette cuvette 64 présente un fond plat 66, bordé par quatre parois laté rales. Deux parois latérales opposées 68 s'étendent parallèlement 1'une à 1'autre. Leur écartement est égal à la longueur de l'entretoise 28 mesurée suivant la direc tion des cannelures. La cuvette est en outre délimitée par deux surfaces latérales planes opposées 70 ayant des génératrices parallèles. Ces surfaces sont incli nées et convergent l'une vers l'autre en direction du fond de la cuvette. L'inclinaison des surfaces 70 est identique à 1'inclinaison des surfaces 60 de I'entretoise. Le socle 50 comporte un pilier-72 de liaison de la traverse 52. Ce pilier fait saillie par rapport à la base 62 au centre de sa face opposoe à celle dans la quelle est ménagée la cuvette 64. Le pilier 72 présente latéralement des cannelu res 74. Ces cannelures s'étendent généralement suivant la hauteur du pilier. La traverse 52 présente un canal 76 délimité par deux parois latérales 78 parallèles 1'une à 1'autre. Les surfaces 80 en regard des deux parois latérales 78 présentent des cannelures 82 complémentaires aux cannelures 74. La surface d'appui 26 est formée sur la traverse 52 à 1'opposé du canal 76. Avant l'installation de la cale, l'écartement séparant les surfaces d'appui 24 et 26 est défini. A cet effet, l'entretoise 46 est engagée sur le plot 38 comme illustré sur la figure 3. L'écartement de l'entretoise 46 et de la surface 24 est ajusté en choi sissant la position relative des cannelures 42, 44 engagées les unes dans les au tres, et notamment par mise en prise d'un nombre déterminé de profils en saillie et en creux complémentaires. L'entretoise 46 est mise en place par coulissement par rapport au pre mier corps 30 suivant la direction définie par les cannelures complémentaires 42, 44. Le socle 50 est ensuite disposé sur l'entretoise 46 afin de couvrir par- tiellement celle-ci. L'entretoise est alors partiellement reçue dans la cuvette 64. Les surfaces 60 et 70 sont appliquées les unes sur les autres latérales, alors que les surfaces latérales 68 s'étendent en regard des extrémités ouvertes opposées de la chape 54. La traverse 52 est enfin positionnce sur le socle 50 par mise en prise des cannelures complémentaires 74, 80. La position de la traverse 52 est choisie par engagement du plot 72 à l'endroit souhaité dans la rainure 76. Après réglage de la butée, celle-ci est implantée dans le transformateur entre une bobine et un longeron. Après montage de la butée, et alors que des forces visant à rapprocher les surfaces 24 et 26 sont appliquces sur la cale par la bobine et le longeron, on comprend que l'entretoise 46 est maintenue sur le plot 38 et ne peut s'en dégager. En effet, les surfaces 68 de la cuvette, s'étendant en regard des extrémités non cannelées du plot 38 constituent des butées interdisant tout déplacement de l'entretoise 46 par rapport au premier corps 30 suivant la direction des cannelures 42, 44. En outre, les surfaces 70 constituent des butées assurant un maintien en prise des cannelures complémentaires 42, 44. Les surfaces 60 et 70 étant in clinées, celles-ci forment des surfaces de came et contre-came qui, sous l'action du rapprochement des deux surfaces 24, 26, tendent à solliciter les lèvres 56 de l'entretoise l'une vers l'autre et assurent ainsi une mise en prise encore plus forte des cannelures 42, 44. De telles cales de bobines permettent de régler l'écartement entre les surfaces d'appui opposéss. Ce réglage est obtenu par le choix du nombre de can- nelures mises en prise. Ainsi, ces cales peuvent être utilisées dans différents ty- pes de transformateurs, sans qu'ii soit nécessaire pour chaque type de transfor- mateurs de fabriquer une nouvelle cale spécifique. Le coût de fabrication du transformateur se trouve ainsi réduit. Sur les figures 5 et 6 sont présentés des éléments constitutifs d'une va- riante de réalisation d'une cale selon l'invention. Un premier corps noté 130 visible sur la figure 5 est destiné à être utili- sé en remplacement du premier corps 130 de la cale illustrée aux figures 2 à 4. Sur la figure 6 est représentée une entretoise 146 destinée à être utilisée en rem- placement de l'entretoise 46. Sur les figures 5 et 6, les éléments identiques ou analogues