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Bobine de réactance à spires séparées, en substance par de l'air et montées de manière à être exemptes de perte.
La présente invention a pour objet une bobine de réactance, par exemple une bobine d'accord pour émetteurs de radiodiffusion, dont les spires sont montées sur de la matière isolante exempte de perte, par exemple de la matière céramique, ayant la forme de tiges cylindriques pleines qui sont disposées parallèlement à la surface cylindrique ou conique de la bobine.
On se sert fréquemment de bobines de ce genre, surtout en tant qu'élément du circuit d'accord de générateurs d'ondes élec- triques, soit des émetteurs soit des générateurs à haute fréquences utilisés dans des applications autres que la transmission, et les spires en fil relativement raide sont alors enroulées en polygones sur les tiges isolantes, les tiges constituant approximativement
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les sommets de ces polygones. Dans ce cas, il est nécessaire d'assurer à la bobine la forme exacte par exemple en logeant les spires distinctes dans des rainures annulaires ou hélicoïda- les du pourtour des tiges isolantes et/ou en les y liant de ma- nière à empêcher les spires de se déplacer l'une par rapport à l'autre.
Si les bobines de réactance sont utilisées dans cette application la tension à haute fréquence qui peut exister entre les spires successives est relativement élevée du fait que la tension entière qui est envoyée dans le circuit d'accord peut atteindre l'ordre de grandeur de 10. 000 volts ou plus, tandis que le nombre de spires est très petit, surtout dans le cas des bobines destinées à de courtes longueurs d'onde. Comme, dans la plupart des cas, l'intervalle qui existe entre les différentes spires n'est pas très grand cette haute tension de spires tendra à s'annuler sous la forme d'une étincelle glissant de spire en spire le long de la surface isolante de la tige. On est donc obligé d'allonger le trajet de grimpement le long de la tige isolante et entre les spires successives par la prévision de nervures ou de rainures profondes.
Ceci mêne à une forme compli- quée des tiges et accroît ainsi leur fragilité et leur prix.
L'invention a pour but de parvenir à un agencement exempt des inconvénients précités tout en réalisant l'accroissement du trajet de grimpement entre les points d'attache successifs des spires sans qu'on ait à modifier la forme et les dimensions de la bobine.
Suivant l'invention, dans ce but, on établit la bobine d'accord de telle manière que les spires de bobinage raides soient supportées sur chaque tige isolante par des pièces de raccorde- ment qui maintiennent le fil de bobinage à l'écart de la tige et qui ne sont montées qu'à une partie des croisements entre les' différentes spires et la tige, le tout étant agencé de telle sorte que les spires successives disposées sur une même tige
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soient immobilisées par des attaches chaque fois à un des croisements, mais non à un ou plusieurs des autres croisements, les spires ne touchant pas la tige isolante dans ce dernier cas, de sorte que le trajet de grimpement entre les attaches succes- sives sur chaque tige est de plus du double de l'écartement des spires.
On peut réaliser une répartition favorable des points d'attache sur les tiges en choisissant le long du fil de bobinage, entre deux points d'attache successifs, un nombre d'écarts de tige tel qu'il soit d'au moins deux et n'ait pas de commun diviseur avec le nombre de tiges de la bobine.
En principe, la subdivision d'un trajet d'isolement en un très grand nombre de trajets courts peut 'déterminer une plus grande tension de percement disruptif totale qu'une division en un plus petit nombre de trajets de plus grande longueur. Cepen- dant, dans le cas de trajets d'isolement très courts le risque de perturbation par dépôt d'impuretés augmente sensiblement, la tension de décharge par contournement le long d'un certain trajet de grimpement étant déjà sensiblement plus basse que celle le long d'un trajet d'air de grandeur identique.
De la sorte, l'allongement du trajet de grimpement obtenu suivant l'invention comparativement à la distance d'air entre les parties sous tension successives dé la bobine entraîne sen- siblement moins de risque d'une décharge électrique par contour- nement qu'il n'est le cas pour les agencements connus.
Il peut y avoir avantages à utiliser entre les spires de la bobine et les tiges isolantes des attaches métalliques dont le profil épouse d'un côté celui des tiges isolantes et de l'autre côté celui des spires et qui sont fixées de préférence par soudure, tant à la tige isolante qu'à la spire.
Afin d'obtenir un long trajet de grimpement il est préfé- rable de faire'en sorte que la surface de contact entre les atta- . ches précitées et les tiges isolantes ne dépasse pas à l'extérieur
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de la projection de la spire considérée sur la tige correspondante.
Dans ce cas, on utilise de préférence des attaches métalli- ques aplaties se trouvant dans des plans transversaux par rapport à la tige et cette dernière est fixée dans un évidement de l'at- tache, tandis que la spire est fixée par soudure à l'étroite sec- tion de cette dernière. On obtient ainsi une attache de forme très simple et ayant un volume de métal particulièrement faible.
