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Variomètre à diélectrique constitué par l'air.
L'invention est relative à une selfinductance variable du genre variomètre dont la variation de la self-induction est obtenue par rotation relative de deux bobines concentriques dispo- sées de façon que les spires de la bobine intérieure ne soient séparées de celles de la bobine extérieure que par l'espacement nécessaire pour assurer l'isolement requis entre les bobines inté- rieure et extérieure, les spires individuelles de chaque bobine étant également séparées l'une de l'autre par un diélectrique formé en substance par l'air.
Il est déjà connu de prévoir les spires de la bobine inté- rieure et de la bobine extérieure du variomètre respectivement à
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l'extérieur et à l'intérieur de leurs organes de support, de telle façon que l'espacement entre la bobine intérieure et la bobine extérieure puisse être réduit au minimum prescrit par des consi- dérations d'ordre mécanique et par les exigences d'un bon isole- ment mutuel.
Il est ainsi possible d'augmenter le coefficient d'accouplement des deux bobines du variomètre jusqu'au maximum de sorte qu'on obtient une self-induction résultante aussi grande que possible dans le cas de bobines de polarisation égale et une self-induction résultante aussi faible que possible dans le cas de bobines de polarisations opposées, c'est-à-dire une région de régla ge de la self-induction qui est aussi étendue que possible.
En général on était alors obligé, toutefois, d'assurer la rigidité de l'ensemble constructif formé par les bobines à l'aide d'organes qui supportent les spires individuelles de la bobine en un relativement grand nombre de points de la périphé- rie ; autrement la rigidité requise ne peut être assurée qu'à l'aide d'un liant durcissant, par exemple une solution de cellu- loide dans un solvant organique. Pour éviter les pertes dues à la présence de ces matières isolantes dans le champ du variomètre, on était donc obligé en tout cas d'accepter les complications et éventuellement aussi les pertes dues à la présence d'un assez grand nombre d'organes de support dans le champ du variomètre.
La présente invention a pour but de réaliser un vario- mètre qui ne cause pas de pertes et qui permette une grande varia- tion de la self-induction, et de supprimer les désavantages pré- cités.
A cet effet, les bobines formées par des spires rectan- gulaires et affectant extérieurement la forme de cylindres coaxiaux sont supportées par des supports isolants de forme allongée qui s'étendent perpendiculairement par rapport aux plans des spires et qui sont fixés exclusivement aux faces frontales des bobines, respectivement à l'intérieur de la bobine intérieure et à l'exté-
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rieur de la bobine extérieure, alors que les organes de support de la bobine intérieure sont munis de part et d'autre d'un arbre dont les paliers sont supportés par les organes de support de la bobine extérieure, ces derniers organes de support étant reliés entre eux par des traverses disposées parallèlement à l'arbre du variomètre de part et d'autre des bobines.
La rigidité des spires espacées est suffisante en soi-même pour assurer la for- me cylindrique des bobines.
Le mode de construction décrit ci-dessus présente l'avan- tage que les faces frontales des bobines sont maintenues ensemble par les organes de support d'une façon très rigide et exacte et qu'il demeure possible de réduire au minimum en cet endroit la distance entre les bobines intérieure et extérieure et, par ail- leurs, de maintenir le variomètre complètement exempt de matière isolante solide de sorte que la. suppression de pertes est poussée au maximum réalisable. Il est possible dans ce cas de fixer les paliers des deux arbres de la bobine intérieure d'une manière par- ticulièrement rigide aux organes de support de la bobine extérieure de sorte qu'ici également on obtient un nombre minimum d'éléments constitutifs et, par conséquent, des pertes minimes.
Il est recommandé de fixer les spires des bobines du variomètre aux organes de support isolants au moyen d'organes de serrage métalliques ouverts qui ne peuvent pas former de spires en court-circuit dans le champ magnétique du variomètre. Il est ainsi possible de fixer les spires des bobines aux organes de serrage, par exemple par soudure, ces derniers organes pouvant être adaptés de la manière la plus avantageuse à la forme des organes de support isolants.
Il est également avantageux d'utiliser comme organes de support des bobines du variomètre à chaque face frontale un nombre pair, par exemple deux, de tiges cylindriques (en matière céramique) qui ne causent pas de pertes en haute fréquence et qui 'engagent dans des échancrures cylindriques pratiquées dans les
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éléments de serrage métalliques. Au point de vue mécanique cette solution est très simple en raison de la forme cylindrique des faces de support de la tige et de l'élément de serrage,ce qui permet d'utiliser des modes de fixation très simples, par exemple la soudure à une partie métallisée localement de la matière céra- mique.
