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La présente invention concerne de façon générale les noyaux d'appareils \ induction et, plus spécialement les noyaux fendus pouvant s'adapter autour de bobines préfabriquées.
Les noyaux fendus pouvant être placés autour de bobines préfabriquées ou pouvantrecevoir des bobines préfabriquées,ont été utilisés avec un réel succès. Cependant, dans le cas de novaux découpés, les pertes à hauteur des jointe sont suffisantes pour augmenter considérablement le coût de l'exploitation d'appareils de transmission et pour poser le problème de la réduction des pertes dans les noyaux.
On utilise actuellement plusieurs types de joints bien connus. Il y a tout d'abord le joint bout à bout caractérisa en ce
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que le flux circulant dans les tôles passe d'une extrémité à l'autre des tôles à l'endroit du joint. Les noyaux à joints bout à bout ont rendu de bons services en leur temps et continueront à être utilisés mais le coût de fabrication et les pertes pèuvent être réduits en utilisant le noyau décrit plus .loin.
Un autre type de noyau connu utilise un joint bout à bout avec recouvrement. Dans le cas de ce noyau, des'tôles sont arrangées en différents groupes et les 'groupes ont des faces d'extrémité droites. Les groupes sont superposés:avec les extrémités droites décalées. Les extrémités- des groupes sont ensuite réunies un peu à la façon d'un joint par tenon et mortaise de manière à constituer une boucle fermée autour d'une bobiné préfabriquée. Ce type-de noßau présente des difficultés en ce :qu'il est difficile d'obtenir un bon contact bout à bout permettant 'un écoulement aisé du flux et de faibles pertes.
Certaines variantes de ces noyaux peuvent aussi exister, mais tous les types posent les mêmes problèmes. En outre, leur prix de revient est toujours trop élevé.
L'invention a pour but principal de procurer un joint à recouvrement en escalier et à faibles pertes pour un noyau enroulé permettant le montage du noyau sur un enroulement ou bobinage préfabriqué ;
L'invention ressortira clairement de la description détaillée, donnée ci-après, de plusieurs forces d'exécution représen tées à titre d'exemple aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une vue en bout d'un noyau enroulé avec un serre-tôle avoisinant la fente.
La figure 2 est une vue en coupe du noyau représenté à la figure 1, avec la partie principale du noyau redressée de façon que les tôles se disposent en escalier..
La figure 3 est une vue en bout du noyau enroulé de la figure 2 remis en cercle de façon à obtenir un noyau en substance circulaire avec les tôles déterminant des joints à recouvrenent en
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escalier.
La figure 4 est une vue en bout d'un noyau enroulé et fendu avec les tôles disposées par groupes à extrémités en escalier
La figure 5 est une vue en bout d'un noyau enroulé dont les tôles ont été disposées en groupes et mutuellement en escalier de façon à constituer un noyau dont les joints à recouvrement en escalier sont entièrement limités à la section rectiligne d'une partie de culasse du noyau.
La figure 6 est une vue en bout d'un noyau dont les tôles s'adaptent les une aux autres au moment où elles sont mises bout à bout.
La figure 7 est une vue en bout d'un noyau enroulé à joint à recouvrements en escalier, les tôles étant disposées en groupes ayant un même nombre de tôles, le noyau ayant sa forme définitive.
La figure 8 est une vue de profil des extrémités d'un noyau disposées de façon à constituer un joint à recouvrement en escalier.
La figure 9 est une vuedeprofil, partiellement en coupe, d'une bobine et de parties du noyau montrant comment le noyau peut être'disposé autou@ de la bobine.
La figure- 10 est une vue de profil, partiellement en coupe; d'un noyau et d'une bobine, montrant un joint à recouvrement en escalier dans un angle du noyau, et
La figure 11 est une vue de profil, partiellement en coupe, d'un noyau et d'une bobine, montrant un joint dans une branche du noyau.
La figure 1 représente un noyau enroulé portant la référence générale 9 et; fait de 'plusieurs spires 10 de ruban magnéti* que orienté. Le nombre de spires et la largeur du ruban magnétique orienté dépendent du type et de la capacité imposée au noyau 9. Le diamètre du noyau 9 est grandement déterminé par le dimension du bobinage ou enroulement préfabriqué 8 avec lequel il est utilisé.
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Le noyau est découpe'suivant une ligne 11, pour pouvoir être monté sur une bobine préfabriquée. Le sens de la coupe relativeinent aux tôles 10 peut varier suivant les-exigences du problème.
