BE509264A - - Google Patents

Description

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  CONDUCTEUR ISOLE. 



   La présente invention concerne des fils conducteurs isolés pour bobines magnétiques, du même type ,que ceux employés en appareillage électrique sous forme,de bobinages avec un noyau magnétiques. Pour abréger, on les dé- signera ci-après sous le nom de   "fils   magnétiques". 



   Il est fréquent que de tels dispositifs fonctionnent à des tempé- ratures assez élevées,   d'où   l'importance que les fils magnétiques employés en enroulements permettent l'emploi à de telles températures sans détérioration de l'isolement. Il est également important, et par conséquent souhaitable, que l'isolement des fils magnétiques soit d'épaisseur minimum de façon à en- combrer le moins possible l'espace disponible pour les enroulements. 



   On a déjà décrit plusieurs compositions organiques résistant à des températures un peu élevées, dans le cas de fils magnétiques isolés, mais on ne devait pas dépasser 105 C. La plupart des isolants organiques durent peu aux températures   avoisinant   150 C. Cependant, dans certaines applications, entre autres dans les armatures de moteurs électriques, la température en   fonc-   tionnement atteint et même dépasse 200 C. En ce qui concerne la résistance à cette température bu à des températures plus élevées, les fluorures de car- bone et notamment le   tétrafluoroéthylène   polymérisé sont bien connus et cons-   tituent   l'idéal pour l'isolement des fils à hautes températures.

   A côté de cette caractéristique satisfaisante, ces mêmes produits ont malheureusement des propriétés indésirables qui empêchent de les employer largement pour iso- ler les fils magnétiques, surtout lorsque l'encombrement de l'isolant'consti- tue un facteur important. Par   exemple,,   la faible résistance à l' abrasion des fluorures de carbone ne permet pas d'isoler les fils que l'on enroule au moyen de machines automatiques. De plus., ces fluorures solides gàrdent à froid une forte tendance au fluage, de sorte que, même sous les modestes sollicitations pendant l'enroulement, la confection et la mise en place des bobines, il y a 

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 pression du méta' sur le   polymère,   dont l'écoulement entraîne un courtcircuit. 



  Il est également bien connu que les fuorures de carbone .'polymérisés solides sont tellement inertes qu'il est difficile de lier ensemble les enroulements, parce que les vernis solides ne peuvent adhérer à leur surface. Toutefois, l'excellence de leurs caractéristiques à hautes températures rend leur emploi très séduisant,pourvu que l'on surmonte les autres difficultés et qu'il n'y ait pas accroissement indésirable d'encombrement par l'isolant. La présente invention a donc pour premier objet, de réaliser un conducteur isolé dont l'i- solement résisterait à l'enroulement par des machines automatiques à bobiner, et pouvant résister en service à   200 C.   au minimum. 



     Un   autre objet de l'invention est de permettre l'application de vernis isolant sur les spires d'un bobinage réalisé par machines automatiques. 



   Parmi les autres objets de l'invention, on signalera l'obtention d'un conducteur isolé par les fluorures de carbone, conservant sa résistance à l'abrasion et dont le fluage soit assez faible pour permettre les enroule- ments. Le fil magnétique doit, en outre, conserver son isolement tout en oc- cupant le minimum de volume et résistera dans ces conditions, à   200 G.   



   La description suivante mettra en évidence des objectifs supplémen- taires et de nouveaux aspects de l'invention. On se référera pour bien les comprendre aux dessins joints. 



   - les figures 1 & 2 représentent schématiquement des coupes trans- versales de conducteurs isolés conformes à l'invention et la - figure 3 représente un dispositif électrique avec un fil enroulé ayant l'une quelconque des structures représentées figures 1 & 2. 



   - A première vue, il était certain que seul un isolant'fluorocarboné serait satisfaisant à des températures de fonctionnement qui atteignent au moins   200 C.   