Dans le mode de construction précité à organes de support céramiques cylindriques il est avantageux de mettre les organes de serrage métalliques des bobines sur un angle d'au moins 180 en prise de serrage avec l'organe de support cylindrique, en enfon- çant vers l'intérieur des encoches prévues dans le métal de part et d'autre de l'organe de support. Il est ainsi possible de dispo- ser les organes servant à supporter les spires individuelles des bobines, sur les organes de support, avec les écartements mutuels requis et de les fixer d'une manière très simple par déformation du métal à côté des encoches prévues dans les organes de serrage.
Une combinaison de la fixation par soudure et par serrage permet d'obtenir une plus grande sûreté mécanique.
Il est souvent avantageux d'utiliser comme conducteurs amenant le courant à la bobine intérieure mobile du variomètre les deux arbres sur lesquels glisse de part et d'autre un ressort de contact métallique qui est fixé aux organes de support cérami- ques de la bobine fixe, de préférence conjointement avec une borne de raccordement, d'une manière qui correspond au mode de fixation des spires individuelles, à savoir au moyen d'organes de serrage métalliques fixés aux organes de support. On obtient ainsi un mode de construction très simple dans lequel on peut utiliser pour supporter les spires ainsi que les ressorts de contact de la bobine mobile les mêmes éléments standardisés qui sont adaptés à la forme des organes de support céramiques.
D'une manière analogue les bornes de raccordement de la bobine fixe du variomètre peuvent être fixées aux organes de sup- port céramiques de cette bobine de sorte que les quatre bornes de
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raccordement du variomètre peuvent être prévues avantageusement deux par deux sur les faces frontales sans qu'on n'ait besoin d'u- tiliser à cet effet des isolateurs distincts.
La description des dessins annexés, donnés à titre d'exem- ple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant des dessins que du texte faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Sur les dessins la fig. 1 représente en perspective un variomètre réalisé conformément à l'invention.
Les figs. 2 à 8 montrent, particulièrement en coupe, des éléments constitutifs de ce variomètre à différents stades du mon- tage. La bobine fixe du variomètre, bobine qui se compose de deux parties 1 et 2, est supportée par une structure formée par une plaque métallique supérieure 3 et une plaque métallique infé- rieure 4 qui sont reliées, au moyen de frettes métalliques 6 calées à chaud, à quatre tiges cylindriques 5 constituées par une matière isolante céramique qui ne cause pas de pertes en haute fré- quence, telle que la matière mise sur le marché, par exemple, sous la marque "Calite". Des organes de serrage 7 sont serrés, à des intervalles réguliers sur des parties argentées 22 des tiges 5 auxquelles il sont fixés par soudure.
Les spires de la bobine fixe sont fixées à ces organes de serrage de telle façon que chaque spi- re possède un seul point de support sur chaque face frontale mais est maintenue pour le reste dans la forme correcte en raison de la rigidité naturelle du métal utilisé pour les spires. Dans ces organes de serrage sont prévues en 18 des encoches au moyen des- quelles les tiges 5 sont serrées dans les échancrures des organes de serrage du fait qu'une partie du métal de ces organes est re- poussée vers l'intérieur sur la tige 5 de telle façon que cette dernière soit fixée dans l'échancrure.
D'une manière analogue à celle de la fixation des spires les bornes de raccordement 8 de la bobine fixe sont fixées aux tiges 5 au moyen d'organes de serrage 17. Une structure similaire
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de tiges isolantes 9 et d'organes de serrage 7 est utilisée pour le montage de la bobine intérieure mobile 10, comme c'est encore visible en partie dans l'ouverture supérieure de la bobine fixe 2.
Au moyen de l'une des tiges 9 et d'un organe de serrage 16 dont la fixation correspond également à celle des organes de serrage 7, un arbre 11 muni d'un anneau 12 est monté sur chaque face frontale de la bobine tournante 10. Sur cet anneau glisse un ressort de contact 13 qui est fixé à son tour aux tiges 5 par l'intermédiaire d'un organe de serrage 17. L'anneau de réglage 13 se trouvant sur l'arbre de gauche supporte, en outre, un organe d'entraîne- ment 14 muni d'une cheville isolante 15, d'un manchon 6 calé à chaud et d'une plaque isolante 19 en forme de secteur. La che- ville 15 est faite de la même matière isolante que les tiges 5 et 9 et les manchons 6 sont complètement similaires aux manchons calés à chaud sur les barres 5.
Les figs. 2a et 2b représentent en coupe un organe de serrage 17 percé d'un trou fileté 20 permettant de fixer les bornes de raccordement 8 et éventuellement les ressorts de contact 12 aux tiges 5.