Généralement la coupe se fait suivant 'le diamètre du noyau, comme représenté à la figure 1. Dans cette forme d'exécution de l'inven- tion, le noyau est représenté sous une forme en substance. circulaire mais ceci n'est pas'indispensable et on peut utiliser une boucle de toute forme convenable.
Pour obtenir un joint à faibles pertes à recouvrement en escalier, les tôles sont serrées les unes sur les autres d'un côté de la fente 11, à l'aide d'un serre-tôles 12. Quand ce dernier. est monté, les tôles du noyau sont redressées, comme représenté de façon, générale en 13 à la figure 2. Il est évident que le redres'se- ., ment de la partie principale du noyau force 'les tôles 10 à former un escalier comme représenté en 14.
Si on désire que les tôles se décalent plus qu'il n'est possible par le redressement du grou'pe ou empilage de tôles, celles-- ci peuvent être renversées,ou recourbées en sens oppose par rapport à la.courbure du premier enroulement. D'autres opérations de ce genre peuvent intervenir pour accélérer la conformation du noyau.
De telles opérations découlent clairment de la description du présent procédé.
On fixe ensuite un second serre-tôles 15 à l'autre extrémité de la partie rectiligne 13 du noyau. On enlevé le serre-tôles 12 'et la partie rectiligne du noyau 13 est réenroulée de façon à constituer un cercle fermé, comme représenté à la figura 3. Quand les tôles se courbent, les parties des tôles constituant précédemment la partie rectiligne 13 glissent les unes sur les autres et leurs extrémités se mettent en escalier de façon à s'adapter aux extrémités en escalier opposées 14.
L'opération de mise en escalier des extrémités des tôles peut se répéter plusieurs fois jusqu'à obtention de l'escalier désiré.
Il a été possible de décaler les extrémités en escalier d'une
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distance égale à six fois l'épaisseur des tôles, en répétant l'opé- ration deux fois.
Quand les extrémités en escalier opposées des tôles sont réunies, on obtient une série de joints à recouvrement en escalier, comme représenté en 16. Comme on peut le constater, les tôles, dont le nombre est égal au nombre de spires de la bobine, sont disposées de façon que chaque tôle fasse un joint qui est décalé par rapport au joint de la tôle voisine. L'extrémité d'une tôle chevauche le bout de la tôle voisine. Par conséquent, le joint comprend un nombre de tôles dont les extrémités sont en escalier, les bouts d'une tôle chevauchant le bout de la tôle voisine de façon à constituer un joint qui peut être dénommé joint à recouvrement en escalier,.à cau- se de la disposition des tôles.
Dans certains cas, les extrémités de chaque tôle peuvent se toucher bout à bout, mais ceci n'est cependant pas indispensable.
Les extrémités de chaque tôle peuvent être écartées l'une de l'autre.
Des résultats satisfaisants ont été obtenus avec des écartements entre extrémités d'une tôle égaux à une ou deux épaisseurs de tôle.
Les bouts de tôle d'une couche doivent dépasser les bouts de tôle de la couche suivante d'une quantité notable. Il a. été constaté en pratique que d'excellents résultats ont été obtenus avec des noyaux dont les bouts d.es tôles dépassent à l'endroit du joint à recouvre- ment en escalier d'une longueur égale à environ six fois l'épaisseur d'une tôle.
Les essais ont montré que, lorsque les bouts des tôles dépassent de une et demi fois l'épaisseur d'une tôle à cinq fois cette épaisseur, ou lorsque le rapport chevauchement-épaisseur est compris entre 1,5 à 1 et 5 à 1, il y a constante amélioration à la fois des pertes apparentes en watts (A.W.) et des pertes réelles en watts (T.W.). Graphiquement, l'amélioration est linéairement proportionnelle à A.W. et T.W. En outre, il a été constaté que lorsque le rapport chevauchement-section de tôle est-supérieur à 6 à 1, il y a très peu d'amélioration en A.W. et en T.W.
Des essais ont
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montré que, lorsque le rapport est de 6 à 1, les pertes du noyau sont en général, à 13% près pour A.W. et à 1% près pour T.W., égales aux pertes d'un noyau enroulé de la même matière sans joint. Il y a donc peu à gagner à dépasser le rapport de 6 à 1. Le rapport che- vauchement-épaisseur est, de préférence, d'au moins 2,5 à 1.
