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Résistances électriques et procédés pour leur fabrication.
Dette invention se rapporte à la fabrication de résis- tances électriques en fil bobiné, telles qu'on les emploie dans des appareils' électriques de tous genres, notamment dans les ins- truments de mesure électriques. Ltexpression "résistances élec- triques en fil bobiné" employée ici doit s'entendre comme couvrant toute résistance électrique constituée par l'enroulement d'un fil, conducteur, ruban-, etc (ou de plusieurs de ces éléments) sur une ou plus-leurs pièces de matière isolante.
De la façon dont elles étaient construites jusqu'à présent, les résistances électriques en fil bobiné, particulière- ment lorsqu'elles devaient présenter une grande résistance ohmi- que, offraient plusieurs inconvénients, parmi lesquels on peut mentionner le court-circuitage entre les spires, les défauts d'isolement, et si la constance de la résistance ohmique était exigée, elles étaient dtune fabrication très coûteuse et très volumineuses. En outre, moins d'être enroulées d'une manière spéciale et par conséquent difficile et,onéreuse,,elles possé-
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daient une inductance et une capacitéélevées ce qui constitue dans beaucoup de cas un inconvénient très sérieux.
Le principal but de la présente invention est de suppri- mer ces inconvénients des procédés de fabrication des résistances électriques en fil bobiné tels qu'ils étaient exécutés auparavant et de réaliser des procédés de fabrication très simples, peu coû- teux et de rande efficacité.
L'un des procédés de fabrication de ces résistances électriques en fil bobiné suivant l'invention consiste monter un gabarit non auto-porteur sur un mandrin de support, à enrouler le fil de résistance fermement sur le gabarit et à rendre la ré- sistance bobinée auto-porteuse en y appliquant, pendant et après l'enroulement et avant d'enlever le gabarit du mandrin, un fixa- tif qui a non seulement pour effet de fixer le fil sur le gabarit mais aussi d'assurer la rigidité de ce dernier.
Le gabarit non auto-porteur est convenablement consti- tué d'un ou de plusieurs rubans en matière isolante enroulés au- tour du mandrin, de préférence hélicoïdalement, et fixés tempo- rairement à ce dernier.
Lorsqu'on a enlevé le gabarit ainsi enroulé du man- drin, on l'aplatit de préférence pour obtenir une bande de ré- sistance en fil bobiné. Si l'on applique cette opération d'aplatis- sement du gabarit enroulé on peut, dans certains cas employer un gabarit qui soit auto-porteur dès le début pourvu que sa ri- gidité ne soit pas assez forte pour empêcher son aplatissement dans des conditions satisfaisantes pour former une bande sans détruire les spires de fil.
La bande de résistance aplatie peut être enroulée sous forme Hélicoïdale sur une bobine ou être agencée autrement pour constituer la résistance finie comme c'est décrit ci-dessous.
Afin de bien faire comprendre cette invention et de per- mettre de la mettre facilement en pratique on la décrira ci-après
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avec référence aux dessins annexée qui représentent quelque peu sohématiquement, et à titre d'exemples, diverses phases des pro- cédés suivant l'invention, et dans lesquels:
Figure 1 est une vue en élévation d'un mandrin sur le- quel est montée la forme préférée du gabarit non auto-porteur suivant la présente invention.
Figure 2 est une vue semblable montrant le gabarit bobiné encore monté sur le mandrin, et
Figure 3 est une élévation en bout du mandrin et du gabarit bobiné à cette phase de la fabrication de la résistance.
Figures 4 et 5 sont des vues en élévation de faoe et en bout respectivement de la bande de résistance produite en aplatis- sant le gabarit bobiné après son enlèvement du mandrin.
Figure 6 est une vue semblable à la Fig. 4, montrant l'un des procédés de fabrication d'une résistance électrique aplatie, suivant la présente invention.
Figures 7 et 8 sont des vues de face et de côté respec- tivement représentant le procédé de fabrication d'une résistance finie par enroulement de la bande de résistance aplatie sur une bobine.
Figures 9 et 10 sont des vues semblables aux Figures 7 et 8 représentant un autre procédé de fabrication de la résis- tance finie par enroulement de la bande de résistance aplatie autour d'un support central rigide.
