<Desc/Clms Page number 1>
BOBINES MAGNETIQUES ENROULEES DE PRECISION.
L'invention est relative à des bobines magnétiques enroulées de précision et au procédé de leur fabrication,
Un but de l'invention est de construire une bobine comprenant dans un espace donné plus de cuivre que ce qui a été possible de mettre jus- qu'à présent, et d'obtenir ainsi une efficacité accrue de la bobineo
Un autre but de l'invention est de construire une bobine qui puis- se être enroulée de fil beaucoup plus mince, à plus grande vitesse et avec un mécanisme moindre que ce qui est possible avec les bobines ordinaires.
Un autre but de 19invention est de construire une bobine enroulée en couches de multiples de demi-tours, de manière à obtenir des limites de construction plus flexibleso
Un autre but de l'invention est de construire une bobine dans laquelle les deux faces de la bobine sont symétriques et où les inversions de couches en inflexion sont lisses et moins proéminentes que dans la bobine ordinaire.
Un autre but de l'invention est de créer un procédé efficace sim- ple d'enroulement d'Une bobine de ce genreo
Un autre but de l'invention est de créer un procédé au moyen du- quel on peut enrouler une bobine de ce genre à grande vitesse et avec une précision extrême.
Un autre but de l'invention est de construire un mécanisme sim- ple et relativement peu coûteux à l'aide duquel on peut enrouler une bobine de ce genre conformément au procédé cité.
D'autres buts de l'invention appraîtront au cours de sa descrip- tion détaillée,
Sur les dessins en annexe,la figure 1 représente une élévation de profil d'une bobine correspondant à l'invention, à échelle agrandie;
<Desc/Clms Page number 2>
la figure 2 est une vue de profil de la bobine; la figure 3 est une coupe prise suivant la ligne 3-3 de la figu- re 1; la figure 4 est une vue en perspective d'une bobine enroulée et serrée ; la figure 5 est une vue en élévation de profil d'une forme sur laquelle la bobine doit être enroulée ; la figure.6 est une vue en coupe longitudinale d'une forme de ce genre prise suivant la ligne 6-6 de la figure 5; la figure 7 est une élévation de profil, en partie en coupe sui- vant la ligne 7-7 de la figure 5, qui représente la forme démontée pour per- mettre l'enlèvement de la bobine enroulée;
la figure 8 est une vue en élévation de l'élément terminal de droite de la forme de la figure 7, en regardant dans le sens des flèches; la figure 9 est une coupe prise suivant la ligne 9-9 de la fi- gure 6 ; la figure 10 est une représentation des quatre segments de la forme, placés dans leurs positions axiales relatives; la figure 11 est une coupe longitudinale, en partie rompue, à travers un de ces segments; la figure 12 est une coupe longitudinale, en partie rompue, à travers un autre de ces segments; la figure 13 est une vue en plan représentant l'alimentation du fil à partir d'un dispositif de traction vers la forme; la figure 14 est une vue d'un arrangement modifié des segments; la figure 14a est une élévation de profil d'une bobine enroulée sur les segments arrangés suivant la figure 14;
et la figure 15 est une vue de segments modifiés.
Dans la construction représentée sur les figures 1 à 13, l'inven- tion est réalisée sous'forme d'une bobine d'aimant enroulée en couches dans laquelle chaque tour complet de fil dans chaque couche comprend deux demi- tours 20, où chaque demi-tour successif est décalé dans la direction de l'a- xe de la bobine ou désaxé du demi-tour immédiatement précédent, comme on le montre en 21.
Chaque décalage dans chaque couche s'effectue dans la même di- rection axiale et les décalages dans chaque couche successive:s'effectuent dans le sens opposé au sens des décalages de la couche immédiatement précé- denteo Chaque demi-tour de fil dans chaque couche possède sa majeure partie dans un plan perpendiculaire à l'axe de la bobine, et des plans voisins sont espacés l'un dé l'autre d'une distance à peu près égale, et d'ordinaixe dépassant légèrement, la moitié du diamètre du fil. Chaque demi-tour possède également une partie terminale oblique relativement courte, ou décalage, qui la relie au demi-tour immédiatement suivant et décalé axialement, ce déca- lage ayant de préférence la forme d'une courbe en S.