L'écartement dont le joint d'une tôle est décalé par rapport au joint de la tôle voisine peut varier notablement, suivant les données du problème. Un oyau très satisfaisant a été obtenu avec des écartements entre joints de tôles voisines ou de groupes de tôles voisins et des chevauchements de tôles d'environ 6 fois l'épaisseur de la tôle ou du groupe de tôles respectivement.
Le noyau peut alors être serré à l'endroit du joint 11 et conformé de façon à s'adapter, à la bobine -préfabriquée à laquelle il est destiné. Les noyaux ont habituellement la forme représentée à la figure 5. Après conformation, le noyau est recuit afin d'élimi- ner les tensions internes par un procédé convenable connu qu'il est inutile de décrire ic@,
Le recuit peut se faire âpres conformation du noyau de façon qu'il n'y ait plus d'opérations qui introduisent des tensions internes dans le fer du noyau et augmentent ainsi les pertes en cours de fonctionnement.
Après conformation et recuit du noyau, les parties jointives peuvent Être écartées et les tôles -couvent être introduites dans la bobine préfabriqués, couine représenta par exemple à la figure 9, les tôles étant ensuite rapprochées pour refaire le joint à recouvrement en escalier précité. L'expérience contre que le pliage subi par les tôles lors de l'Introduction de la bobine n'est, pas suffisant pour créer des tensions dans la matière au point d'augmenter notablement les pertes en fonctionnement.
Quand le noyau est composé d'un grand nombre de tôles, le joint à recouvrement en escalier constituant le joint principal peut s'étendre sur un secteur relativement important du noyai;.
Dans certains cas,il a été jugé utile de situer les joint:
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à recouvrement en escalier des différentes tôles dans la partie rectiligne d'une culasse ou d'une branche. Il peut être cependant intéressant dans certains cas, que le joint se trouve dans un angle.
Quand le joint doit se trouver dans la culasse, les tôles doivent être disposées par groupes, comme représenté à la figure 4.
Dans cette forme d'exécution de la figure 4, quatre groupes 17,18,19,20 sont représentés. Le groupe 17 se compose de deux tôles, le groupe 18 de trois, le groupe 19 de quatre et le groupe 20 de cinq. Ces quantités- n'ont été choisies que pour la facilité du dessin. Les groupes 17 à 20 inclusivement peuvent comprendre autant de tôles simples qu'on le désire au point de vue assemblage et produit final.
Comme les tôles sont toutes de même épaisseur, on peut utiliser des calib res'et des outils standards permettant d'isoler aisément le nombre voulu de tôles de l'ensemble du noyau pour constituer chaque groupe. Quand les tôles ont été divisées en groupes de dimensions voulues, elles peuvent être manipulées dé la manière précitée soit en groupes séparés soit toutes ensemble, pour disposer différentes tôles en escalier de la façon voulue.
Si les différents groupes de tôles sont traités séparément pour obtenir la disposition en escalier voulue des tôles, l'assemblage peut se faire par superposition des groupes dans l'ordre de leur enroulement. Si les groupes ont été traités en étant réunis mais séparés les uns des autres par un calibre ou un autre outil, ils sont prêts pour le montage avec la disposition voulue des joints.
En supposant que les tôles 10 ont été disposées en escalier de la. façon voulue par groupes séparés, le groupe 18 doit être superposé au groupe 17 avec les joints à recouvrement en escalier des groupes en substance alignés. La même technique s'impose pour les groupes 19 et 20. Il s'ensuit que, dans le cas où le noyau a la forme représentée à la figure 5, les joints à recouvrement en escalier sont tous situés dans la partie rectiligne de la culasse
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supérieure du noyau. Ceci facilite notablement le maintien des pièces constituant le joint et produit un joint à faibles pertes.
Quand un noyau composé de groupes de tôles constituant des joints à recouvrement en escalier a été refermé de façon à constituer une boucle, le noyau à joints à recouvrement en escalier, est serré, mis sur forme et recuit, comme précité. De nombreux noyaux ont été assemblés de cette manière, et des essais ont été faits pour s'assurer de leur qualité. Bexpérience montre que ce procédé de fabrication de noyaux se prête facilement à la fabrication en usine et supprime de nombreuses opérations coûteuses qui étaient nécessaires jusqu'ici.