Figures 11 et 12 sont deux vues en élévation de côté représentant encore un autre procédé de fabrication de la résis- tance finie consistant à replier la bande de résistance aplatie, en arrière et en avant sur elle-même.
Comme le montrent les dessins annexés qui illustrent le procédé préféré pour réaliser l'invention, on prend un man- drin rigide 10 suscetpible d'être monté dans une machine à bobi- ner et sur la surface extérieure de ce mandrin on place un gabarit
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11 non auto-porteur (Figs. 2 et 3). La manière la plus convena- ble pour établir ce gabarit consiste à prendre une bande de pa- pier imprégné ou autre matière isolante appropriée 13, à fixer .L'une des extrémités de cette bande temporairement au mandrin par un petit morceau de papier collant ou son équivalent 14,
à enrouler la bande hélicoïdalement autour du mandrin à un pas approprié et de manière que ses bords se recouvrent, comme c'est représenté plus clairement sur la Fig. 1, et en fixant alors tem- porairment l'autre extrémité de la bande, par exemple au moyen d'un autre morceau de matière adhésive. La bande doit être enrou- lée étroitement sur le gabarit et bien qu'on ait constaté que la disposition de la bande suivant une Hélice soit la meilleure si l'on aplatit la résistance enroulée après son enlèvement du gaba- rit, il doit être bien entendu que toute autre forme de gabarit non auto-porteur peut être placée sur le mandrin 10 sans qu'on s'écarte de la présente invention.
En outre, lorsque la résistan- ce, après son enlèvement du mandrin, doit être aplatie il est sans aucune importance que le gabarit soit au début réellement non auto-porteur. La seule condition nécessaire est que le gabarit soit de nature telle qu'il puisse s'affaisser facilement pour prendre la forme aplatie sans altérer sen siblement les spires de l'enroulement.
Le gabarit ayant été mont sur le mandrin, on forme une queue de connexion près d'une de ses extrémités. Ceci peut .être obtenu en enroulant un fil relativement épais fermement autour du gabarit et en laissant les extrémités tressées dépasser à l'extérieur pour effectuer les connexions. Si on le désire, la queue est fermement fixée au gabarit par un petit morceau de papier collant ou autre moyen semblable. L'une des extrémités du fil de résistance 17 qu'il s'agit de booiner, isolé ou non,
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manière voulue ou connue, les spires individuelles étant espa- cées ou non, à volonté.
La longueur prédéterminée (ou le nombre de spires) du fil de résistance susceptible de donner la résistance ohmique requise, ayant été enroulée sur le gabarit, on arrête la machi- ne à bobiner, on forme une autre queue de connexion 18 sur le gabarit et l'extrémité du fil y est fixée.
A un moment convenable on applique au gabarit et au fil qui est enroulé dessus un fixatif approprié qui a pour effet non seulement de fixer le fil sur le gabarit, mais encore de conférer une rigidité suffisante au gabarit de manière qu'il devienne auto-porteur et aussi, si c'est nécessaire, d'isoler les spires du fil. Beaucoup de fixatifs convenant à ces fins, peuvent évidemment venir à l'esprit des hommes de métier, un enduit au celluloïd donnant des résultats satisfaisants. Le fixa- tif peut convenablement être appliqué pendant l'opération de bo- binage et son application peut être achevée après que le bobinage a été terminé, car l'ouvrier qui dessert la machine n'a normale- ment rien d'autre à faire pendant que le bobinage s'effectue.
Le stade atteint est alors celui représenté sur les Figures 2 et 3 et lorsque le gabarit est enlevé du mandrin on obtient une résistance faite d'une bobine de fil cylindrique se tenant d'elle-même (en supposant évidemment que le mandrin soit cylindrique). Il y a lieu de mentionner' ici que l'enlèvement du gabarit bobiné du mandrin est facilité si. l'on donne au mandrin une surface aussi lisse que possible. On peut employer la résis- tance électrique de fil bobiné sous cette forme si on le désire, bien que cela ne soit pas recommandable dans de nombreux cas par suite de son volume relativement grand, de son inaptitude à ré- sister à des manipulations brutales et pour d'autres raisons.