Les figs. 3a et 3b montrent qu'à partir de la même pièce moulée on peut produire un organe de serrage 16 à palier 21 en enlevant par alésage la partie médiane.
Les figs. 4 et 5 représentent des tigesisolantes 5 et 9 servant respectivement à supporter la bobine tournante et la bobine fixe du variomètre et munies de couches d'argent 22 aux en- droits où les organes de serrage pour les divers éléments consti- tutifs de la bobine doivent être fixés par soudure comme on le voit sur les figs. 6 et 7. On incruste ces couches d'argent, de préférence, au feu dans la matière céramique de la barre et éventuellement on applique encore une pellicule d'argent précipi- tée électrolytiquement sur la couche d'argent produite au feu.
La fig. 6 montre deux tiges 9 munies d'un organe de serrage
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21 pour l'arbre du variomètre et d'organes de serrage 7 pour les spires. En 23 (figs. 4 et 5) les couches d'argent 22 sur les tiges isolantes 5 et 9 sont enlevées, par exemple par meulage, pour éviter des spires en court-circuit dans le champ des bobines.
La fig. 7 représente un ressort de contact 13 occupant sa place définitive. Comme on le voit nettement sur cette figure, ce res- sort peut établir le contact avec l'axe du rotor, suivant la fig.l, par l'intermédiaire de l'anneau de réglage 12. La grande analogie qui existe dans la construction des organes de support pour la bobine tournante et pour la bobine fixe du variomètre ressort nettement des figures 4 à 7.
Les mêmes remarques s'appliquent à la fig. 8 qui montre en coupe la manière dont des tiges 5 et 9 auxquelles sont fixées, au moyen d'organes de serrage 7 non représentés, les bobines 1 et 10 d'un variomètre, forment, concurremment avec deux organes de serrage 16, un arbre 11, un anneau de réglage 12 et une vis 24, un ensemble mécanique. Pour les deux bobines on utilise des sup- ports analogues mais placés en position mutuellement opposées.
On voit ici, en outre, que le ressort de contact 13 glisse sur l'anneau de réglage 12 et peut ainsi faire office d'organe amenant du courant à la bobine tournante 10 dont l'extrémité en question est fixée par soudure à l'organe de serrage correspondant 16. Il est avantageux de réaliser le montage du variomètre décrit ci- dessus par le procédé qui fait l'objet du brevet n . 446.313 de la Demanderesse, suivant lequel les différents éléments de la bobine sont placés dans un gabarit de soudure et sont ensuite soudés en- semble dans un bain à température supérieure au point de fusion de la soudure, de préférence un bain d'huile.
Ce procédé est particulièrement avantageux pour la fabrication de variomètres suivant la présente invention du fait que la fixation des spires du variomètre à des tiges isolantes par l'intermédiaire d'organes de serrage métalliques est réalisée complètement de la manière in- piquée dans le brevet précité. La fixation alternative des spires
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aux tiges, auquel cas les spires de la bobine ne sont fixées qu'à tour de rôle à une tige isolante déterminée, correspond au mode de construction dudit brevet.
En supposant que la largeur des organes de serrage 7 est égale à l'épaisseur du fil utilisée pour les spires et aux espacements des spires consécutives, on obtient une voie de grimpement 27 qui est égale au triple de l'es- pacement des spires, la sécurité de la bobine contre le jaillisse- ment d'étincelles d'une spire à l'autre étant ainsi fortement augmentée.
Les variomètres produits peuvent aisément être établis en séries standardisées de dimensions augmentant régulièrement, à l'aide des mêmes outils, tandis que dans les modes de construction connus on est généralement obligé d'avoir en magasin pour chaque nouvelle série un nouveau jeu d'éléments constitutifs, par exemple de pièces isolantes relativement compliqués.
En raison de sa construction rigide le variomètre suivant l'invention peut être fabriqué avec une très grande précision et avec un entrefer relativement petit entre la bobine tournante et la bobine fixe, c'est-à-dire avec un coefficient d'accouplement élevé. Pour un entrefer de 1,5 mm. On peut obtenir, par exemple, une variation de la self-induction de 1:14.
RESUME -----------
L'invention concerne :
Une selfinductance variable du genre variomètre dont la variation de la selfinduction est obtenue par rotation relative de deux bobines concentriques disposées de telle façon que les spires de la bobine intérieure ne sont séparées de celles de la bobine extérieure que par l'espacement nécessaire pour assurer l'isolement requis entre les bobines intérieure et extérieure alors que les spires individuelles de chaque bobine sont également séparées l'une de l'autre par un diélectrique formé en substance par l'air et que, les bobines formées par des spires rectangulaires