Il a été démontré qu'il est inutile d'usiner les extrémités découpées des tôles pour enlever les bavures, celles-ci venant en contact avec une couche isolante qui recouvre le ruban magnétique.
En outre, le recuit du noyau fait disparaître de nombreuses bavures.
L'expérience montre que les bavures restantes ne percent pas l'iso-. lant et ne provoquent aucune perte.
Le fait que les tôles du noyau ne sont pas réunies les unes aux autres par une matière collante signifie que le noyau conformé et recuit se compose d'un certain nombre de tôles ou de groupes de tôles indépendants relativement flexibles, que l'on peut séparer et glisser dans les fenêtres des bobines préfabriquées sans crainte que les extrémités des tôles ne s'adaptent plus entre elles et ne constituent plus des joints à recouvrement en escalier, comme représenté à la figure 5. L'expérience montre que les tôles dont le noyau se compose peuvent être suffisamment déformées pour la mise en place sur la bobine préfabriquée et sans qu'il en résulte des pertes appréciables provenant de tensions internes.
La figure 6 montre comment le joint se réalise, quand les tôles sont disposées par groupes comme représenté à la figure 4.
La figure 7 représente un noyau semblable à celui de la figure 5, mais dont chaque groupe se compose de trois tôles et dont les joints sont alignés verticalement.
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La figure 8 représente,; une quantité d'empilages de tôles superposés et montre.comment les tôles sont disposées pour obtenir un joint.
La figure 10 représente une forme d'exécution avec le joint à recouvrement dans un angle du noyau, tandis que la figure 11 représente le joint à recouvrement dans une branche du noyau.
La facilité et là rapidité avec lesquelles ces noyaux peuvent être ouverts et passés dans des bobines préfabriquées permet- tent aisément une fabrication en; série. En outre, un noyau construit de cette manière ne .doit être découpé qu'en un seul endroit pour pouvoir être monté sur une bobine préfabriquée. Un noyau de ce genre n'a donc qu'un joint général introduisant des pertes. Il va de soi cependant qu'on peut prévoir plus d'un joint si les conditions l'imposent, les pertes étant approximativement proportionnelles au nombre de joints utilisés.
Un autre avantage marqué de ce type de noyau réside en ce que les tôles ne doivent pas être collées les unes aux autres, ce qui réduit fortement le prix de revient. En outre, un noyau dont les .tôles sont libres et se chevauchent comme dans la présente invention a un niveau de bruit en fonctionnement très réduit, ce qui consti- tue une caractéristique très intéressante. L'immersion dans l'huile amortit le ronflement à l'endroit du joint et atténue le niveau de bruit de 20 ou 30 DB (décibels).
Afin de donner une idée de l'exiguïté des pertes et du faible niveau de bruit de ce type de noyau, les résultats d'essais effectués sont donnés ci-après:
JOINT A RECOUVREMENT EN ESCALIER
EMI9.1
TW/Lh Two, AW/Lb AW/Kp Anneau non fendu 0,616 1,355 0,874 1,923 Etat final avec joint 0,649 1,428 1,055 2,321 Epstein 0,695 1,529 Augmentation des portes
EMI9.2
finales par rapport à 5, 5ia 5 5"/ 21, 91": anneau non fendu. 5,5% 5,5% 21% 21%
Joint lâche Joint serr Niveau du son en DB dans l'air 53 42
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Les noyaux qui ont été soumis aux essais et ont donné les résultats ci-avant étaient disposés de la manière représentée à la figure 5.
Dans les essais considérés, le chevauchement des joints de tôles mesuré développé et l'épaisseur d'un groupe de tôles étaient dans un rapport de 6 à 1. L'augmentation de superficie du joint, augmentation de six fois dans le cas considéré, donnait une induc- tion et une reluctance six fois plus petites, ce qui ressort claire- ment du tableau précédent ; résultats étaient donc excellents. Il reste entendu que ces caractéristiques peuvent varier dans de larges proportions pour satisfaire à tout problème posé.
Les résultats, étaient satisfaisants au point que le noyau avec joint avait des performances magnétiques quasi équivalentes à celles d'un noyau sans joint. Il est évident que deux particularités contribuaient à obtenir ce résultat, notamment le joint à recouvrement en escalier et les tensions internes résiduelles faibles.
Un noyau fendu peut avoir plus d'un joint. Cependant, pour maintenir les pertes faibles, tous les joints doivent être à recouvrement en escalier comme décrit.
