FR2499759A1 - PROCESS FOR PRODUCING A FERROMAGNETIC PIECE, FERROMAGNETIC PIECE, AND ITS USE - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé de fa-The present invention relates to a method of
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. ferromagnetic coin having at least one dielectric separation layer from a ferromagnetic monoblock; the invention also relates to a ferromagnetic part and its use.
Dans le domaine d'application des pièces élec- In the field of application of electrical parts
tromécaniques, par exemple, dans les accouplements tromechanical, for example, in couplings
électromagnétiques, les engins de levage électromagné- electromagnetic devices, electromagnetic
tiques et analogues, il se pose un problème lorsqu'il ticks and the like, there is a problem when
s'agit de faire disparaître ou de maintenir, à une fai- is to make disappear or maintain, at a
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 value, the magnetism remains after loosening the magnetic assembly. This characteristic can in particular be realized when, in the magnetic flux, an intermediate layer inhibiting this flow, that is to say what is called a dielectric, is incorporated in the form of an air gap or a material
non ferromagnétique.non-ferromagnetic.
On connaît deux types de structures dans les- Two types of structures are known in the
quelles il est tenu compte de cette caractéristique. which account is taken of this characteristic.
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 In one of these structures, the magnetic flux is transferred from a ferromagnetic part into a second ferromagnetic part via a dielectric, the latter being basically gaseous, liquid or solid. In
l'autre type de structure, le flux magnétique est inhi- the other type of structure, the magnetic flux is inhi-
bé en lui imposant une section transversale rétrécie dans son parcours, par exemple, en formant une cavité by imposing a narrowed cross section in its path, for example, forming a cavity
ou une rainure dans une pièce ferromagnétique. or a groove in a ferromagnetic part.
Cette façon de procéder connue pour la réali- This known procedure for achieving
sation d'une pièce ferromagnétique de la manière dé- of a ferromagnetic part in the manner described
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 previously written is expensive; in fact, either two or more pieces must be handled separately or, when a so-called "non-block" is used, the ferromagnetic material must be subjected to costly machining. The present invention aims to provide
un procédé permettant ue fabriquer une pièce ferroma- a process enabling the manufacture of a ferromagnetic
gnétique de ce type d'une manière beaucoup moins coû- genetics of this type in a much less costly way.
teuse et, partant, de lui conférer les avantages des and, therefore, to confer on it the advantages of
deux groupes précités sans en présenter les inconvé- two groups without presenting the disadvantages
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 vantages. The method according to the invention which makes it possible to achieve this object, is characterized in that the monobloc is heated to a temperature at which it can be subjected to a plastic deformation, this block is deformed by practicing at least one cavity, so that its individual elements are connected to each other
par au moins un pont marginal, on introduit une matiè- by at least one marginal bridge, a material is introduced
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 non ferromagnetic in the cavity, then compress the assembly and Iton then plant the block so that the ferromagnetic sections are connected to
l'autre exclusivement par une matière non ferromagnéti- the other exclusively by a non-ferromagnetic material
que.than.
L'invention sera décrite ci-après à titre The invention will be described hereinafter
d'exemple en se référant aux dessins purement schémati- example by referring to purely schematic drawings
ques annexés dans lesquelsannexed in which
la figure 1 représente deux pièces ferromagne- Figure 1 shows two pieces 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; ticks with indication of the magnetic flux, these parts being connected to one another by an air gap; Figure 2 shows, by a view similar to that of Figure 1, two ferromagnetic parts assembled to one another by a bonding point;
les figures 3 à 6 représentent d'autres possi- Figures 3 to 6 show other possibilities.
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; assembly limits by means of a solid dielectric to assemble the two ferromagnetic parts; FIG. 7 represents a monoblock of ferromagnetic material, this monoblock comprising a cutout with the formation of marginal bridges; Figure 8 shows a ferromagnetic block having a hole with formation of marginal bridges; Figure 9 shows a ferromagnetic block with an oval milling with formation of marginal bridges;
la figure 10 est une vue en coupe d'un mono- FIG. 10 is a sectional view of a mono-
bloc après déformation à l'état plastique conformément à la présente invention; block after deformation in the plastic state according to the present invention;
la figure 11 représente le monobloc déformé il- FIG. 11 represents the deformed monoblock
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 lustred in Figure 10, after introduction of a circular dielectric material, for example, copper; FIG. 12 represents the state that exists after compression of the monoblock in the plastic state into a closed unit in which is inserted a dielectric of a predetermined thickness; FIG. 13 represents the monoblock illustrated in FIG. 12 after final machining with the dielectric separation layer incorporated therein; FIG. 14 represents part of a section
méridienne d'un corps de bobine cylindrique avant d'effec- meridian of a cylindrical coil body before
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 kill the compression process, a dielectric wire being incorporated into this body; Fig. 15 shows the portion illustrated in Fig. 14 after the final compression and machining process; Fig. 16 is a perspective view of an electromagnetic brake with the coil body shown in Figs. 14 and 15 and the armature disk therein.
est collé, une partie de ce frein étant élaguée. is glued, a part of this brake being pruned.