Chaque couche possède le même nombre de tours et chaque demi-tour de chaque couche successive se trouve dans un plan compris entre, et substantiellement également distant des plans des deux demi-tours voisins de la couche immédiatement'précédente, de manière que les demi-tours de chaque couche successive ou extérieure se trouvent dans les rainures formées entre les surfaces extérieures des demi- tours de la couche immédiatement précédente ou intérieure. Ainsi, l'espace- ment axial des demi-tours dans une couche par rapport aux demi-tours dans une couche voisine,est environ égale à la moitié du diamètre du fil, ce qui a pour résultat d'obtenir des surfaces latérales de la bobine relativement lisses et symétriques.
Les décalages de demi-tours du fil produisent deux inflexions, ou recouvrements, 22, de chaque côté de la bobine, et, à cause de l'espacement des couches, ces inflexions sont relativement lisses et ca- chées.
<Desc/Clms Page number 3>
On enroule la bobine en raccordant la portion terminale d'une longueur de fil 23 à une forme appropriée, et en faisant tourner la forme peur enrouler le fil sur elle (figure 10)La forme porte de préférence à l'intérieur des moyens de guidage du fil en tours étroitement serrés, et pour inverser le sens du mouvement du fil à la fin de chaque couche, de ma- nière qu'aucun moyen guide-fil extérieur ne soit nécessaire, et qu'il soit seulement nécessaire de créer une résistance de frottement au mouvement lon- gitudinal du fil, suffisante pour qu'il s'enroule étroitement sur la forme.
Lorsqu'on enroule le fil sur la forme et que le premier demi-tour est à peu près complet, le fil est décalé suivant l'axe de la forme de manière à pla- cer le demi-tour suivant dans un plan espacé du plan du premier demi-tour d'une distance approximativement égale à la moitié du diamètre du fil, comme on le voit en 21a, et lorsque le second demi-tour est à peu près complet, le fil vient toucher le premier demi-tour en un point voisin du point auquel le fil est raccordé à la forme, et il est ainsi déplacé suivant l'axe pour former le second demi-tour avec décalage axial, en 21b, et pour placer le troisième demi-tour dans un plan distant axialement 'du plan du second demi- tour de la même distance dont le second demi-tour est distancé du premier demi-tour.
Chaque demi-tour de fil successif lui fait toucher le tour com- plet immédiatement précédent, et les décalages de chaque tour complet précé- dent communiquent des décalages correspondants à chaque tour complet succes- sif jusqu'à ce que la couche soit complète. Lorsque chaque couche est com- plète, le fil se superpose à la couche précédente, et le sens de mouvement du fil suivant la longueur de la bobine est inversé, et la couche qui suit est enroulée en portions de demi-tours tels que déterminés par les décala- ges de demi-tours de la couche immédiatement précédente.
Bien qu'on représente et décrive la bobine comme comprenant une couche unique de fil enroulé en portions d'un demi-tour, il est évident qu'on peut enrouler la bobine suivant d'autres fractions.d'un tour complet et qu'on peut l'enrouler au moyen d'un certain nombre de longueurs ou torons de fils.
La forme sur laquelle on enroule la bobine peut être d'un carac- tère approprié quelconque, mais on préfère la forme représentée sur les des- sins, qui donne des résultats hautement satisfaisants en marcheo Comme on le voit sur les figures 5 à 12, la forme comprend une structure cylindrique munie de rainures et démontable, portant des parois latérales à ses extré- mités. Les parois latérales peuvent se séparer pour permettre l'enlèvement de la bobine enroulée lorsque la structure munie de rainures est démontée.
Les parois 25 et 26 sont espacées axialement l'une de l'autre à une distan- ce égale à la longueur axiale'de la bobine à enrouler. La paroi latérale 25 porte une partie formant moyeu 27, montée et fixée de fagon rigide à un ar- bre de commande 28. La paroi latérale 26 est fixée de façon rigide à un ar- bre 29 placé dans l'alignement axial de l'arbre 28, la paroi latérale. 26 et l'arbre 29 étant mobiles axialement par rapport à la paroi latérale 25.
Lors- que les parois latérales sont dans les positions correspondant à l'enroule- ment de la bobine, elles sont raccordées de façon rigide l'une à l'autre pour tourner à l'unissono La structure cylindrique disposée entre les parois laté- rales comprend un certain nombre de segments qui sont normalement supportés dans des positions où leurs surfaces extérieures sont concentriques à l'axe de la forme,mais peuvent se déplacer radialement pour le démontage de la for- me et la libération de la bobine enroulée. Dans l'arrangement actuel, il exis- te quatre segments arrangés par paires, les segments 30 constituant une paire et les segments 31 constituant une seconde paire.