Pour la fixation des attaches aux tiges il y a avantages à se servir d'une mince couche de métal, par exemple d'argent qui, par l'un des procédés connus, est appliqué au feu sur la tige et qui, le cas échéant par l'intermédiaire d'une mince cou- che de métal appliquée spécialement, sert de base au joint de soudure.
On assure un pincement particulièrement solide des atta- ches métalliques sur les tiges si l'on donne à ces dernières une forme au moins approximativement cylindrique et si l'on serre les attaches sur la tige isolante en entaillant et pressant le métal des attaches tout près de la tige. Le cas échéant, on peut y combiner un joint de soudure du genre décrit ci-dessus.
Un mode de réalisation particulièrement favorable d'une bobine conforme à l'invention comporte un assemblage de tiges disposées parallèlement les unes aux autres, par exemple suivant un polygone, de manière à constituer le squelette de la bobine et reliées entre elles en dehors de la bobine elle-même et de part et d'autre de celle-ci au moyen de pièces de raccordement métalliques en plaque ou en lame qui se trouvent dans des plans disposés transversalement par rapport à l'axe de la bobine et qui sont fixées aux tiges, de préférence, par soudure.
Cette fixation peut s'effectuer par l'intermédiaire d'an- neaux métalliques qui, d'une part, sont fixés aux tiges isolan- tes par contraction sous tension et/ou par soudure et qui, d'autre part, sont soudés à la plaque ou à la lame de raccorde- ment.
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Le squelette de la bobine est donc constitué par un cadre comportant une plaque supérieure et une plaque de base entre lesquelles les tiges isolantes qui portent la bobine sont disposées comme des colonnes, de sorte qu'on obtient un élément particulièrement rigide tout en n'utilisant que de la matière isolante de forme cylindrique pleine très simple et unie. Pour fabriquer des types de bobines différents il suffit d'avoir en magasin des tiges de plusieurs diamètres standardisés dont, selon le cas, on peut couper des tronçons de la longueur voulue. Il en résulte d'une part une économie notable comparativement aux pièces isolantes habituellement employées en matière céramique à haute fréquence qui sont très coûteuses et compliquées et d'autre part la possibilité de fabriquer de nombreux types de bobines au moyen de quelques diamètres de tiges.
Il y a avantage à appliquer le mode de réalisation de l'invention selon lequel les attaches métalliques sont fixées aux tiges isolantes par soudure et/ou par serrage, également à la fixation de bornes de raccordement pour les extrémités ou les dé- rivations éventuelles de la bobine à une ou plusieurs des tiges isolantes sur lesquelles la bobine est montée. Ceci dispense d'utiliser encore en plus de ces tiges des pièces isolantes spé- ciales pour les bornes de raccordement.
Pour la fabrication de bobines de réactance conforme à l'invention il y a avantage à mettre en oeuvre un procédé suivant lequel les tiges isolantes qui ont été préalablement réunies cha- cune avec,le noinbre requis de pièces de raccordement en un seul bloc sont, conjointement avec le bobinage amené au préalable à la forme exacte, rassemblées dans un gabarit après que la matière de soudure et le fondant'requis ont été introduits entre les pièces métalliques à relier, l'ensemble du gabarit et de la bobine étant ensuite immergé dans un bain, de préférence un bain d'huile, dont la température est supérieure au point de fusion de la ma- tière de soudure.
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Ce procédé a pour avantage que l'on peut aisément repro- duire avec précision les dimensions de la bobine à de nombreux exemplaires, que toutes les difficultés susceptibles de se rat- tacher au procédé de soudure normal dans le cas où on l'utilise- rait pour immobiliser des spires de la bobine sur les tiges sont supprimées et que la matière de soudure parasite qui se trouve en dehors des surfaces à relier passe dans le bain à température supérieure à son point de fusion et est empêchée par là de se déposer entre les spires au détriment de l'isolement de la bobine.
Il y a également avantage à munir la bobine, à la fin du traitement décrit ci-dessus, par l'un des procédés courants, d'une mince couche de métal, par exemple d'argent ou d'or, de sorte que tant les spires de la bobine que les autres pièces de construction métalliques de la bobine soient revêtues d'une couche continue de métal. Abstraction faite de l'amélioration connue de la conductibilité à haute fréquence de la bobine on assure ainsi aux pièces métalliques un aspect particulièrement favorable et une bonne protection contre les influences atmos- phériques.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig. 1 montre une bobine conforme à l'invention.
La fig. 2 montre un gabarit dans lequel on a disposé les éléments d'une bobine en vue de l'exécution du procédé faisant l'objet de l'invention.
Les figures 3 à 11 montrent schématiquement, en partie, un certain nombre de possibilités de combinaisons conformes à l'invention pour le nombre des tiges isolantes et les points d'attache des spires de la bobine.