REVENDICATIONS
1.- Noyau du type enroulé pour appareil inductif comprenant plusieurs spires d'un ruban magnétique orienté, les spires étant séparées les unes des autres de façon à constituer des tôles à extrémités en substance alignées, caractérisé en ce que les tôles sont disposées en escalier, de façon que les extrémités alignée. d'une tôle chevauchant les extrémités alignées de la tôle voisine constituent un joint à recouvrement en escalier réunissant les extrémités des tôles.
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The present invention relates generally to the cores of induction apparatus and, more especially to the split cores which can be adapted around prefabricated coils.
Split cores which can be placed around prefabricated coils or which can receive prefabricated coils have been used with real success. However, in the case of cut novals, the losses up to the joints are sufficient to considerably increase the cost of operating transmission devices and to pose the problem of reducing losses in the cores.
Several well-known types of seals are currently used. There is first of all the butt joint characterized in that
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that the flux circulating in the sheets passes from one end of the sheets to the other at the location of the joint. Butt joint cores have performed well in their day and will continue to be used, but manufacturing cost and waste can be reduced by using the core described later.
Another type of known core uses a butt joint with overlap. In the case of this core, the sheets are arranged in different groups and the groups have straight end faces. Groups are stacked: with straight ends shifted. The ends of the groups are then joined together somewhat like a tenon and mortise joint so as to form a closed loop around a prefabricated coil. This type of novel presents difficulties in that it is difficult to obtain good butt contact allowing easy flow of the flux and low losses.
Some variations of these cores may also exist, but all types have the same problems. In addition, their cost price is always too high.
The main object of the invention is to provide a low-loss, stepped lap joint for a wound core allowing the core to be mounted on a pre-fabricated winding or coil;
The invention will emerge clearly from the detailed description given below of several execution forces shown by way of example in the accompanying drawings, in which:
Figure 1 is an end view of a coiled core with a clamp surrounding the slot.
Figure 2 is a sectional view of the core shown in Figure 1, with the main part of the core straightened so that the sheets are arranged in a staircase.
FIG. 3 is an end view of the coiled core of FIG. 2 put back in a circle so as to obtain a substantially circular core with the sheets determining joints to be overlapped by
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staircase.
Figure 4 is an end view of a coiled and split core with the sheets arranged in groups with stepped ends
Figure 5 is an end view of a coiled core, the sheets of which have been arranged in groups and mutually stepped so as to constitute a core whose stepped lap joints are entirely limited to the rectilinear section of a part of core yoke.
FIG. 6 is an end view of a core, the sheets of which adapt to each other when they are placed end to end.
FIG. 7 is an end view of a wound core with a stepped lap joint, the sheets being arranged in groups having the same number of sheets, the core having its final shape.
Figure 8 is a side view of the ends of a core arranged to form a stepped lap joint.
Figure 9 is a side profile view, partially in section, of a coil and parts of the core showing how the core may be arranged around the coil.
FIG. 10 is a side view, partially in section; a core and a coil, showing a stepped lap joint in a corner of the core, and
Figure 11 is a side view, partially in section, of a core and a coil, showing a seal in a branch of the core.
Figure 1 shows a wound core bearing the general reference 9 and; made of several turns 10 of oriented magnetic tape. The number of turns and the width of the oriented magnetic tape depend on the type and the capacity imposed on the core 9. The diameter of the core 9 is largely determined by the size of the coil or prefabricated winding 8 with which it is used.
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The core is cut along a line 11, so that it can be mounted on a prefabricated coil. The direction of the cut relative to the sheets 10 may vary depending on the requirements of the problem.
Generally the cut is made along the diameter of the core, as shown in Figure 1. In this embodiment of the invention, the core is shown in substantial form. circular but this is not essential and a loop of any suitable shape can be used.
To obtain a low-loss, stepped lap joint, the sheets are clamped to each other on one side of the slot 11, using a sheet clamp 12. When the latter. is mounted, the core sheets are straightened, as shown generally at 13 in Figure 2. It is evident that the straightening of the main part of the core forces the sheets 10 to form a staircase. as shown in 14.
If it is desired that the sheets shift more than is possible by straightening the group or stacking sheets, they can be reversed, or bent in the opposite direction with respect to the curvature of the first winding . Other operations of this kind can intervene to accelerate the conformation of the nucleus.
Such operations clearly follow from the description of the present process.