Chaque segment est muni d'une série longitudinale de rainures transversales, de manière que les seg- ments de chaque paire constituent effectivement une rainure unique de lon- gueur circonférentielle légèrement inférieure à la moitié de la circonféren- ce complète de la structure cylindrique. Les segments sont raccordés à la paroi latérale 35', mais sont mobiles par rapport à elle dans un but qui ap- paraîtra dans la suite. Comme on le représente, la paroi 25 est munie d'une cavité axiale 32 et les extrémités voisines.. des segments, comme on le voit en 33, ont une épaisseur réduite et pénètrent dans des encoches.
La par.oi 25 est munie, en alignement radial de la partie terminale de chaque segment, d'un-alésage 35 dans lequel est monté de manière à pouvoir glisser un piston
<Desc/Clms Page number 4>
36, qui porte à son extrémité intérieure un chapeau 37 qui pénètre dans une cavité à la partie terminale du segment correspondant. Le piston est poussé au contact du segment correspondant par un ressort 38 enroulé autour du pis- ton entre son chapeau 37 et un goujon creux 39 vissé dans l'extrémité exté- rieure de l'alésage 35 et dans lequel le piston est supporté de manière à pouvoir glisser. Les surfaces intérieures des différents segments convergent vers le moyeu 27 de la paroi latérale 25 de manière à former une ouverture conique pour recevoir un élément d'expansion et de support.
Gomme on le voit ici, l'élément de support a la nature d'un élément conique 40 qui dépasse de la paroi latérale 26 et qui est arrangé de manière que lorsque les parois latérales sont dans la position permettant l'enroulement de la bobine, l'é- lément conique 40 se place dans l'espace compris entre les segments et écar- te les segments vers leurs positions d'enroulement de bobines, dans lesquel- les chaque segment individuel est espacé, d'une légère distance des segments voisins, suivant la circonférence, comme on le montre le mieux sur la figure 9.
Dans l'arrangement représenté, l'extrémité intérieure de l'élément conique 40 est munie d'encoches 40a pouvant recevoir des goujons 40b montés de fagon rigide sur la partie de la paroi latérale 25 formant moyeu, et raccorde ain- si de fagon rigide les deux parois latérales pour les faire tourner à l'unis- son.
Les rainures dans les deux paires de segments sont placées dans des plans perpendiculaires à l'axe de la forme et sont espacées dans la di- rection de l'axe de la forme de manière que les plans des rainures d'une pai- re de segments soient compris entre les plans des rainures de l'autre paire de segments, chaque plan étant distancé des deux plans voisins d'une distan- ce environ égale, et d'habitude dépassant légèrement la moitié du diamètre du fil à enroulero Dans l'arrangement particulier représenté, la paroi laté- rale 26 est munie d'une fente oblique 41 pour recevoir le bout du fil 23 qui doit être enroulé et pour le rattacher à la forme pour tourner avec elle.
La rainure 42 à l'extrémité des segments 30 voisine de la paroi latérale 26 se trouve dans un plan distant de la paroi latérale 26 d'une distance envi- ron égale à la moitié du diamètre du fil et l'extrémité réceptrice de la rai- nure est placée par rapport à la fente 41 de manière que le fil soit enroulé dans cette rainure. La rainure 43 à l'extrémité des segments 31 voisine de la paroi latérale 26 est placée dans un plan distant de la paroi latérale 26 d'une distance environ égale au diamètre entier du fil à enrouler, et la pa- roi inclinée extérieure de la rainure s'étend jusqu'à la surface intérieure de la paroi latérale 26.
Ainsi, lorsque la forme tourne et que le premier demi-tour de fil est presque complet, le fil vient au contact de la surface inclinée extérieure prolongée de la rainure 43 et est guidé dans cette rai- nure de manière que le second demi-tour se place dans un plan distant axia- lement du plan du permier demi-tour d'une distance environ égale à la moitié du diamètre du fil.