Sur la fig. l, des pièces de raccordement pentagonales plates 1 et 8, par exemple en lame de laiton, sont réunies au
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moyen de tiges cylindriques 2 en calite qui sont argentées aux extrémités inférieures et qui, au sommet, sont munies d'anneaux de contraction 3 soudés dans des logements de forme semi-cir- culaire de la pièce de raccordement supérieure 8. Les extrémités inférieures des tiges 2 sont argentées et sont soudées dans des logements circulaires plans de la pièce de raccordement infé- rieure 1. Il y a avantage à former les anneaux de contraction 3 par des enroulements de fil qui sont enroulés en couche simple sur les tiges isolantes et qui sont rassemblés par soudure de la manière décrite dans le brevet n 428.453.
De ce fait on obtient à la solidification de la soudure un montage très simple par contraction et la tige isolante est empêchée de craquer ou de rester détachée par suite d'inexactitudes dans les dimensions des pièces à monter l'une sur l'autre par contraction, comme cela risque grandement d'arriver lorsqu'on utilise un anneau de con- traction massif. L'utilisation d'enroulements de fil fixés par soudure conformément audit brevet permet à l'hélice de fil de s'adapter avant la soudure au diamètre de la tige isolante, de sorte que la solidification de la soudure d'étain a pour résul tat permanent un montage solide par contraction sans qu'il soit nécessaire de donner aux tiges isolantes au préalable une mesure précise, par exemple par une taille appropriée.
Le cas échéant, l'hélice de fil peut être appliquée sur. une couche d'argent conformément au brevet n. 445. 578. Le bobi- page 4 de la bobine est supporté sur le cadre prismatique pen- tagonal en tiges isolantes et en pièces de raccordement par l'intermédiaire d'attaches 5 qui comportent un évidement de forme semi-circulaire dans lequel les tiges isolantes 2 argentées en ce point sont serrées par des indentations 10, puis sont immo- bilisées par soudure.
Les attaches 5 sont disposées d'une manière telle que sur chaque tige isolante il y ait alternativement une spire immobilisée au moyen d'une attache et une spire non immo- bilisée, la spire ne touchant pas la tige isolante 2 dans ce dernier @
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cas du fait que la grosseur ou la raideur respectivement du fil de bobinage est choisie de manière que les spires de bobinage n'aient pas besoin d'être supportées à chaque sommet du penta- gone pour conserver leur forme en permanence. Ainsi, par exemple, la spire supérieure de la bobine est fixée à une tige isolante cor- respondante en des points 5 et en est séparée par un intervalle d'air en des points 6.
Cependant, pour la spire suivante les points 5 se trouvent sur les tiges voisines avec lesquelles la première spire n'est pas en contact, tandis que pour la troi- sième spire les points d'attache se trouvent sur les mêmes tiges que pour la première spire. Par suite, il n'y a de fixation que pour une spire sur deux sur chaque tige, de sorte qu'en compa- raison du mode courant de fixation de toutes les spires sur chaque tige le trajet de grimpement entre deux points d'attache succes- sifs est augmenté d'un montant égal au pas d'hélice de la bobine, ce qui correspond donc à plus du double du trajet de grimpement.
Si l'on suppose que le trajet de grimpement de l'agencement connu est égal à l'écartement qui existe entre lesspires de bobine successives et si l'on choisit cet écartement de manière qu'il soit égal à la grosseur du fil, ce qui est une valeur couramment utilisée en pratique, cela correspond à une augmentation du trajet de grimpement égale du double de la grosseur du fil, c'est-à-dire jusqu'au triple. Les extrémités du bobinage 4 sont reliées à des bornes de raccordement 7 qui comportent des évide- ments de forme semi-circulaire au moyen desquels ces bornes sont fixées à la tige isolante, de la manière décrite ci-dessus, par l'intermédiaire d'une couche d'argent appliquée sur elle au feu, l'extrémité de l'enroulement 4 étant passée dans un trou 9 de la borne de raccordement 7 et y étant fixée par soudure.
En outre, la face arrière des bornes de raccordement comporte, des deux côtés de la tige isolante et parallèlement à cette dernière, des indentations 10 par lesquelles la tige est serrée fermement,
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de sorte que la fixation de la borne de raccordement est assurée tant par serrage que par soudure.
La fig. 2 est une vue en coupe partielle d'un gabarit de soudure dans lequel sont disposés les éléments d'une bobine du genre de la fig. l. Les différentes spires de la bobine 4 sont maintenues en place au moyen de pièces en forme de peigne 11 qui sont disposées au milieu de chaque surface latérale de la bobine comme c'est représenté en coupe sur la figure. Cependant, aux sommets de la bobine les tiges isolantes 2 sont disposées de manière à occuper leur place définitive, après avoir été déjà préa- lablement munies d'hélices de contraction 3 et d'attaches 5. Sur la face interne des tiges isolantes se trouvent des pièces d'écartement 12 par lesquelles les tiges isolantes 2 sont empê- chées de se déplacer vers l'intérieur, tandis qu'elles sont em- pêchées par les peignes 11 de se déplacer dans le sens de l'axe.