A second sheet clamp 15 is then fixed to the other end of the rectilinear part 13 of the core. The sheet clamp 12 'is removed and the rectilinear part of the core 13 is rewound so as to form a closed circle, as shown in figure 3. When the sheets bend, the parts of the sheets previously constituting the rectilinear part 13 slide them. on top of each other and their ends step into a staircase to match the opposing stepped ends 14.
The operation of stepping the ends of the sheets can be repeated several times until the desired stair is obtained.
It was possible to offset the stepped ends of a
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distance equal to six times the thickness of the sheets, repeating the operation twice.
When the opposite stepped ends of the sheets are brought together, a series of step lap joints are obtained, as shown in 16. As can be seen, the sheets, the number of which is equal to the number of turns of the coil, are arranged so that each sheet makes a joint which is offset from the joint of the neighboring sheet. The end of a sheet overlaps the end of the neighboring sheet. Consequently, the joint comprises a number of sheets the ends of which are stepped, the ends of a plate overlapping the end of the neighboring plate so as to constitute a joint which can be referred to as a stepped lap joint. of the arrangement of the sheets.
In some cases, the ends of each sheet may touch end to end, but this is not essential.
The ends of each sheet can be separated from each other.
Satisfactory results have been obtained with spacings between the ends of a sheet equal to one or two sheet thicknesses.
The ends of the sheet of one layer must exceed the ends of the sheet of the next layer by a noticeable amount. He has. It has been found in practice that excellent results have been obtained with cores in which the ends of the sheets protrude at the location of the step lap joint by a length equal to about six times the thickness of a sheet metal.
Tests have shown that when the ends of the sheets exceed one and a half times the thickness of a sheet at five times that thickness, or when the overlap-thickness ratio is between 1.5 to 1 and 5 to 1, there is constant improvement in both the apparent losses in watts (AW) and the real losses in watts (TW). Graphically, the improvement is linearly proportional to A.W. and T.W. Further, it has been found that when the sheet overlap-section ratio is greater than 6 to 1, there is very little improvement in A.W. and T.W.
Tests have
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showed that when the ratio is 6 to 1, the core losses are in general, within 13% for A.W. and within 1% for T.W., equal to the losses of a core wound of the same material seamlessly. There is therefore little to be gained from exceeding the 6 to 1 ratio. The overlap-thickness ratio is preferably at least 2.5 to 1.
The spacing of which the joint of a sheet is offset from the joint of the neighboring sheet may vary considerably, depending on the data of the problem. A very satisfactory core has been obtained with gaps between joints of neighboring sheets or groups of neighboring sheets and overlaps of sheets of approximately 6 times the thickness of the sheet or group of sheets respectively.
The core can then be clamped at the location of the seal 11 and shaped so as to adapt to the prefabricated coil for which it is intended. The cores usually have the shape shown in Figure 5. After shaping, the core is annealed in order to remove internal stresses by a known suitable method which need not be described here.
Annealing can be done after shaping the core so that there are no more operations which introduce internal stresses in the iron of the core and thus increase the losses during operation.
After shaping and annealing of the core, the adjoining parts can be separated and the sheets -couvent be introduced into the prefabricated coil, squeaks shown for example in Figure 9, the sheets then being brought together to remake the aforementioned staircase lap joint. Experience against the bending undergone by the sheets during the introduction of the coil is not sufficient to create tensions in the material to the point of significantly increasing operating losses.
When the core is composed of a large number of sheets, the stepped lap joint constituting the main joint may extend over a relatively large area of the core.
In some cases, it has been found useful to locate the joints:
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with stepped overlap of the various sheets in the rectilinear part of a breech or a branch. However, it may be advantageous in certain cases for the joint to be at an angle.
When the gasket is to be in the cylinder head, the sheets should be arranged in groups, as shown in figure 4.
In this embodiment of FIG. 4, four groups 17,18,19,20 are represented. Group 17 consists of two sheets, group 18 of three, group 19 of four and group 20 of five. These quantities were chosen only for ease of drawing. Groups 17 to 20 inclusive can include as many single sheets as desired from the point of view of assembly and final product.
As the sheets are all of the same thickness, standard gauges and tools can be used to easily isolate the desired number of sheets from the entire core to form each group. When the sheets have been divided into groups of desired dimensions, they can be handled in the aforementioned manner either in separate groups or all together, to arrange different sheets in a staircase as desired.