Lorsque le second demi-tour est à peu près terminé, le fil vient au contact du premier demi-tour en un endroit voisin, du raccord 41 de ce dernier à la paroi latérale et est ainsi décalé axialement dans la rainure suivante des segments voisins 30, et quand la rotation de la forme continue, le fil s'enroule au contact des demi-tours précédents et les déca- lages de ces demi-tours communiquent au fil des décalages de demi-tours cor- respondants jusqu'à ce que la couche soit complète. Les rainures représentées ici ont une section transversale en forme de V et le plan de chaque rainure passe par le sommet de la rainure mais il est bien entendu que les rainures peuvent avoir une forme de section transversale appropriée quelconque.
Le plan de la rainure 44 à l'extrémité des segments 30 voisine de la paroi laté- rale 25 est distant de cette paroi latérale d'une distance égale au diamètre entier du fil, et le plan de la rainure correspondante 45 des segments 31 est distante de la paroi latérale 25 d'une distance environ égale à la moitié du diamètre du fil. De cette manière, le premier demi-tour du dernier tour com- plet de la première couche est distant de la paroi latérale 25 et le second demi-tour du dernier tour complet vient au contact de cette paroi latérale, et lorsque ce second demi-tour est complet le fil se place au-dessus du pre- mier demi-tour du dernier tour complet et est supporté entre ce demi-tour et la paroi latérale.
Quand le premier demi-tour de la couche suivante est pres- que terminé, le fil vient au contact du décalage du dernier tour complet et
<Desc/Clms Page number 5>
se déplace axialement sur la forme pour communiquer un décalage axial au premier demi-tour de la couche suivante., Le fil tombe ensuite dans la rai- nure comprise entre des tours voisins de la couche précédente, et chaque dé- calage de la couche précédente communique un décalage correspondant aux tours de la couche suivante dans un sens opposé au sens des décalages de la couche précédente
La bobine entièrement enroulée est serrée comme on le montre sur la figure 4, pour empêcher le déplacement relatif des enroulements.lorsqu'on enlève la bobine de la forme.
Dans ce but, les deux parois latérales de la forme sont munies respectivement de fentes radiales 47 et 48 à travers les- quelles on peut faire passer une corde avant l'opération d'enroulement, qu'on serre ensuite autour de la bobine lorsque cette dernière est entière- ment enrouléeo Lorsque la bobine est complètement enroulée et serrée, on écarte les parois latérales 26 et l'élément conique 40, en libérant ainsi les segments et leur permettant d'être déplacés vers l'intérieur par les pis- tons poussés par les ressorts pour contracter la structure cylindrique et libérer ainsi la bobine enroulée.
Comme expliqué, les segments sont.espacés les uns des autres dans leurs positions d'enroulement, et lorsque l'élément conique est enlevé, les segments sont poussés vers l'intérieur par le piston, et pendant qu'ils se déplacenet vers l'intérieur, ils sont maintenus en forme d'anneau par l'élément conique jusqu'à ce que les bords de segments voisins viennent en contact lun avec l'autre et se supportent ainsi d'eux-mêmes dans une position permettant à Isolément conique dy être à nouveau introduite Lorsqu'on a ainsi séparé les parois latérales, on sépare la bobine des seg- ments, on réintroduit l'élément conique dans les segments et la forme est' prête à l'enroulement d'une autre bobine.
Comme il a été dit, la constructjon de la forme est telle qu'aucun guidage extérieur du conducteur n'est néces- saire, et le fil à enrouler est tiré de la bobine d'alimentation, tourné deux ou trois fois autour d'un élément de frottement 46, à peu de distance de la forme, et le bout du fil est alors rattaché à la forme pour tourner avec el- le, la résistance offerte par l'élément de frottement étant telle qu'elle maintient le fil tendu et l'enroule de fagon serrée sur la formée
Il est parfois désirable que chaque couche d'une bobine compren- ne un nombre déterminé de tours complets et un demi-tour supplémentaireDans ce but, le sens de mouvement du fil dans le sens longitudinal de la bobine est inversé au bout du demi-tour qui suit le dernier tour complet de chaque couche, et sur la figure 15,
on représente un arrangement de segments à rai- nures à l'aide duquel on peut atteindre ce but. Comme on le représente, les deux segments C venant les premiers au contact' du fil sont identiques, tou- tes les rainures de chaque segment ont la même largeur et les rainures cor- respondantes des deux segments sont dans un même plan.