A la partie supérieure est disposée entre les hélices de contraction 3 la pièce de raccordement supérieure 8 qui est maintenue en place au moyen d'une pièce d'écartement de forme cylindrique creuse 13 qui comporte une bride 14 sur laquelle vient se placer une pla- quette de fermeture 15 qui est serrée sur le boulon de traction 17 par l'écrou 16. A la partie inférieure de la bobine se trouve la pièce de raccordement 1 qui comporte des évidements peu pro- fonds 18 destinés à loger les extrémités inférieures argentées ou étamées des tiges 2 et qui est appuyée contre les tiges isolantes 2 au moyen de la plaque 19. La pièce d'écartement 13 de forme cy- lindrique creuse est maintenue dans une position correcte au moyen d'un profil convenable des plaques 15 et 19.
Avant de pla- cer les tiges isolantes munies des attaches 5 contre les spires de bobine, on introduit entre elles l'étain de soudure et le fon- dant requis sous la forme d'une feuille d'épaisseur très faible, badigeonnés de graisse de soudure. L'élasticité de la bobine suffit à appuyer fermement les pièces à relier l'une contre l'autre dans un bain d'huile, lorsque la température de fusion
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de la soudure a été atteinte, de sorte que tout l'étain de soudure superflu soit chassé et tombe dans le bain d'huile, de l'étain de soudure ne demeurant qu'entre les surfaces à relier.
La présence du bain d'huile évite l'adhérence de l'étain de sou- dure en dehors des points de soudure proprement dits. D'une maniè- re correspondante, la soudure requise est également appliqués aux points d'assemblage des'hélices de contraction et des pièces de raccordement. Les bornes de raccordement 7 qui ont déjà été placées à l'avance sur la tige isolante y sont fixées par serrage et soudure et les extrémités 19 de la bobine sont immobilisées dans des trous 9 au cours de l'opération de soudage décrite ci- dessus.
Après que les éléments de la bobine ont été réunis par soudure dans un bain d'huile la bobine est retirée du gabarit, est dégraissée au moyen de solvants organiques et les parties métalliques de la bobine sont munies, d'une manière usuelle, par exemple dans un bain galvanique, d'une couche de revêtement d'argent qui réduit la résistance à haute fréquence de la bobine, qui protège sa surface et embellit son aspect.
Les figures 3 à 11 montrent schématiqueinent, en partie, des modes d'exécution de bobine conformes à l'invention et permettent d'embrasser d'un coup d'oeil l'agencement de plusieurs combinaisons réalisables en pratique avec des nombres différents de tiges isolantes et des ordres differents des spires fixes et des spires libres de la bobine aux croisements entre le fil et les tiges.
Dans le cas des figs. 3a et 3b on utilise des tiges 22 qui sont disposées asymétriquement par rapport à l'enroulement 24. Dans cet agencement, on peut supposer de préférence que les deux tiges sont remplacées par une seule tige sur laquelle la bobine est fixée après chaque spire. En l'occurrence la fixation des spires de bobine s'effectue alternativement en 25, mais non pas en 26. La fig. 3b montre schématiquement comment de cette
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manière le "saut" entre deux fixations successives désignées par des flans n'est pas uniforme le long du fil de bobinage, mais comporte alternativement un angle de 3000 et de 420 .
Cette représentation schématique indique en même temps que suivant la direction d'une tige donnée, le "saut de fixation vaut le double du pas de l'enroulement, de sorte que dans le cas d'éga- lité mutuelle du diamètre du fil et de l'intervalle libreentre les spires on obtient un trajet de grimpement qui est le triple du trajet de grimpe ment primitif.
Les figs. 4a et 4b représentent une bobine qui est dis- posée sur trois tiges 2 réparties uniformément. Dans ce cas, on a choisi le long du fil un saut de fixation de deux écarts de tige qui, ainsi que le montre le schéma de la fig.4b, com- porte chaque fois un angle de 2400, le saut le long d'une tige atteignant dans ce cas également le double du pas de la bobine, de sorte qu'on obtient le même gain dans le trajet de grimpement que dans le cas de la fig.3.
Les figs. 5a et b montrent une bobine à quatre tiges et à un saut de trois écarts de tiges. Dans ce cas, il faut compter 3 x 4 = 12 écarts de tiges le long du fil de bobinage avant d'atteindre de nouveau un point d'attache se trouvant sur la même tige. Ceci implique qu'on peut poser comme règle que le nombre de spires entre deux points d'attache successifs sur la même tige est égal àu nombre d'écarts de tiges du saut le long du fil. C'est ainsi que dans le cas de la fig. 5 le saut des fixations tant transversalement au fil que le long de celui- ci, peut être caractérisé, de manière uniforme par le chiffre 3.