   D'autre part, l'absence de tube protecteur occasionnerait nécessai- rement les difficultés, car les essais avaient prouvé que la résistance au fluage et à l'abrasion, dans le cas d'un film revêtu seulement d'une fluorure   dercarbone,   est trop faible pour éviter les courts circuits dans l'enroule- ment fini, même très soigneusement monté. On pouvait croire, par conséquent, qu'un revêtement protecteur en une matière résistant .mieux à l'abrasion pour- rait résoudre ce problème. On sait, par exemple, que des fibres minérales en verre ou en amiante conviennent à des températures dépassant 200 C. On savait utiliser de telles fibres minérales comme revêtements extérieurs pou- vant limiter et empêcher le fluage d'un revêtement intérieur d'un fluorure de carbone polymérisé et directement appliqué au conducteur. 



   Par contre, ces chemises en fibre minérale augmentent le diamètre du fil d'au moins 0,07 mm, et cet accroissement relativement grand est   nui-   sible au facteur d'encombrement pour le fil terminé, donc inadmissible pour certaines applications. Par ailleurs,   comme   on sait qu'aucune substance con- nue ne se lie aux fluorures de carbone polymérisés, on ne pouvait s'atten- dre à ce qu'un film protecteur très mince, en substance quelconque mise à l'état 'liquide, pourrait se solidifier ensuite par la chaleur, tout en ayant les résistances mécaniques et à l'abrasion exigées, par simple passage du fil revétu de fluorure de carbone à travers un bain de ce liquide, d'après la technique usuelle d'émaillage des fils.

   Enfin, à cause des hautes températu- res d'utilisation, les spécialistes estimaient qu'aucun matériau de ce genre ne pourrait   résister   à de telles températures. 



     @   Toutefois et de façon tout-à-fait inattendue, la Société demande- resse a découvert qu'un conducteur, isolé par une composition fluorocarbonée solide pour hautes températures, peut être ensuite revêtu d'une couche tout-   a-fait   mince d'un émail isolant à base d'une résine polyvinylal pendant qu'elle est liquide. En outre, une telle combinaison permet d'obtenir des fils magnétiques isolés qui ont les propriétés nécessaires de grande résistan- ce à l' abrasion et de très faible tendance au fluage à froid pour le fluorure de carbone sous-jacent.

   Le fluage est également supprimé après enroulement, 

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 de sorte que les 'ils résultants forment des bobines des plus faciles à im- prégner par des vernis isolants qui doivent ensuite adhérer ou fixer les spi- res après cuisson.   Conformément   à   l'invention,   on fait passer le conduçteur ou fil métallique à travers un bain ou une suspension d'un fluorure de car- bone polymérisé,. par exemple le monochlorotrifluoroéthylène ou le,tétrafluo-   roéthylène,   etc...., puis on effectue un traitement connu qui fait fondre le fluorure de carbone polymérisé, puis le durcit en   formant   sur le fil, un revêtement continu,isolant et résistant à haute température.

   Suivant la fi- gure 2, on peut appliquer ce revêtement 10 à un conducteur nu 11 ou bien on peut l'appliquer à un fil possédant au préalable un revêtement 12 formé d'une céramique ou d'un oxyde minéral (figure 1). Dans les deux cas, on peut;, bien entendu, appliquer plusieurs couches de fluorure de   carbone,   en faisant repas- ser le fil plusieurs fois dans le bain, puis dans une filière avec traitement thermique après chaque passe suivant une technique parfaitement connue des spécialistes. Alors on fait passer le fil primitivement nu ou muni d'un re- vêtement céramique, dans un bain d'émaillage à base de résine   polyvinylal,   puis par une filière, de sorte qu'après traitement thermique, le fil sera re- couvert d'une couche protectrice de résine polyvinylal solide 13.

   Parmi les résines polyvinylal connues, on préfère le revêtement par une résine poly- vinylal phénolique et formaldéhydique. On peut préparer l'émail pour le fil du type   polyvinylal-phénol-formaldéhyde   par dissolution de la résine polyviny- lal, de préférence celle connue dans le commerce sous le nom de Formvar N  15-95 E, avec une résine   phenolformaldéhyde   dans des solvants convenables. 



