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Perfectionnements apportés à. la fabrication de selfs et d'enroule- ments similaires.
Cette invention concerne l'art de bobiner des enroule- ments, notamment des enroulements de selfs montés sur support; , elle sera décrite en guise d'application à la fabrication de bo- bines mobiles de haut-parleurs, bien ou'elle ne s'y limite pas.
Les bobines mobiles de haut-parleurs comnrennent habi- tuellement soit une, soit plusieurs couches bobinées en hélice sur un support cylindrique en papier imprégné, oui n'est pas plus épais que, disons, 0,005". Quand elles étaient fabriquées suivant des procédés de production en série, jusqu'µ présent ces bobines étaient bobinées "humides"; cela veut dire que, durant . l'opération de bobinage, on applique sous une forme fort fluide, la matière d'imprégnation adhérente qui agglutine le fil et le support du bobinage jusqu'à en faire un tout, puis on l'évaporé '.ultérieurement, par exemple dans un four de séchage. Le "bobinage @
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humide!! est un procédé aussi peu soigne nue coûteux.
De plus, le "bobinage humide!! provoque un. pourcentage de rebuts qui- est anormalement élevé.La raison en apparaîtra clairement quand on aura estimé le fait que l'agent de liaison ne peut contenir qu'un pourcentage faible de matière adhésive solide, puisqu'il doit être applique dans un état extrêmement fluide, et que la force de liaison entre les parties est donc relativement minime, même dans les ensembles qui sont sèches complètement et oui sont parfaits à tout autre égard. Le séchage complet n'est jamais réalisé en pratique parce qu'un enroulement bobiné humide ac- quiert immédiatement une pellicule superficielle qui arrête le solvant du liquide et rend son dégagement difficile, même dans des conditions de séchage accéléré.
Séchées incomplètement, des bobines peuvent retenir pendant de nombreux mois le solvant em- prisonné; quand une telle bobine est soumise à des tensions vi- bratoires normales (par exemple dans la gamme de fréquences acoustiques allant de, disons, 30 à 10.000 c/s), ses spires peuvent "glisser" et réduire à néant les performances du haut- parleur. D'autre part, un séchage prolongé peut faire rétrécir le support de la bobine et voiler celle-ci, rendant nécessaire la mise sur mandrin du support, afin d'essayer de restituer l'assemblage ses dimensions et sa forme primitives.
Le but principal de l'invention est nar conséquent d'obvier aux inconvénients précités, ainsi qu'à d'autres incon- vénients moins apparents du bobinage humide des enroulements actuels et de fournir un procédé ainsi qu'un appareil perfec- tionnés de bobinage de bobines mobiles et d'inducteurs analo- gues (montés sur support).
Un but connexe de l'invention est de créer un procédé et un appareil perfectionnes pour le bobinage à sec et 1-'enro- bage d'enroulements, qui se passent de tout moulage auxiliaire et de tous autres mécanismes et procédas de mise à forme ulté- rieurs.
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Dans l'invention actuelle, on forme tout d'abord sur un arbre ou mandrin un support de bobine recouvert de résine @ synthétique adhérente, thermo-durcissable dans un état inter- médiaire de fusibilité à sa surface extérieure; on chauffe ensuite la matière de revêtement (par exemple en chauffant l'arbre) afin de le rendre collant, et on bobine sur le support le fil pourvu d'un revêtement adhérent similaire (sec), le re- vêtement du fil étant rendu collant au contact de la surface chauffée du support du bobinage, et on porte enfin, par échauf- fement, les deux couches à l'état polymérisé.
Certains détails préférés du procédé et de la construc- tion, en même temps que d'autres buts et avantages de l'in.ven- tion, seront exposés et illustrés dans les dessins annexés, dans lesquels: la fig.l est une vue en perspective d'une machine à bobiner des enroulements multiples, conforme aux principes de l'invention et comprenant un manchon fendu, cylindrique démonta- ble, servant à former un support de bobine, ainsi qu'un outil pour retirer le manchon du mandrin chauffé de la machine. les figs. 2, 3 et 4 sont des vues en bout du manchon fendu de la fig.l, qui montrent la façon dont est enroulée la matière de la feuille constituant la bobine.