Les figs. 6 à 11 représentent de la même manière que les figs. 3 à 5 des schémas de combinaisons à cinq et six tiges isolantes réparties uniformément sur le pourtour. Dans ce cas, chaque tige est indiquée par un rayon à partir d'un centre commun, tandis que l'enroulement est désigné par une hélice et les points d'attache par des points sur cette dernière, les chiffres près des flèches doubles indiquant quels sauts de fixa-
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tion sont obtenus. Les fractions qui sont placées près de ces figures tout comme près des figs. 3 à 4 indiquent le rapport entre le saut et le nombre des tiges, ce qui fournit une ca- ractérisation complète du mode de fixation considéré.
Le numéra- teur détermine le trajet de grimpement le long de la tige, tandis que la valeur de la fraction est une mesure de la lon- gueur de fil qui se trouve libre entre deux points de support.
En général, cette fraction ne sera guère supérieure à 1, parce que dans le cas de bobines normales on ne disposera pas libre- ment plus d'une spire.
Les figs. 9 et 10 montrent comment on est obligé d'ad- mettre des inégalités dans le saut si l'on ne peut pas choisir pour lui un nombre n'ayant pas de commun diviseur avec le nombre des tiges. Le nombre 2 étant un diviseur de 6, un saut de deux écarts de tiges donnerait une bobine dans laquelle trois seulement des six tiges seraient utilisées, c'est-à-dire que la fraction 2/6 serait réduite à 1/3. D'une manière correspondan- te, un saut de trois écarts de tiges ne mènerait qu'à une frac- tion , ce qui se traduirait par le fait que les fixations ne tomberaient que sur deux des six tiges. Dans l'un et l'autre cas le saut (1) deviendrait égal au pas de l'enroulement, de sorte qu'on 'ne réaliserait aucun gain dans le trajet de grimpe- ment.
On est alors obligé d'utiliser alternativement un saut de 2 et 3 et de 3 et 4 respectivement et on obtient alors na- turellement aussi le long de la tige alternativement un saut de 2 et 3 et de 3 et 4 respectivement, condition dans laquelle la valeur la plus basse déterminera la sécurité de décharge par contournement de la bobine. Pour une répartition plus uni- forme des points de fixation le long des tiges il peut y avoir interêt à utiliser les deux valeurs de saut en ordre irrégu- lier, parce que le schéma peut parfois devenir défavorable, ce qui apparaîtra lorsqu'on utilise l'ordre 3 - 4 - 3 - 4 sur la
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fig. 10.
Toutes ces difficultés sont supprimées si l'on choisit pour le saut un nombre n'ayant pas de commun diviseur avec le nombre des tiges, de sorte qu'on obtient dans le cas des figures 4, 8 et 11 une fraction dont le numérateur et le déno- minateur sont indivisibles entre eux. Il est ,alors indifférent que le nombre des tiges soit pair ou impair. On peut donc choisir pour chaque nombre de tiges, en tenant compte des desiderata à satisfaire par la raideur de la bobine, la dis- position optimum des attaches. Il est alors possible d'utili- ser aussi bien des spires circulaires du genre représenté sur les figs. 3 à 11 que des spires s'écartant de la forme circu- laire, par exemple des spires polygonales qui sont supportées. par les tiges aux sommets du polygone.
Celles-ci peuvent être utilisées aussi bien sur la face interne que sur la face exter- ne de l'enroulement.
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Reactance coil with separate turns, substantially by air and mounted so as to be free of loss.
The present invention relates to a reactance coil, for example a tuning coil for broadcast transmitters, the turns of which are mounted on loss-free insulating material, for example ceramic material, having the shape of cylindrical rods. solid which are arranged parallel to the cylindrical or conical surface of the coil.
Coils of this kind are frequently used, especially as part of the tuning circuitry of electric wave generators, either transmitters or high frequency generators used in applications other than transmission, and turns of relatively stiff wire are then wound in polygons on the insulating rods, the rods constituting approximately
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the vertices of these polygons. In this case, it is necessary to ensure that the coil has the exact shape, for example by housing the separate turns in annular or helical grooves around the perimeter of the insulating rods and / or by binding them therein so as to prevent turns to move relative to each other.
If the reactance coils are used in this application the high frequency voltage which may exist between the successive turns is relatively high because the entire voltage which is sent into the tuning circuit can reach the order of magnitude of 10. 000 volts or more, while the number of turns is very small, especially in the case of coils intended for short wavelengths. As, in most cases, the gap that exists between the different turns is not very large this high tension of turns will tend to cancel out in the form of a spark sliding from turn to turn along the surface. insulating rod. We are therefore obliged to lengthen the climbing path along the insulating rod and between the successive turns by providing ribs or deep grooves.
This leads to a complicated shape of the rods and thus increases their fragility and their price.
The object of the invention is to achieve an arrangement free from the aforementioned drawbacks while at the same time increasing the climbing path between the successive attachment points of the turns without having to modify the shape and dimensions of the coil.