La figure 1 représente deux pièces ferromagné- Figure 1 shows two ferromagnetic parts
tiques 1 et 2 assemblées l'une à l'autre via un entrefer 3. Après magnétisation, un flux magnétique 5 traverse ticks 1 and 2 assembled to one another via an air gap 3. After magnetization, a magnetic flux 5 passes through
la structure ainsi formée.the structure thus formed.
En figure 2, au lieu d'utiliser l'air comme In Figure 2, instead of using air as
diélectrique, on prévoit une couche intermédiaire dié- dielectric, a dielectric intermediate layer is provided.
lectrique solide, par exemple, une colle 7 assemblant solid electrical, for example, a glue 7 assembling
les deux pièces ferromagnétiques 1 et 2 l'une à l'autre. the two ferromagnetic parts 1 and 2 to each other.
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 FIG. 3 shows another system in which the two ferromagnetic parts 1 and 2 are assembled to one another by brazing via a
couche intermédiaire diélectrique 9. dielectric interlayer 9.
En figure 4, on prévoit une combinaison compor- In Figure 4, a combination with
tant deux couches intermédiaires diélectriques Il et 12, la couche 11 pouvant être une couche de colle, tandis que both dielectric intermediate layers II and 12, the layer 11 being a layer of glue, while
la couche 12 peut être un diélectrique pouvant être sou- the layer 12 may be a dielectric which can be
mis à un brasage fort, par exemple, le cuivre. put in a brazing, for example, copper.
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 In FIG. 5, two layers are again provided between the two ferromagnetic parts 1 and 2, in particular a dielectric intermediate layer 15 in the form of
d'une colle et un entrefer 14.glue and gap 14.
La forme de réalisation illustrée en figure 6 comporte un tenon 17 assurant l'assemblage diélectrique The embodiment illustrated in FIG. 6 comprises a tenon 17 ensuring the dielectric assembly
entre les deux pièces ferromagnétiques 1 et 2. between the two ferromagnetic parts 1 and 2.
Ces systèmes et assemblages constituent un pre- These systems and assemblies constitute a first
mier groupe de possibilités de shuntage magnétique per- first group of possibilities of magnetic shunt
mettant une utilisation dans des applications électromé- putting a use in electromechanical applications
caniques dans lesquelles on doit manipuler deux pièces in which two pieces must be handled
ferromagnétiques séparées en les assemblant éventuelle- separated ferromagnets by assembling them
ment l'une à l'autre par une matière solide, ou également des applications électromécaniques dans lesquelles ces solid material, or also electromechanical applications in which such
pièces ferromagnétiques doivent être maintenues séparées. Ferromagnetic parts must be kept separate.
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 In the embodiment illustrated in FIGS. 7 to 9, one starts from a monoblock 20 (FIG. 7) in which a corresponding groove 21 is made, the parts separated by this groove 21 being assembled thanks to the subsistence of a narrow bridge of matter. This embodiment is much simpler with regard to its handling, but it is much less good with regard to
concerne le magnétisme rémanent, puisqu'aussi bien l'as- concerning residual magnetism, since both the
semblage est réalisé non pas par un diélectrique, mais appearance is achieved not by a dielectric but
par la matière ferromagnétique.by the ferromagnetic material.
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 FIG. 8 illustrates a similar embodiment in which a monoblock 23 is provided in which a hole 24 is formed, thus forming two symmetrical ferromagnetic bridges between the pieces separated by the rim 24. The monoblock 26 illustrated in FIG.
figure 9 est séparé, par une ouverture ovale corréspon- Figure 9 is separated by a corresponding oval aperture
dante 27, en deux pièces reliées par deux ponts. 27, in two parts connected by two bridges.
