FR2611575A1 - Method of at least partial embedding (coating) with a relatively rigid and fragile material - Google Patents
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Abstract
Description
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.AT LEAST PARTIAL COATING PROCESS WITH A
RELATIVELY RIGID AND FRAGILE MATERIAL
The present invention relates to an at least partial coating process with a relatively rigid and fragile material.
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. When hot-coating products comprising visible metal parts such as transformers, ignition coils, at-steep with a thermosetting impregnation resin, this resin undergoes expansion or differential contraction stresses , in particular during its cooling, and it often happens that faults appear in the resin above the metal parts (plates of the magnetic circuit). A known solution to avoid the appearance of these defects consists in increasing the thickness of resin above these metal parts and / or in using a resin more resistant to thermal stresses, but such a solution is too expensive when it s 'is mass production.
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. The subject of the present invention is a method of coating with a relatively rigid and fragile material, making it possible to avoid the appearance of defects in this material when it is subjected to thermal stresses, by using the minimum possible of this material, and even a material of lower quality than that of the conventionally used material.
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. The method according to the invention, for at least partial coating of heterogeneous products, consists in depositing, at least on a part of the surfaces of the product intended to be covered with relatively rigid coating material, before coating, a underlay of material significantly less rigid than the coating material. This undercoat material is advantageously a flexible or elastic material such as a flexible plastic, a silicone elastomer or rubber. The surfaces on which the undercoat is deposited are essentially those of the rigid visible parts of these products, these rigid materials having a coefficient of thermal expansion different from that of the coating material, and these surfaces being those intended to be covered with a relatively thin layer of the coating material.
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.The present invention will be better understood on reading the detailed description of several embodiments, taken as nonlimiting examples and illustrated by the appended drawing, in which:
- Figure 1 is a simplified sectional view of an ignition coil disposed in a protective tank whose opening allows filling with the coating material deposited in accordance with the invention, this coating material completely covering the magnetic circuit of the coil (first embodiment, on the left half of the figure), or partially (second embodiment, on the right half of the figure);
FIG. 2 is a simplified sectional view of a magnetic circuit completely covered (left half of the figure) or partially (right half of the figure) with an underlay according to the invention and
- Figure 3 is a section along ffl-III of 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. The inventive method is described below with reference to a motor vehicle ignition coil, but it is understood that it is not limited to such an application, and that, on the contrary, it can be implemented. for a large number of products, in particular heterogeneous products, intended to be coated with a resin, especially when these products contain parts which would, with the usual technique, be in contact with the resin and which have a coefficient of thermal expansion different from that of resin.
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. In FIG. 1, only the magnetic circuit 1 of an ignition coil is shown, arranged in a protective tank 2, the bottom of which comprises an axial depression 3 of shape complementary to that of the lower part of the magnetic circuit 1 which fits into it. The upper part of the tank 2 is open to allow the introduction of the coil and the filling with the coating resin.
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. The culminating part of the coil, that is to say its part closest to the opening of the tank 2, being in this case the upper part 4 of the magnetic circuit 1, it is on this part 4 that the flexible sub-layer 5 is deposited before pouring the impregnation resin into the tank 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. According to the embodiment represented on the left part of FIG. 1, the level of the opening of the tank 2 is located above the upper face of the part 4 of the magnetic circuit, and the resin 6 completely covers the coil. . The most fragile zone of the resin is layer 7 of thickness D which is located above part 4 of the magnetic core since it is the least thick of the zones in contact with the open air and since it is in contact (in the absence of layer 5) with the magnetic circuit whose coefficient of thermal expansion is very different from its own. Layer 5 absorbs the stresses exerted between the magnetic circuit and the resin layer which is located above it.
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. We will explain below how to determine the characteristic R of resistance to compression deformation of the material constituting the layer 5. Of course, so that the layer 5 stays in place, at least the lateral faces of it are also covered. part 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.Take for example a height magnetic circuit
H = 48 mm, thickness E = 17 mm and length (in a direction perpendicular to the drawing plane) L = 60 mm. Its coefficient of linear thermal expansion is 12.10-6 per degree Celsius. The resin used here has a shear strength R of 25 N / mm2 and a coefficient of thermal expansion of 45.10'6 per degree C. It is assumed that the thickness D of the resin layer 7 above the magnetic circuit is 2 mm , and that the coil is subjected to temperatures ranging from -30 C to +1000 C, a total temperature variation of 1300 C. The effects of this temperature variation affect in particular the height H (H = 48 mm) of the magnetic circuit.The surface S of the shear-stressed resin is:
S = L x D x 2 = 60 x 2 x 2 = 240 mm2. The differential expansion (resin - iron), for H = 48 mm and a temperature variation of 1300 C is: (45 - 12). î ## 6 .48.130 = 0.2059 mm or by rounding 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.The maximum force F which the resin can resist to shearing under these conditions is:
F = S x R: 240 x 25 = 6000 N
The area Si of elastomer to be compressed is practically equal to the area of the upper face of the magnetic circuit, ie: 2
S1 = L xE = 60 x 17 = 1020 m
The maximum resistance RI to the deformation in compression of the elastomer layer must therefore be, for the differential linear expansion of 0.2 mm:
R1 = F = 6000 = 6N / mm2
S1 1020 or, if we consider a nominal deflection of 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. In the embodiment shown on the right half of Figure 1, the opening of the tank I is slightly below the level of the upper face of the magnetic circuit. In this case, the resin cannot completely cover the magnetic circuit, and the sub-layer 5 must cover the side faces of the upper part 4 of the magnetic circuit to extend below the level of the resin, in order to seal the coil properly. .
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. In FIGS. 2 and 3, two different ways have been shown of covering the magnetic circuit 8 with a coil or a transformer using the flexible layer of the invention. The magnetic circuit shown is produced using "E" and "I" sheets, but it is understood that the invention applies to other types of magnetic circuits. On the left half of the figures, the embodiment is shown with total covering of the magnetic circuit by the flexible layer 9, and on the right half with partial covering of this magnetic circuit. In the latter case, the layer 9A is deposited only on the part of the magnetic circuit which is intended to be located near the opening of the tank 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. The deposition of the flexible layer according to the invention can be done in any suitable way: for example for a partial covering of the magnetic circuit it can be a strip maintained on the magnetic circuit by means of a mechanical fixing by ribbons, necklaces, or a molded part in the shape of a cap threaded on the circuit. In the case of partial or total covering, this sub-layer can be overmolded, or the sub-layer formed on the circuit by spray coating, by dipping, etc.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8702837A FR2611575A1 (en) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | Method of at least partial embedding (coating) with a relatively rigid and fragile material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR8702837A FR2611575A1 (en) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | Method of at least partial embedding (coating) with a relatively rigid and fragile material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2611575A1 true FR2611575A1 (en) | 1988-09-09 |
Family
ID=9348530
Family Applications (1)
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| FR8702837A Pending FR2611575A1 (en) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | Method of at least partial embedding (coating) with a relatively rigid and fragile material |
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| FR (1) | FR2611575A1 (en) |
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