According to the invention, for this purpose, the tuning coil is made such that the stiff winding turns are supported on each insulating rod by connecting pieces which keep the winding wire away from the coil. rod and which are mounted only at a part of the crossings between the 'different turns and the rod, the whole being arranged so that the successive turns arranged on the same rod
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be immobilized by clips each time at one of the crossings, but not at one or more of the other crossings, the turns not touching the insulating rod in the latter case, so that the climbing path between the successive clips on each rod is more than double the spacing of the turns.
A favorable distribution of the attachment points on the rods can be achieved by choosing along the winding wire, between two successive attachment points, a number of rod gaps such that it is at least two and n have no common divisor with the number of spool rods.
In principle, subdividing an isolation path into a very large number of short paths may result in a greater total breakthrough voltage than dividing into a smaller number of longer length paths. However, in the case of very short isolation paths the risk of disturbance by deposition of impurities increases noticeably, the bypass discharge voltage along a certain climb path already being significantly lower than that along a certain rise path. an air path of the same size.
In this way, the lengthening of the climbing path obtained according to the invention compared to the air distance between the successive energized parts of the coil entails considerably less risk of an electric shock by bypass than. this is not the case for the known arrangements.
There may be advantages in using metal clips between the turns of the coil and the insulating rods, the profile of which matches on one side that of the insulating rods and on the other side that of the turns and which are preferably fixed by welding, both to the insulating rod and to the coil.
In order to obtain a long climbing path it is preferable to ensure that the contact surface between the attachments. the aforementioned and the insulating rods do not protrude outside
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of the projection of the turn considered on the corresponding rod.
In this case, flattened metal fasteners are preferably used lying in transverse planes with respect to the rod and the latter is fixed in a recess of the fastener, while the coil is fixed by welding to the rod. 'narrow section of the latter. A fastener of very simple shape and having a particularly low volume of metal is thus obtained.
For the fixing of the fasteners to the rods it is advantageous to use a thin layer of metal, for example silver which, by one of the known methods, is applied to the fire on the rod and which, if necessary by means of a thin layer of specially applied metal, serves as a base for the solder joint.
A particularly strong clamping of the metal fasteners on the rods is ensured if the latter are given a shape at least approximately cylindrical and if the fasteners are tightened on the insulating rod by notching and pressing the metal of the fasteners nearby. of the rod. Where appropriate, a solder joint of the type described above can be combined with it.
A particularly favorable embodiment of a coil according to the invention comprises an assembly of rods arranged parallel to one another, for example along a polygon, so as to constitute the skeleton of the coil and connected to each other outside the coil itself and on either side of it by means of metal connecting pieces in plate or blade which are located in planes arranged transversely to the axis of the coil and which are fixed to the rods , preferably by welding.
This fixing can be effected by means of metal rings which, on the one hand, are fixed to the insulating rods by contraction under tension and / or by welding and which, on the other hand, are welded to the connection plate or blade.
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The skeleton of the coil is therefore constituted by a frame comprising an upper plate and a base plate between which the insulating rods which carry the coil are arranged like columns, so that a particularly rigid element is obtained while not using only insulating material in a very simple and even solid cylindrical shape. To manufacture different types of reels, it is sufficient to have in store rods of several standardized diameters, of which, depending on the case, sections of the desired length can be cut. This results on the one hand in a significant saving compared to the insulating parts usually employed in high frequency ceramic material which are very expensive and complicated and on the other hand the possibility of manufacturing many types of coils by means of a few diameters of rods.
It is advantageous to apply the embodiment of the invention according to which the metal fasteners are fixed to the insulating rods by welding and / or by clamping, also to the fastening of connection terminals for the ends or possible branches of the coil has one or more of the insulating rods on which the coil is mounted. This eliminates the need to use, in addition to these rods, special insulating parts for the connection terminals.
For the manufacture of reactance coils according to the invention it is advantageous to implement a method according to which the insulating rods which have been previously joined together with the required number of connecting pieces in a single block are, together with the coil previously brought to the exact shape, gathered in a jig after the solder material and the required flux have been introduced between the metal parts to be joined, the assembly of the jig and the coil then being immersed in a bath, preferably an oil bath, the temperature of which is above the melting point of the solder material.
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The advantage of this process is that the dimensions of the spool can easily be reproduced with precision in many instances, and all the difficulties which may arise with the normal welding process if it is used. rait to immobilize turns of the coil on the rods are removed and the parasitic solder material which is outside the surfaces to be joined passes into the bath at a temperature above its melting point and is thereby prevented from settling between the turns to the detriment of the insulation of the coil.
It is also advantageous to provide the coil, at the end of the treatment described above, by one of the current methods, with a thin layer of metal, for example silver or gold, so that both the turns of the coil as other metal construction parts of the coil are coated with a continuous layer of metal. Apart from the known improvement in the high-frequency conductivity of the coil, the metal parts are thus assured a particularly favorable appearance and good protection against atmospheric influences.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the drawing and from the text forming, of course, part of the invention.