Il est par conséquent préférable dans l'exécution de
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l'invention (l'aplatir la résistance cylindrique sous la forme représentée sur les Figs. 4 et 5. Ceci peut se faire en faisant passer la résistance cylindrique entre des rouleaux ou par tout autre procédé qui donne lieu à la "bande" de résistance plate re- présentée sur les Figures 4 et 5. Par suite de l'application du fixatif à la résistance avant son enlèvement du mandrin, les spi- res de la bobine ne se décalent pas entre elles pesant cette phase de l'opération et l'enroulement hélicoïdal, du gabarit facilite aussi, d'après ce qu'on a pu constater, l'aplatissement dans des conditions satisfaisantes de la résistance cylindrique sous forme d'une bande plate.
La résistance en bande aplatie peut être employée sous cette forme, mais tandis que son volume a été réduit dans une certaine mesure elle est encore dans bien des cas relativement peu solide. Il est par conséquent préférable de réduire encore davantage son volume et aussi de la rendre plus rigide. On peut arriver à ce résultat de diverses manières, dont trois sont re- présentées sur les dessins annexés.
Suivant un mode d'exécution (voir Figures et 8) on enroule la bande de résistance aplatie 171 sous forme Hélicoïdale entre les joues d'une bobine 30, une ou plusieurs bandes de papier imprégné ou autre matière isolante appropriée 31 étant enroulées en même temps sur la bobine de ma- nière à s'interfolier avec la bande de résistance et isoler con- venablement les couches de celle-ci les unes des autres. Les queues ménagées aux extrémités de la résistance sont retirées à travers des trous dans les joues de la bobine 30.
La résistance ainsi produite peut recevoir pour sa finition une ou plusieurs couches de matière isolante sur la face externe et ainsi elle présente extérieurement le même aspect que les résistances propo- sées précédemment où la longueur .désirée du fil de résistance est enroulée sur une bobine telle que 30 entre les joues de celle-ci.
Toutefois, en comparaison d'une semblable résistance, la résistan-
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ce suivant la présente invention est de fabrication beaucoup moins coûteuse et est beaucoup plus sujette au. claquage vu qu'en aucun point les spires entre lesquelles existe une grande différence de potentiel ne se trouvent en juxtaposition entre elles. En,outre la résistance présente une faible inductance et une faible capacité, ainsi qu'on le comprendra aisément.
Au lieu d'enrouler la bande de résistance aplatie 171 entre les joues d'une bobine, comme c'est représenté sur les Figures 7 et 8 on peut si on le désire ltenrouler sur une bobine centrale 40, comme c'est représenté sur les Figs. 9 et .10, avec intercalation d'une ou de plusieurs bandes isolantes 41 comme précédemment. On obtient le même résultat et les mêmes avantages que dans l'exemple d'exécution décrit précédemment.
Dans la disposition représentée sur les Figs. Il et 12 la bande de résistance aplatie 171 est intercalée entre deux eau- ches d'une bande de matière isolante 50 et est ensuite repliée en arrière et en avant sur elle-même comme le représente la Fig.
12 pour former une résistance de très petit volume. Des ailettes de refroidissement peuvent, si on le désire ou si c'est nécessai- re, être introuditesentreles plis comme c'est représenté en traits interrompus sur la Fig. 12.
Dans tous les cas, la résistance et le gabarit,aplatis ou non, peuvent, si on le désire, être imprégnés d'une matière imperméable, réfractaire ou calorifuge. On peut aussi, si on le juge bon, sceller la résistance finie dans un boîtier dans lequel on fait le vide ou qu'on emplit d'un gaz Inerte ou autre agent isolant.
Si des prises doivent être établies le long de la résis- tance on peut les exécuter-sous forme de "queues" appliquées comme il a été mentionné précédemment en des points appropriés pendant le bobinage, ou par l'application d'onglets de raccordement oon-
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venbales 60 à la bande de résistance aplatie, comme c'est repré- sent± sur la Fig.6 des dessins.