La fig. 5 est une vue partielle, en perspective, de la machine de'la fig.l, qui montre le manchon des figs.l à 4 mis sur le mandrin chauffé et subissant une opération d'enrou- lement afin de rendre solidaires les couches de la feuille en- roulée.
La fig. 6 est une vue longitudinale en coupe, qui laisse voir la construction du mandrin chauffé de la machine.
La fig.7 est une vue en perspective agrandie d'un des dispositifs de support et de guidage du fil de la machine.
La fig.8 est une vue en perspective montrant la machine à bobiner en cours de fonctionnement et comprenant le système @
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de dévidage d'ou les fils sont transmis au support de bobine.
La fig.9 est une vue agrandie, en élévation latérale et en coupe partielle à travers un des moulinets d'alimentation de la fig.8 et la fig.10 est une vue en perspective fragmentaire et agrandie de la machine lors de l'achèvement du mouvement de bobinage, les fils étant rompus et tenus en place afin de per- mettre d'ôter du mandrin le support de bobine.
Lors de l'application de l'invention à la fabrication de bobines mobiles, il est préférable d'employer du papier Kraft de bonne qualité, d'une épaisseur comprise, disons, entre 0,0006" et 0,0015", et du fil de cuivre émaillé, ayant la jauge désirée, de recouvrir séparément le papier et le fil de la matière adhé- rente thermo-durcissable et de les laisser sécher à la tempéra- ture ambiante jusqu'au moment où tous les constituants volatils ont été évaporés. Comme matière de revêtement, on peut employer n'importe quelle matière adhésive résineuse devenant collante à. inférieure . une température élevée/à celle requise pour les "durcir" ou les rendre infusibles.
En général, toutes les résines thermo-durcis- sables du type à condensation "au stade A" possèdent cette caractéristique. On peut augmenter les propriétés adhésives de la matière de revêtement par l'ajoute d'une matière adhésive thermo-plastique telle qu'une résine vinylioue, par exemple.
Une formule de matière de revêtement satisfaisante est: PARTIEA
Gelva n 60 (résine d'acétate vinylinue) 200 gr. résine phénolique à 1 degré ............ 200 acétone (solvant) ...................... 1000 PARTIE B Vinylique XYSG(résine à l'acétate vinylicue) 150 gr résine phénolique à 1 degré ................ 150 " alcool éthylique (solvant) .................1200 " (Quand les parties A et B de cette formule sont mélangées, il y a une tendance à la séparation; la matière devrait donc être @ -
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agitée pendant l'opération de recouvrement). D'autres matières adhésives thermo-durcissables et toutes mélangées sont disponi- bles sous diverses marques de qualité.
Unespécialité tout à fait satisfaisante est le "Bostick cement 7008" vendu par "B.B.Chemi- cal C .", de Cambridge, Massachusetts.
Le papier 1, dont sont faits les supports de bobine, tend habituellement à s'enrouler sur son côté recouvert la lorsqu'il est sec et revêtu de son adhésif. Comme l'adhésif doit se trouver sur l'extérieur du support terminé, il est bon de contrarier cette tendance, soit par une tension (par exemple en le présentant à une surface lisse et chaude puis en le rou- lant sur une forme cylindrique soit en enroulant la feuille en sens inverse, par exemple en l'insérant dans la fente 2a d'un manchon métallique et fendu 2, puis en le retirant et en l'enrou- lant sur l'extérieur du manchon, de la façon indiquée par les flèches incurvées des figs. 2, 3 et 4.
Quand le papier est bobiné ainsi sur le manchon métallique 2, on peut empêcher son déroulement avant que le manchon soit placé sur la machine qui bobine l'enroulement, en chauffant la surface recouverte en des points répartis sur son bord. On peut exécuter fort simplement cette opération de "riveta.ge de points", en faisant toucher au papier enroulé le mandrin ou arbre 3, chauffé électriquement, de la machine à bobiner.