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 According to the present invention, FIG. 10 represents a monoblock 30 of ferromagnetic material which is heated, for example, by means of a source
de chauffage 36 (figure 12), en particulier, par un gé- for heating 36 (FIG. 12), in particular by means of a
nérateur haute fréquence, jusqu'à ce que la matière ferromagnétique prenne l'état plastique et qu'ainsi, high frequency generator, until the ferromagnetic material takes the plastic state and thus,
elle puisse être déformée en exerçant une pression mi- it can be deformed by exerting
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 Nimale on a punch, to practice a cavity 31. There then remains a marginal zone 32 acting as an assembly element in the form of a bridge. In the next step, in the monoblock thus deformed 30, is introduced a dielectric core, for example, a ring or copper washer 34 and a corresponding etching agent is added, as well as a wetting agent
(bien connus pour le brasage fort), ainsi qu'éventuel- (well known for brazing), as well as possibly
ment un argent d'apport de brasage correspondant. Ensuite, par a corresponding brazing contribution money. Then, by
pressage mécanique ou hydraulique, on comprime le mono- mechanical or hydraulic pressing, the mono-
bloc 30 dans le sens des deux flèches indiquées en fi- block 30 in the direction of the two arrows indicated in
gure 12 et ce, jusqu'à ce que la couche diélectrique ait atteint l'épaisseur souhaitée. De la sorte, on 12 until the dielectric layer has reached the desired thickness. In this way, we
obtient un monobloc 30 formant une seule unité par l'in- obtains a monoblock 30 forming a single unit by the
termédiaire d'une zone marginale 32, le diélectrique 34 étant introduit par brasage fort dans la zone centrale intermediate of a marginal zone 32, the dielectric 34 being introduced by brazing in the central zone
et une partie de la zone marginale de ce monobloc. and a portion of the marginal area of this monoblock.
En procédant ensuite à un usinage superficiel, par exemple, à un tournage, à un fraisage ou analogues, Then proceeding to a superficial machining, for example, a turning, a milling or the like,
on obtient, comme produit final, une pièce ferromagné- As a final product, a ferromagnetic
tique 38 qui est homogène et qui le reste pendant l'u- which is homogeneous and which remains so during the
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 while as an insert, that is to say as a separation layer between the two remaining parts of the final part 38, it comprises a dielectric core having the magnetic resistance
souhaitée.desired.
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 Figure 14 illustrates a fragment of a coil body 45 of the type shown in Figure 16, a coil 48 fed by an electrical connection cable 49 (Figure 16), being incorporated in this body. Figure 14 is an illustration of the condition existing before
processus de compression, c'est-à-dire après avoir pra- compression process, that is to say after having
tiqué une rainure 51 au tour et après l'introduction scored a groove 51 turn and after the introduction
d'un fil diélectrique 52.a dielectric wire 52.
La figure 15 illustre le corps de bobine 45 Figure 15 illustrates the coil body 45
après le processus de compression et le processus d'usi- after the compression process and the process of
nage. On constate que, suite au processus de compres- swimming. It can be seen that following the process of compro-
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 the dielectric wire 52 has been transformed into a dielectric layer 53, the finishing machining of the coil body 45 taking place as shown in FIG.
les figures 12 et 13.Figures 12 and 13.
La figure 16 représente un frein électromagné- Figure 16 shows an electromagnetic brake
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 in which the coil 48 can be excited by the electric cable 49. This brake is shown in the excited state in which an armature disk 46 is glued as a result of the magnetic field thus created. We can also
observer la couche diélectrique 53. observe the dielectric layer 53.
Comme diélectrique, on peut employer principa- As a dielectric, it is possible to use
lement le cuivre et éventuellement l'argent. Toutefois, en principe, dans la rainure 51, qui est alors réalisée lement copper and possibly silver. However, in principle, in the groove 51, which is then realized
à une profondeur correspondante, on peut également in- at a corresponding depth, it is also possible to
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 jetting a synthetic material or casting a material retaining sufficient shear strength at the temperatures involved, while it can still be cast in the groove. In principle, this material can also be a synthetic material or a synthetic glue. If this casting or injection is carried out, it is no longer necessary to resort to a compression process, so that the width of the groove 51 and the thickness of the remaining spacer must be chosen. Consequently. It has been found that in the final state, the width of the groove or the thickness of the dielectric layer 53 should be
entre 0,1 et 0,3 mm, la valeur inférieure étant déter- between 0.1 and 0.3 mm, the lower value being
minée par les forces à transmettre. undermined by the forces to be transmitted.
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 Thanks to the introduction of a layer of a dielectric solid body, the remanence existing between an armature disk and this body, which allows for a substantial reduction or exclusion in a coil body, is completely excluded.
ainsi d'accroître, en conséquence, la cadence des com- to increase, accordingly, the pace of
mandes des accouplements ou des freins électromagnéti- couplings or electromagnetic brakes
ques.c.
De la sorte, la fabrication d'une pièce ferro- In this way, the manufacture of a ferro-
S magnétique de ce type comportant une ou plusieurs cou- Magnetic S of this type having one or more
ches de séparation diélectriques est extrêmement simple dielectric separation is extremely simple
et, partant, économique.and, therefore, economic.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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TP | Transmission of property | ||
ST | Notification of lapse |