Bien que la présente invention soit plus particulière- ment applicable à des résistances enroulées avec une seule cou- che de fil, on comprendra qu'elle est aussi applicable à des ré- sistances enroulées à. couches multiples ou autres. De même, s'il convient peut-être mieux d'enrouler le fil de résistance sur un gabarit réellement cylindrique, et de procéder ensuite de la manière décrite, cela ne signifie pas que l'invention soit limi- tée à cette particularité.
Le gabarit peut être pyramidal ou affecter une forme irrégulière, mais il est habituellement établi de telle manière qu'une coupe faite sous un certain angle par rap- port à l'axe de rotation en un point quelconque donne une section conique dont les dimensions sont régulières ou dont les dimensions augmentent régulièrement ou irrégulièrement à mesure que la coupe est faite en des points s'éloignant progressivement de la section la plus faible.
L'expression "non auto-porteur" employée ici en ce qui concerne le gabarit signifie moins que ce dernier possède une rigidité insuffisante pour conserver sa. forme de lui-même, que d'être incapable de résister à la traction à laquelle le fil est soumis pendant le bobinage sans s'a.ffaisser en l'absence d'un mandrin ou d'un support interne rigide.
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1.- Procédé de fabrication d'une résistance électrique en fil bobiné, consistant à monter un gabarit non auto-porteur sur un mandrin de support, à bobiner le fil de résistance étroi- tement sur le gabarit et à rendre la résistance bobinée auto-por- teuse en y appliquant, pendant ou après le bobinage et avant d'en- lever le gabarit du mandrin, un fixatif qui a non seulement pour effet ae fixer le fil sur le gabarit mais aussi de donner de la
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rigidité au gabarit.
2. - Procède de fabrication d'une résistance électrique en fil bobiné, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le gabarit non auto-porteur comporte un ou plusieurs rubans de matière isolante qu'on enroule autour du mandrin et qu'on fixe temporairement à ce dernier.
3.- Procédé de fabrication d'une résistance électrique en fil bobiné, suivant la revendication 2, caxactérisé en ce que le ou les rubans de matière isolante sont enroulés hélicoïdalement sur le mandrin de manière que les bords serceouvernt l'un l'autre.
4.- Procédé-de fabrication d'une résistance électrique en fil bobiné, suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le gabarit enroulé, après son enlèvement du mandrin, est aplati pour produire une bande de résistance en fil bobiné.
5.- Procédé de fabrication d'une résistance électrique en fil bobiné, consistant à monter un gabarit sur un mandrin de support, à enrouler le fil de résistance étroitement sur le gaba- rit, à enlever le gabarit bobiné du mandrin et à l'aplatir subsé- quemment pour produire une bande de résistance en fil bobiné.
6.- Procédé de fabrication d'une résistance électrique en fil bobiné, suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'on fixe l'enroulement au gabarit en y appliquant un fixatif appro- prié avant d'enlever le gabarit du mandrin.
7.- Procédé. de fabrication d'une résistance électrique en fil bobiné, suivant l'une ou l'autre des' revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la bande de résistance aplatie est enroulée hélicoïdalement sur une bobine.
8.- Procédé de fabrication d'une résistance électrique en fil bobiné, suivant 1a revendication 7, caractérisé en ce qu'un? ou plusieurs couches de matière isolante sont interfoliées entre
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les spires de bande de résistance.
9.- Procédé de fabrication d'une résistance électrique en fil bobiné, suivant l'une ou l'autre des revendications 4 à 6, caractérisé en ce quton replie la bande de résistance aplatie une ou plusieurs fois sur elle-même, avec ou sans intercalation de matière isolante entre les plis.
10.- Procédé de fabrication d'une résistance électrique en fil bobiné, suivant la revendication 9, caractérisé en ce que des ailettes de refroidissement sont introduites entre les plis de la résistance. il.- Procédé de fabrication d'une résistance électrique en fil bobiné, suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 10, comprenant en outre le scellement de la résistance dans un boîtier, dans lequel on fait le vide ou qu'on remplit de matière isolante, à volonté.
12.- Résistances électriques fabriquées par l'un quelcon- que des procédés suivant les revendications 1 à 11.