If the different groups of sheets are treated separately to obtain the desired stepped arrangement of the sheets, the assembly can be done by superimposing the groups in the order of their winding. If the groups have been processed together but separated from each other by a template or other tool, they are ready for assembly with the desired joint arrangement.
Assuming that the sheets 10 have been arranged in a staircase from the. As desired in separate groups, group 18 should be superimposed on group 17 with the step lap joints of the groups substantially aligned. The same technique is required for groups 19 and 20. It follows that, in the case where the core has the shape shown in figure 5, the step lap joints are all located in the rectilinear part of the cylinder head.
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upper nucleus. This considerably facilitates the maintenance of the parts constituting the seal and produces a low loss seal.
When a core composed of groups of sheets constituting step lap joints has been closed to form a loop, the step lap joint core is clamped, formed and annealed, as above. Many cores have been assembled in this way, and tests have been done to ensure their quality. Experience shows that this core manufacturing process easily lends itself to factory manufacturing and eliminates many costly operations which were heretofore necessary.
It has been shown that it is unnecessary to machine the cut ends of the sheets to remove the burrs, the latter coming into contact with an insulating layer which covers the magnetic tape.
In addition, annealing the core removes many burrs.
Experience shows that the remaining burrs do not pierce the iso-. lant and cause no loss.
The fact that the core sheets are not joined to each other by a sticky material means that the shaped and annealed core consists of a number of relatively flexible independent sheets or groups of sheets, which can be separated. and slide prefabricated coils into the windows without fear that the ends of the sheets will no longer fit together and no longer constitute stepped lap joints, as shown in Figure 5. Experience shows that sheets with a core components can be deformed enough for placement on the prefabricated coil and without appreciable losses resulting from internal stresses.
Figure 6 shows how the joint is made, when the sheets are arranged in groups as shown in Figure 4.
Figure 7 shows a core similar to that of Figure 5, but each group of which consists of three sheets and the joints of which are aligned vertically.
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FIG. 8 represents; a quantity of stacked sheets and shows how the sheets are arranged to get a joint.
Figure 10 shows an embodiment with the lap joint in a corner of the core, while Figure 11 shows the lap joint in a branch of the core.
The ease and speed with which these cores can be opened and passed through prefabricated coils easily allows for manufacture in; series. Further, a core constructed in this manner only needs to be cut in one location in order to be able to be mounted on a pre-fabricated coil. A core of this kind therefore has only a general joint introducing losses. It goes without saying, however, that more than one seal may be provided if conditions so require, the losses being approximately proportional to the number of seals used.
Another marked advantage of this type of core resides in that the sheets do not have to be glued to each other, which greatly reduces the cost price. Further, a core whose sheets are free and overlap as in the present invention has a very low operating noise level, which is a very attractive feature. Immersion in oil dampens snoring at the seal and dampens the noise level by 20 or 30 DB (decibels).
In order to give an idea of the smallness of the losses and the low noise level of this type of core, the test results carried out are given below:
STAIRCASE COVER JOINT
EMI9.1
TW / Lh Two, AW / Lb AW / Kp Unsplit ring 0.616 1.355 0.874 1.923 Final condition with seal 0.649 1.428 1.055 2.321 Epstein 0.695 1.529 Increase in doors
EMI9.2
final compared to 5.5ia 5 5 "/ 21.91": ring not split. 5.5% 5.5% 21% 21%
Loose seal Tight seal Sound level in DB in air 53 42
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The cores which were subjected to the tests and gave the above results were arranged as shown in Fig. 5.
In the tests considered, the overlap of the sheet joints measured developed and the thickness of a group of sheets were in a ratio of 6 to 1. The increase in the surface area of the joint, increase of six times in the case considered, gave an induction and a reluctance six times smaller, which is clear from the previous table; results were therefore excellent. It is understood that these characteristics can vary widely to meet any problem posed.
The results were satisfactory to the point that the core with seal had magnetic performance almost equivalent to that of a core without seal. It is evident that two features contributed to this result, notably the stepped lap joint and the low residual internal stresses.
A split core can have more than one seal. However, to keep losses low, all joints should be step lap as described.
CLAIMS
1.- Core of the wound type for inductive device comprising several turns of an oriented magnetic tape, the turns being separated from each other so as to constitute sheets with substantially aligned ends, characterized in that the sheets are arranged in a staircase , so that the ends aligned. of a sheet overlapping the aligned ends of the neighboring sheet constitute a stepped lap joint joining the ends of the sheets.