La machine représentée dans les dessins est spéciale- ment construite pour l'usage industriel; elle est munie d'un frottoir ou d'un rouleau semblable 4 qui est monté, en corres- pondance exacte avec l'arbre 3, sur un cadre ou support articu- lé 5 de telle sorte que le rouleau peut être mis en contact avec le papier enroulé lorsque le manchon 2, sur lequel est en- roulé le papier 1, est monté sur l'arbre rotatif 3 chauffé électriquement. La chaleur transmise de l'élément de chauffage électrique 6 (voir la fig.6) au papier, pa.r l'intermédiaire du manchon 2, est juste suffisante pour ramollir le revêtement .adhésif sur le papier.
Ainsi, quand la poignée 5a du support 5
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est abaissée (comme le montre la fig.5), le rouleau 4 est mis en contact avec le papier, applique une force de roulement qui agglutine les couches collantes de papier et en fait un composé cylindrique et lisse. Lorsque l'opération de roulement est ter- minée, le rouleau 4 est repoussé et le papier collant est prêt à recevoir le ou les fils.
On peut bobiner simultanément n'importe quel nombre d'enroulements compris dans les limites de la longueur de l'arbre 3 de bobinage. Comme le représente la fig.8, la machine est installée pour bobiner 9 enroulements. Ici, les 9 bobines d'a.li-
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tentation Sl - S9 sont montées également espac4es sur un châssis triangulaire 7 au-dessus et à l'arrière de l'arbre 3; les fils individuels W1-W9 descendent en passant sur les roulettes fixes
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RI-R\:" puis de là., vers levant et vers le biut, sur des pièces r2.in1.;rc\es de guidage mises sur une tige 8 pourvue d'un.
Touvement axial;, parallèlement à. l'axe de l'2:rhrp 0, coma,?n.c7,. par -un levier à, pin 8¯ si-tu.- sur la 1::1'-'3e de' 1" n^wchz.n'. Lors de l'inst211tioD des fils ,y-ty, avant 1,'ooJ,'rt+ion do bobinage, l'ear:it libre c'e <;1;jg.i#e fil est intc-nu.^.- jc. ^c,ue ;'''1' unn att,''c108 .<i¯psj;1<,ve 3 (voir 1;' i'ia.7) sitloe si -, 1-- flxcs pxtrc'rne d'rn "doigt" cur deux (les doigts i;l-;-,cirs) C01Jri.,' c1c,n, 1.0 pnires de 1:: doigts!! ci" !!,l1iè,:,9 du fil, F'l é 1"zo, fii;1 4nr'1' '11c;n,tps srr une tige le) S1.D :'o:'t':e ",1F'r un c)1ssj:3 ^1''i-¯¯.'l'n¯ 11. derrinrp !'rre de in ({"-'cl1jne Ccr'll:G le 'contre 1''' î.<, J, 1'e;e r1n C1:.C1JC; bobine d''''li"'cnb'tic'r 21, etc... est -1)011T.ïT1J == '1:1 e<- br ;,ge i T¯, cour faciliter le r1)1c(lot r'r 1. 1llmj.nr , et el' 1.'1' frein ;
fri c ti on, ;'Cl7r ',", c, i"CI t 8jl '1,1' 11' tE'-'S i ('1:' ''''u fil 1. '[18'11211 tout,<: l'o)'r2ti(lr: d!= oci,in.'e.
¯apréi 11roulet du support dE Prll? et ct0rpnt du l'()V]J:21' 4- on retire:, C'"'P('l)O " 11 de Sr"7 t+.;<c:-.; 9 et on 1.0 =zir,cq, sur 1 surface coll.!nte du supnort de 'n'ï-n9 1:' "'J"rt?lln+;. a t!J¯.1JC!lP du "doigt" i'f-''-1.^, "'fin 60 f'01J!'n:;J' 11110 lnn;'"n;'11r sun- pir-entaire de fil formant la connexion de la bobine, ."près en- levèrent de celle-ci du support de bobine. Des les fils @
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viennent en contact avec la surface chauffée du supportde bo- bine, ils sont tenus solidement grâce à la matière adhésive et
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collante oui s'y trouve.