   On peut appliquer un revêtement extérieur de la résine   polyvinylal-     phénolformaldéhyde   en épaisseur inférieure à 25 microns. Bien que ce   revête-   ment ne se lie pas ou n'adhère pas à la couche intérieure fluorocarbonée, il forme une surface continue qui couvre bien et dont la résistance à l'abrasion suffit à protéger la couche intérieure et lui permet de résister aux pressions et à l'abrasion pendant le bobinage.

   Par ailleurs,   et,   en particulier aux tem- pératures opératoires dépassant   200 C,   le fil revêtu d'une composition fluorée polymérisée solide et de la résine polyvinylal-phénol-formaldéhyde présente la résistance idéale, en dépit du fait bien connu que cette dernière résine ne soit guère durable, ni adéquate lorsqu'on la soumet à une température dépas- sant   105 C.   Tandis que le revêtement de résine polyvinyal-phénolformaldéhyde une fois incorporé aux dispositifs électriques, s'oxyde et prend une colora- tion foncée quand on le soumet à 200 C., il ne devient pas conducteur, reste en   place;,,   et continue à   contenir   et à fixer l'isolant fluorocarboné en masse solide dont il maintient la rigidité diélectrique.

   Comparativement aux fils magnétiques isolés au fluprure de carbone, et protégés par un revêtement de fibres minérales dont l'épaisseur minimum est de   0,038   mm., soit une surépais- seur de 0,76 mm. sur le diamètre, on a obtenu des fils pour aimants conformes à l'invention et dont le maximum de surépaisseur n'était que de   0,009   mm ou plus exactement 0,0178 mm suivant le diamètre. 



   Comme application particulière d'un fil magnétique isolé, la figu- re 3 représente un élément de dispositif pour un moteur ou une génératrice qui fonctionne à des températures d'au moins 200 C; et qui comprend un ar- bre   14,   un noyau 15 monté sur l'arbre et un enroulement 16 constitué par les fils isolés et bobinés autour du noyau 15. 



   Ainsi la combinaison sur un   conducteur   d'un isolant formé d'un revêtement intérieur en fluorure de carbone convenable apte à résister aux hautes températures, et d'une couche externe exceptionnellement mince en ré- sine   polyvinylal   phénol-formaldéhyde permet d'obeuir du fil magnétique isolé pouvant fonctionner au-dessus de   200 C.   bien que chacun de ces   oonsti -   tuants,.utilisé isolément de l'autre, ne permette pas de résister à une telle température. Ce résultat s'associe au minimum d'encombrement et à une ex- ' cellente résistance aux manutentions mécaniques et aux pressions occasionnées par l'emploi des machines automatiques à bobiner. 



   Bien qu'on n'ait représenté et décrit qu'une forme de réalisation de l'invention, il est bien évident qu'on ne désire pas se limiter à cette forme particulière, donnée simplement à titre d'exemple et sans aucun carac- 

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 tère restrictif et que, par conséquent, toutes les variantes utilisant les mêmes moyens techniques et ayant même objet que les dispositions indiquées ci-dessus, rentreraient   comme   elles dans le cadre de l'invention.

Claims (1)

1. RESUME.

   Conducteurs électriques en fil métallique, dont l'isolement est constitué par au moins deux couches adjacentes, dont l'intérieur est en po- lymères fluorocarbonés et l'autre en résine du type polyvinylal.

   En particulier, l'isolement peut être limité à ces deux couches.

   La résine polyvinylal peut être associée: à une résine d'un phénol et d'un aldéhyde.

   L'ensemble permet le fonctionnement continu, par exemple dans les enroulements destinés à créer des champs magnétiques, à une température- susceptible de dépasser 2000C.

   La couche à la résine polyvinylal a une épaisseur qui ne dépasse pas 0,008 mm, mesurée suivant le rayon du fil.