à ceux du premier mode de réalisation sont désignés par le même numéro de référence au quel a été ajouté 100. Le premier corps 130 ne diffère du corps 30 que par la forme du plot 38 faisant saillie par rapport à la surface de la plaque 134. Dans ce mode de réalisa- tion, le plot 138 présente une surface latérale cylindrique 202. L'axe de cette sur- face cylindrique s'étend perpendiculairement à la surface 124 d'appui de la cale sur l'extrémité de la bobine. La surface latérale 202 présente des cannelures annulaires 142 s'éten- dant suivant toute la périphérie du plot. Ces cannelures s'étendent généralement parallèlement à la surface d'appui 124. Elles présentent chacune une forme iden- tique à la forme des cannelures ménagées sur le plot 38. Par ailleurs, et comme illustré sur la figure 6, I'entretoise 146 présente comme l'entretoise 46, deux lèvres 156 s'étendant généralement parallèlement l'une à l'autre. Ces lèvres comportent sur leurs surfaces en regard, sensiblement dans leurs parties médianes, des dépressions 204 définies par des surfaces cylin driques en regard 206. Ces surfaces cylindriques 206 sont engendrées par une même génératrice et constituent des parties d'un cylindre s'étendant perpendicu- lairement à la traverse 158 de l'entretoise. Elles délimitent un logement de révolu- tion propre à la réception du plot 138. A cet effet, le diamètre du cylindre défini par la surface 206 est égal au diamètre du plot 138. Les surfaces internes des lèvres 156 présentent suivant toutes leurs longueurs des cannelures 144. Ces cannelures se prolongent sur les surfaces cy- lindriques 206. Ces cannelures ont des formes identiques aux cannelures 44 et s'éten- dent parallèlement les unes aux autres. Sur la figure 6, la traverse 158 présente un orifice central 210 au travers duquel une dépression 204 est visible. Le premier corps 130 et l'entretoise 146 sont destinés à être utilisés avec un socle 50 et une traverse 52 tels qu'illustrés sur la figure 2. Lors du montage de la cale et du réglage de son épaisseur, I'entretoise 146 est engagée sur le plot 138. Pour ce faire, le plot 138 est introduit entre les lèvres 156 de l'entretoise. Les nervures 142 sont mises en prise avec un nombre de nervures complémentaires 144 correspondant à la distance souhaitée entre les deux surfaces opposées de la cale. Les deux lèvres 156 s'écartent progressivement par déformation élasti S que de la traverse 158 afin de permettre le déplacement du plot 138. Ce plot est déplacé, suivant la longueur des nervures jusqu'à ce qu'il soit reçu dans les dé pressions 204. Dans cette position, les lèvres 156 se relâchent, puisqu'elles ne sont plus soumises à une contrainte visant les écarter du fait de la présence du plot 138. Toutefois, les nervures complémentaires ménagées sur le plot et sur ies sur faces cylindriques 206 restent en prise, assurant ainsi un positionnement axial du premier corps 130 et de l'entretoise 136. Le socle 50 est alors engagé sur l'entretoise 146 afin d'assurer, par ef fet de cale et comme exposé précédemment, un rapprochement des deux lèvres 156 tendant ainsi à accentuer la coopération des cannelures complémentaires. Enfin, la traverse 52 est mise en place sur le socle 50. On conçoit que dans ce mode de réalisation, le plot 138 est susceptible d'être déplacé en rotation par rapport à l'entretoise 146 autour de l'axe du plot. En effet, le plot 138 est maintenu axiallement entre les deux dépres sions 204 à surface cylindrique, les concavités des surfaces cylindriques 206 et de la surface latéral 202 du plot étant identiques. Ainsi, avec une telle cale, la traverse 52 peut être positionnée angulai rement par rapport au premier corps appliqué sur l'extrémité de la bobine, facilitant ainsi le montage du transformateur. REVENDICATIONS 1. Cale (22) de bobine pour un transformateur (10) destinée à être in terposée entre une extrémité d'une bobine (12A, 12B, 12C), et un élément de structure (20) du transformateur, comportant une première surface d'appui (24) sur la bobine et une seconde surface opposée (26) d'appui sur la structure (20) du transformateur, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens réglables (28) d'écartement des surfaces d'appui opposées t24, 26) adaptés pour maintenir les deux surfaces d'appui (24, 26) écartées suivant au moins deux configurations dis tinctes dans lesquelles les intervalles réparant les deux surfaces d'appui sont dif férents. 