Fig. 1 shows a coil according to the invention.
Fig. 2 shows a template in which the elements of a coil have been placed for the purpose of carrying out the method forming the subject of the invention.
FIGS. 3 to 11 schematically show, in part, a certain number of possible combinations according to the invention for the number of insulating rods and the points of attachment of the turns of the coil.
In fig. l, flat pentagonal connecting pieces 1 and 8, for example in brass strip, are joined to the
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by means of cylindrical rods 2 in calite which are silvery at the lower ends and which, at the top, are provided with contraction rings 3 welded into semi-circular shaped housings of the upper connecting piece 8. The lower ends of the rods 2 are silver-plated and are welded in flat circular housings of the lower connecting piece 1. It is advantageous to form the contraction rings 3 by wire windings which are wound in a single layer on the insulating rods and which are welded together as described in Patent No. 428,453.
As a result, upon solidification of the weld, a very simple assembly is obtained by contraction and the insulating rod is prevented from cracking or remaining detached as a result of inaccuracies in the dimensions of the parts to be mounted one on top of the other by contraction. , as is very likely to happen when using a solid tension ring. The use of wire windings fixed by solder in accordance with said patent allows the wire helix to adapt before soldering to the diameter of the insulating rod, so that the solidification of the tin solder results in permanent mounting by contraction without the need to first give the insulating rods an accurate measurement, for example by an appropriate size.
If necessary, the wire helix can be applied on. a layer of silver in accordance with patent n. 445. 578. The coil winding 4 is supported on the cantonal prismatic frame made of insulating rods and connecting pieces by means of fasteners 5 which have a semi-circular recess in which the rods insulators 2 silver at this point are clamped by indentations 10, then are immobilized by soldering.
The fasteners 5 are arranged in such a way that on each insulating rod there is alternately a coil immobilized by means of a fastener and a non-immobilized coil, the coil not touching the insulating rod 2 in the latter @
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case of the fact that the thickness or the stiffness respectively of the winding wire is chosen so that the winding turns do not need to be supported at each apex of the pentagon to keep their shape permanently. Thus, for example, the upper turn of the coil is fixed to a corresponding insulating rod at points 5 and is separated therefrom by an air gap at points 6.
However, for the following turn the points 5 are on the neighboring rods with which the first coil is not in contact, while for the third coil the attachment points are on the same rods as for the first. spire. As a result, there is only attachment for every second turn on each rod, so that, compared with the current method of attaching all the turns on each rod, the climbing path between two attachment points successive steps is increased by an amount equal to the helical pitch of the coil, which therefore corresponds to more than double the climb path.
If it is assumed that the climbing path of the known arrangement is equal to the distance which exists between successive coil breaths and if this distance is chosen so that it is equal to the size of the wire, this which is a value commonly used in practice, this corresponds to an increase in the climbing path equal to twice the size of the wire, that is to say up to three times. The ends of the coil 4 are connected to connection terminals 7 which have semi-circular recesses by means of which these terminals are fixed to the insulating rod, as described above, by means of a layer of silver applied to it in the fire, the end of the winding 4 having passed through a hole 9 of the connection terminal 7 and being fixed there by soldering.
In addition, the rear face of the connection terminals has, on both sides of the insulating rod and parallel to the latter, indentations 10 by which the rod is firmly clamped,
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so that the fixing of the connection terminal is ensured by both clamping and welding.
Fig. 2 is a partial sectional view of a welding jig in which the elements of a coil of the type of FIG. l. The different turns of the coil 4 are held in place by means of comb-shaped pieces 11 which are arranged in the middle of each side surface of the coil as shown in section in the figure. However, at the tops of the coil the insulating rods 2 are arranged so as to occupy their final position, after having already been provided with contraction helices 3 and fasteners 5. On the internal face of the insulating rods are located. spacers 12 by which the insulating rods 2 are prevented from moving inwardly, while they are prevented by the combs 11 from moving in the direction of the axis.
At the upper part is arranged between the contraction helices 3 the upper connecting piece 8 which is held in place by means of a spacer of hollow cylindrical shape 13 which comprises a flange 14 on which is placed a plate. closing lever 15 which is clamped on the tension bolt 17 by the nut 16. At the lower part of the spool is the connection piece 1 which has shallow recesses 18 intended to accommodate the lower silver ends or of the rods 2 and which is pressed against the insulating rods 2 by means of the plate 19. The spacer 13 of hollow cylindrical shape is held in a correct position by means of a suitable profile of the plates 15 and 19 .
Before placing the insulating rods provided with the clips 5 against the coil turns, the soldering tin and the required flux are introduced between them in the form of a sheet of very low thickness, brushed with grease. welding. The elasticity of the coil is enough to firmly press the parts to be connected against each other in an oil bath, when the melting temperature
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some solder has been reached, so that all excess solder tin is driven out and falls into the oil bath, with solder tin remaining only between the surfaces to be joined.