Les deux autres seg- ments D sont également identiques et les rainures correspondantes sont dans un même plan, mais chaque segment D porte à chacune de ses extrémités une.lar- ge rainure, analogue à la rainure 43 de la figure 10.Les rainures des seg- ments D se trouvent dans des plans compris entre les plans des rainures voi- sines des segments Co Les surfaces extérieures inclinées des larges rainures 49 voisines de la paroi latérale 26, décalent la second moitié du premier tour de la première couche de la manière décrite plus haute Le fil complète son dernier demi-tour lorsqu'il quitte la dernière rainure des segments C, voisine de la paroi latérale 25, comme on le montre en a, et passe alors et est enroulé sur le dernier tour complet précédent, et termine ainsi la cou- che en un demi-tour.
Le fil est ensuite décalé vers l'intérieur à la fin d'un demi-tour à chaque extrémité de chaque couche, de manière que chaque tour se termine par un demi-tour, le demi-tour de chaque couche successive se trou- vant à l'extrémité de la bobine opposée au demi-tour de la couche qui la pré- cède immédiatement.
La bobine peut être formée de deux ou plusieurs longueurs de fils séparées enroulées simultanément dans des portions de fractions de tour et décalées simultanément à l'extrémité de chaque fraction de tour successive.
Sur la figure 14, on représente un arrangement de segments pour l'enroule- ment simultané de deux longueurs de fil en portions d'un quart de touro Cha- cun des quatre segments E, F, G et H, est muni à une extrémité d'une large
<Desc/Clms Page number 6>
rainure 50, les larges rainures des segments E et G se trouvant aux extrémi- tés des segments voisins de la paroi latérale 25, et les larges rainures'des segments F et H se trouvant aux extrémités des segments voisines de la paroi latérale opposée 26.
Chaque rainure du segment F est espacée de la rainure correspondante du segment E à une distance d'environ la moitié du diamètre du fil enroulé, chaque rainure du segment G est espacée de la rainure cor- respondante du segment F de la même distance, et chaque rainure du segment H est distante de la rainure correspondante du segment G d'une distance égale.
La forme tourne dans le sens du déplacement du segment H vers le segment Eo Un fil 1 pénètre dans la forme au bord de guidage du segment E et un second fil 2 pénètre dans la forme au bord de guidage du segment Go Pendant que la forme tourne, les premiers quarts de tours des deux fils sont enroulés, res- pectivement dans les rainures terminales voisines des segments E et G et les seconds quarts de tour pénètrent, respectivement dans les larges rainures des segments F et H et sont ainsi décalés vers l'intérieur. Après le troisiè- me quart de tour de la forme, le fil 1 vient au contact du fil 2 au voisina- ge de son point de pénétration et est ainsi dévié dans la seconde rainure du segment G,
et le fil vient alors au contact de la partie déviée du fil 2 et le quatrième quart de tour du fil 1 est dévié dans la seconde rainure du segment Ho La continuation de la rotation de la forme met le fil 2 au con- tact des décalages successifs des tours précédents du fil 1 et le décale, de façon correspondante et le fil 1 vient au contact et est décalé de la même manière par les décalages du fil 2.
Le fil 1 complète le dernier tour complet de la première couche lorsqu'il quitte le segment H, comme on le représente en la, et passe à la seconde couche sur laquelle il est enroulé sur les tours précédents de la première coucheo Le fil 2 complète son dernier tour complet de la première couche quand il quitté le segment F, comme on le représente en 2a, et passe à la couche suivante et est enroulé sur les tours précédents.
De cette manière chaque couche est formée de multiples de quarts de tour et est munie de chaque coté de quatre inflexions telles que représen- tées sur la figure 14a.
Bien qu'on ait représenté et décrit une réalisation de l'invention ainsi que quelques modifications mineures, il est bien entendu que l'inven- tion ne se limite pas à ces détails, car différentes modifications peuvent apparaître à une-personne versée dans le métier.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé d'enroulement d'une bobine magnétique enroulée par couches, caractérisé. en ce qu'on. enroule une longueur de fil autour d'un axe fixe par portions d'un demi-tour pour former une couche de tours de diamètre uniforme-, chaque dèmi-tour étant situé dans un plan perpendiculaire à l'axe, et qu'on décale chaque demi-tour successif dans le sens de la longueur de l'axe par rapport au demi-tour immédiatement précédent dans la couche, d'une distance légèrement supérieure au demi-diamètre du fil.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.