L-opr-rat(-,ur lève ensuite 1 1Joî,oen6e lla du support articula 11 et 'porte ainsi les doigts de guidage du .fil F1 - F 20 à proximité de l'arbre 3, chauffé et pouvant tourner, sur lequel est monté le manchon 3 pour le support de bobine 1, mais.sans contact des doigts avec l'arbre. Les doigts
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Fl, etc.. sont maintenus dans'la a position 1 ev:e oue montre lm fig.8, au noyen d'vn contre-poids '14(voir la fig.l) et d-'un ressort 15 au-dessus du centre (voir 1;? fig.8) oui est "tt'-1cb/ à un extr4.qlit' a la tige 10,et, à son autre extrrr.it, à là base 16 de la l:1.9C11il1e. On déplace ensuite vers la droite le le- vier 8a.
Ceci fait glisser vers la. gauche la tige 8 à déplacement ax3:als . laquelle sont fixs les guides rainures du fil F1 etc.. et -et ces guides dans la position de départ.
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Lorsqu-'on a. ôté des attaches toutes les p.xtrc;it0s des fils, lorsqu'on les a appliquées au support de bobine 1 et lorsqu'on e levé le levier Ils., l'arbre est mis en rotation pendant le nombre de tours nécessairela confection d'une
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bobine airant le nombre de tours d-sir-'. Comme le contre 1: fig.l, on peut trDl1gettre la puissance nécessaire la rott10n -de l'arbre 7 et au fonctionnement du compte-tours classique 17, soit par une poulie à rain 18, soit par une courroie 19.
Dans le dernier cas, la courroie peut être .entraînée par un 'moteur
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électrique (non repr2'sent,,) cor",('1i!ndr par tm interrupteur action- né -il pied (et non représente).
Les limites de longueur des bobines individuelles Cl,
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C2, etc. sont d/.teril1es par des paires de doigts Fj-F2, F2-FS, etc.. Comne il a. Rte dit, la tige 8, sur laquelle sont montés les guides rainurés du fil Ml, etc.. peut être dé- placée axialement par rapport aux doigts F1, etc.. et à l'arbre 3, sous la commande du levier ou bras 8a. Lorsqu'on enroule une bobine mobile ou une pièce semblable à plusieurs couches, il est donc simplement nécessaire de déplacer vers la gauche le A
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bras a.rticulé 8a, au moment où le fil comprenant la couche in- férieure atteint le côte des doigts pairs (F2, F4, etc...), ?fin de commencer la seconde couche ou couche bobinée en sens inverse.
Ce mouvement du bras 8a vers la droite déplace vers la droite la tige 8 qui supporte les guides rainures du fil etc.. Si on le désire, on peut évidemment régler l'écartement des trous compris dans chaque couche, en modifiant tellure du mouvement du levier 8a, par exemple au moyen d'une came (non représentée).
Dans cette dernière circonstance, il vaut mieux installer la tige 8 un peu plus près de l'arbre sue ne l'indiquent les dessins.
Sur la fig.8, la tige 8 a atteintla limite de son mouvement dans la direction de retour (vers la gauche). Cela veut dire que les fils W1-W2, etc.. ont atteint leur point de départ près des faces des doigts impairs Fil etc.. et que l'opération de bobinage est terminée. Pendant oue la barre 10 se trouve encore dans sa position -'levée, l'opérateur tire chaque fil au-dessus de l'extrémité du doigt voisin (impair) F1, F3, etc.. et, ce faisant, la place sous l'attache Elastique 9 située sur le doigt en question;
puis il rompt simultanément tous les fils, en abaissant simplement la poignée 11a du châssis articulé de support 11, malgré la force de déviation du contre-poids 14 et du ressort décentré 15 (fig.8). Comme le montre la. fig.10, 7.'arc du mouvement du châssis 11 (sur lequel sont mentes les doigts de guidage FI, etc..) est tel lors- que le châssis est abaissé, les extrémités libres des fils W1, W2, etc..
sont maintenues dans une position verticale et aisé- ment accessible, et rue les extrémités de bobinage des fils sont "collées" convenablement à la matière adhésiwe mise sur le support de bobine 1, grâce à la force eppliquée aux fils durant l'opération de sectionnement.