The presence of the oil bath prevents the adhesion of the solder tin outside the actual soldering points. Correspondingly, the required solder is also applied at the assembly points of the contraction propellers and the connecting pieces. The connection terminals 7 which have already been placed in advance on the insulating rod are fixed there by clamping and welding and the ends 19 of the coil are immobilized in holes 9 during the welding operation described above. .
After the coil elements have been welded together in an oil bath the coil is removed from the jig, is degreased by means of organic solvents and the metal parts of the coil are provided, in a customary manner, for example in a galvanic bath, with a silver coating layer which reduces the high frequency resistance of the coil, which protects its surface and beautifies its appearance.
FIGS. 3 to 11 schematically show, in part, embodiments of the coil according to the invention and make it possible to understand at a glance the arrangement of several combinations achievable in practice with different numbers of rods insulation and different orders of the fixed turns and free turns of the coil at the crossings between the wire and the rods.
In the case of figs. 3a and 3b are used rods 22 which are arranged asymmetrically with respect to the winding 24. In this arrangement, it can preferably be assumed that the two rods are replaced by a single rod on which the coil is fixed after each turn. In this case, the coil turns are fixed alternately at 25, but not at 26. FIG. 3b shows schematically how of this
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Thus the "jump" between two successive fasteners designated by blanks is not uniform along the winding wire, but alternately comprises an angle of 3000 and 420.
This schematic representation indicates at the same time that according to the direction of a given rod, the "fixing jump is equal to the double of the pitch of the winding, so that in the case of mutual equality of the diameter of the wire and of the free interval between the turns gives a climbing path which is three times the original climbing path.
Figs. 4a and 4b represent a coil which is arranged on three rods 2 distributed uniformly. In this case, we have chosen along the wire a fixing jump of two rod gaps which, as shown in the diagram in fig. 4b, each time has an angle of 2400, the jump along a rod reaching in this case also double the pitch of the coil, so that the same gain is obtained in the climbing path as in the case of fig. 3.
Figs. 5a and b show a coil with four rods and a jump of three rod gaps. In this case, it is necessary to count 3 x 4 = 12 rod gaps along the winding wire before reaching again an attachment point on the same rod. This implies that we can set as a rule that the number of turns between two successive attachment points on the same rod is equal to the number of gaps between the jump rods along the wire. Thus, in the case of FIG. 5 the jump of the bindings both transversely to the wire and along the latter, can be uniformly characterized by the number 3.
Figs. 6 to 11 represent in the same way as figs. 3 to 5 diagrams of combinations with five and six insulating rods distributed evenly around the perimeter. In this case, each rod is indicated by a radius from a common center, while the coil is designated by a helix and the attachment points by points on it, the numbers near the double arrows indicating which fixa- jumps
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tion are obtained. The fractions which are placed near these figures as well as near figs. 3 to 4 indicate the relationship between the jump and the number of rods, which provides a complete characterization of the mode of fixation considered.
The numerator determines the climb path along the rod, while the fraction value is a measure of the length of wire that is free between two support points.
In general, this fraction will not be much greater than 1, because in the case of normal coils no more than one turn will be available.
Figs. 9 and 10 show how one is obliged to admit inequalities in the jump if one cannot choose for it a number having no common divisor with the number of rods. Since the number 2 is a divisor of 6, a jump of two rod gaps would result in a spool in which only three of the six rods would be used, i.e. the fraction 2/6 would be reduced to 1/3. Correspondingly, a jump of three rod spacing would only lead to a fraction, which would result in the fasteners falling on only two of the six rods. In either case the jump (1) would become equal to the pitch of the winding, so that no gain would be made in the climb path.
We are then obliged to use alternately a jump of 2 and 3 and of 3 and 4 respectively and we then naturally also obtain along the rod alternately a jump of 2 and 3 and of 3 and 4 respectively, condition in which the lower value will determine the discharge safety by bypassing the coil. For a more uniform distribution of the fixing points along the rods it may be advantageous to use the two jump values in irregular order, because the pattern can sometimes become unfavorable, which will appear when using the 'order 3 - 4 - 3 - 4 on the
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fig. 10.
All these difficulties are eliminated if one chooses for the jump a number having no common divisor with the number of rods, so that in the case of figures 4, 8 and 11 we obtain a fraction whose numerator and the denominator are indivisible among themselves. It is then immaterial whether the number of rods is even or odd. It is therefore possible to choose for each number of rods, taking into account the requirements to be satisfied by the stiffness of the coil, the optimum arrangement of the fasteners. It is then possible to use both circular turns of the type shown in FIGS. 3 to 11 as turns deviating from the circular shape, for example polygonal turns which are supported. by the rods at the vertices of the polygon.
These can be used both on the inside and on the outside of the winding.