2. Cale selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens réglables d'écartement (28) comportent un premier et un second corps (30, 32) portant chacun l'une des premières et seconde surfaces d'appui (24, 26), lesdits corps (30, 32) comportant des profils d'embo^'tement complémentaires (42, 44j142 144) adaptés pour un emboîtement dans au moins deux positions relatives distinct correspondant aux dites configurations distinctes. 3. Cale selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits profils d'emboîtement complémentaires des premier et second corps (30, 32) comportent des cannelures complémentaires (42, 44; 142,144). 4. Cale selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdites canne lures complémentaires (42, 44; 142, 144) s'étendent suivant une direction généra lement parallèle à au moins l'une des surfaces d'appui (24, 26). 5. Cale selon la revendication 4, caractérisée en ce que les cannelures complémentaires (42, 44; 142, 144) présentent des flancs essentiellement plats appliqués l'un sur l'autre lors de la mise en compression de ladite cale entre ses deux surfaces d'appui (24, 26), et en ce que lesdits flancs appliqués l'un sur l'autre s'étendent parallèlement à au moins l'une des surfaces d'appui (24, 26). 6. Cale selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que les cannelures (42, 44; 142,144) ont un pas compris entre 0,5 et 2 mil limètres. 7. Cale selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que le nombre de cannelures (42, 44; 142,144) est compris entre 2 et 10. 8. Cale selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que l'un des corps (130) comporte un plot (138) présentant une surface laté rale généralement de révolution d'axe s'étendant sensiblement perpendiculaire ment à la surface d'appui associée (124), et en ce que l'autre corps (146) com porte une cavité délimitant une surface latérale généralement de révolution (206) complémentaire à la surface latérale du plot (138), et en ce que lesdits profils d'emboftement complémentaire (142,144) sont ménagés sur les surfaces généra lement de révolution (202,206) des premier et second corps. 9. Cale selon l'une quelconque des- revendications 2 à 8, caractérisée en ce que l'un des corps (30, 32, 130, 146) comporte un plot (38, 138) s'étendant généralement perpendiculairement à la surface d'appui associée (24, 124), et en ce que l'autre corps (32,146) délimite une chape (54,154) présentant deux lèvres opposées (56,156) enchâssant ledit plot (38), lesdits profils d'emboîtement com plémentaires (42, 44; 142, 144) étant ménagés sur les surfaces en regard des deux lèvres (56,156) et les surfaces correspondantes du plot (38,138). 10. Cale selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée IS en ce que le second corps (32) comporte une entretoise (46,146) sur laquelle est ménagé un profil d'embo^tement (44) et un patin (48) délimitant ladite surface d'appui (26) du second corps, et en ce que ledit patin (48) comporte au moins une surface de butée (70) adaptée pour maintenir en prise les profils d'embo^tement complémentaires (42, 44; 142,144). 11. Cale selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'entretoise (46) et le patin (48) comportent des surfaces de came / contre-came (60, 70) adaptées pour assurer une mise en prise des profils d'emboîtement complémen taires (42, 44; 142, 144) sous l'action du rapprochement des deux surfaces d'appui (24, 26). 12. Cale selon la revendication 9 et l'une des revendications 10 et 11, caractérisée en ce que la chape (54) est délimitée par l'entretoise (28) et le patin (48) définit une cuvette (64) de réception d'au moins une partie de la chape (54) engagée autour du plot (38). 13. Transformateur comportant au moins une bobine (12A, 12B, 12C) et au moins un élément de structure (20), caractérisé en ce qu'il comporte au moins une cale (22) de bobine selon l'une quelconque des revendications précé dentes, disposée entre une extrémité de la ou chaque bobine (12A, 12B, 12C) et le ou chaque élément de structure (20).