Pour retirer de l'arbre 5 le menchon2sur lequel est monté le support de bobine, il est d'abord nécessaire de libérer le palier 20 au bout extérieur de l'arbre. Cela se fait en tournant deux vis-papillon 21 et 22. La vis supérieure 21 libère A
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l'axe 23 sur lequel est monté le palier susdit, tandis que la vis inférieure 22 libère le montant 24 qui supporte le dit axe, permettant ainsi au support 24 de pivoter vers l'arrière, hors du chemin de l'arbre 3.
Lorsque le manchon métallique 2, sur lequel est monté le support en papier de la bobine, est ajusté de façon serrée sur l'arbre 3, son enlèvement de l'arbre est fa- cilité par l'emploi d'un outil 25 semblable à une pince et représenté sur la fig.l. Une des mâchoires cylindriques de cet outil renferme une goupille 25a dirigée vers l'intérieur et qui pénètre à l'intérieur d'une rainure hélicoïdale 3a pratiquée dans l'arbre. Ainsi, .quand on referme les mâchoires de l'outil autour du boùt Intérieur de l'arbre et quand on fait tourner' l'arbre (par exemple au moyen de la poulie à main 18), la gou- pille 25a suit la rainure 3a et pousse le manchon 2 vers l'ex- térieur, en direction et hors du bout.,libre de l'arbre.
Quand la forme métallique sur laquelle sont bobinés le papier et les enroulements comporte un manchon "fendu", comme le montrent les dessina, il sera bon de réduire le diamètre de la dite forme lors de son enlèvement de l'arbre 2. Cela facilite évidemment l'enlèvement du support en papier de la. bobine, du dit manchon. Etant donné qu'il est souhaitable de glisser 'le support en papier 1, encore collant sur une forme métallique pendant le durcissement thermique de la matière a.dhésive, il est cependant commode habituellement d'utiliser une forme cylindrique classique (non fendue) pendant toute l'opération de bobinage, puisqu'on peut employer dans ce cas la même forme pendant l'opération de durcissement.
En tout cas, quand l'opé- ration de bobinage est terminée, le support-en papier 1, monté sur son support métallique, cylindrique, intérieur et provisoi- ré, est soumis à une température supérieure à celle utilisée pendant le bobinage, afin de durcir les revêtements adhésifs résineux sur le papier et sur le fil. On peut employer un four classique (non représenté), à cette fin. On peut découper en= suite le support en papier des bobines en longueurs disconti- @
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nues se rapportant chacune individuellement à une bobine unique.
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Il est clair à présent nue l'invention 2ctupllc four- nit 'un proc0d/ perfectionna de "bobin.-ge à sec" d' onroule "ents l-Jont4s sur des supports, :-insti \'lJ'Un ppppreil destin/. à cette opération, et 0u'elle essure en outre une structure de bobine qui conserve sa forme durant toute l'opr,tion d'sse'lee et qui est pratiquement à l'abri des vibc;tions, de 1'111J1idit(, et des variations de température.
R S¯V B 14 D¯I C A T 1 0 él S
1) Le mode de fabrication d'un enroulementmonté sur supporta pu moyen. de fil, d'un support debobine et d'un revê-
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tement. sec en ratière adhesive, et se trou- vont dans un t8t intermédiaire de fusibilité c8rctrisf, par le bobinage du fil sur le support de bobine susdit pendant au'il est soumis au revêtement a sec à une te111:<"Ár"t1Jre suffit- samment 'levée pour rendre co7¯7¯?nt ce revêtement mais ?as en- core assez llev6e pour durcir tbervnicmesnt 1" dite Fl" tire adhésive, et par l' exioosi tïen de 1 dite bobine montre sur un support, après le bobin2ge susdit, à une température suffisnm- ment Ólev{e pour durcir complètement la dite matière 2dhsive.
2) Le proc6dF suivant la revendication 19 c^r;ctFrïse en ce roue le fil est recouvert de 10 potière èh5ive, thermo- durcissable et se trouvant dpns un ét2t intermédiaire de fusibi- lit4, et en ce que le support de bobine est Cll'''110 pAnd'1l1t nue