Appareil à inductance variable La présente invention a pour objet un appareil à inductance variable qui est caractérisé en ce qu'il com prend un tambour isolant non cylindrique monté de façon à pouvoir tourner autour de son axe, la surface du tambour présentant un gradin hélicoïdal, en ce qu'une partie d'un ruban conducteur est enroulée, à une de ses extrémités, sur le tambour pour former une bobine, en ce que l'autre partie du ruban est tirée à l'écart du tam bour en étant soumise à une tension,
en ce qu'il com prend des moyens pour établir le contact avec le ruban de façon que la bobine disposée sur le tambour consti tue une inductivité, la partie du ruban située de l'autre côté des moyens de contact ne faisant pas partie de cette inductivité, le nombre de spires sur le tambour et par conséquent la valeur de cette inductance dépendant du déplacement angulaire du tambour, à partir d'une posi tion de repère.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue depuis dessus d'une forme d'exécution montée sur la paroi d'une pièce d'équipe ment électrique, avec arrachements partiels.
La fig. 2 est une vue en bout selon la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue de la plaque de montage de l'appareil, selon la ligne 3-3 de la fig. 1, d'autres parties ayant été omises, mais représentant l'engrenage d'entrai- nement.
La fig. 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la fig. 1.
La fig. 5 est une vue en élévation frontale depuis la droite de la fig. 4 et le bas de la fig. 1 mais représentant l'ensemble retiré de la paroi de l'équipement électrique.
La fig. 6 est une vue intérieure des disques selon la ligne 6-6 de la fig. 4. La fig. 7 est une vue en coupe selon la ligne 7-7 de la fig. 1.
La fig. 8 est une vue en coupe selon la ligne 8-8 de la fig. 7.
La fig. 9 est une vue en coupe selon la ligne 9-9 de la fig. 1.
La fig. 1 représente une forme d'exécution préférée qui comprend une plaque de montage 12 sur laquelle est montée une inductivité 1 et une capacité 2. L'extré mité de plus petit diamètre de l'inductivité est reliée à l'une des armatures de la capacité par des moyens con ducteurs 3.
L'autre extrémité de l'inductivité peut être reliée directement à l'autre armature de la capacité de façon à constituer un circuit résonnant parallèle, ou bien les autres extrémités de l'inductivité et de la capa cité peuvent être séparées électriquement afin de cons tituer un circuit résonnant série. Les moyens destinés à varier la capacitance sont constitués par des plaques concentriques 5. Les moyens destinés à varier l'induc- tivité sont constitués par les tambours 6.
Les moyens communs pour régler simultanément l'inductivité et la capacité sont représentés en 7. L'appareil est agencé pour pouvoir être monté sur un panneau frontal 8 d'une pièce d'équipement électrique.
L'inductivité comprend un ruban métallique 13, for mant l'enroulement de l'inductivité, ce ruban étant de préférence mince et en matériau de faible résistance électrique. Le ruban 13 est enroulé sur un tambour 14 donnant sa forme à l'enroulement et sur un tambour d'emmagasinage 15. Le tambour 14 est en matériau isolant, au moins sur sa surface extérieure. Le matériau constituant le tambour 15 ne joue aucun rôle au point de vue électrique et pour des raisons de construction, il est de préférence en métal. Il y a lieu de noter que le tambour 14 est de forme conique.
Bien que le tambour 14 présente une génératrice rectiligne, il est clair que cette dernière pourrait également être courbe tout en remplissant la plupart des buts proposés par l'invention. Comme on l'a indiqué dans l'introduction, le tambour 14 peut être de toute autre section non cylindrique nécessaire pour obtenir la courbe désirée représentant l'inductance en fonction du nombre de spires sur le tambour 14.
Le tambour présente un gradin de forme hélicoïdale 16, les différents tours du gradin étant de préférence séparés par une arête de forme hélicoïdale 17. De même, le tambour d'emmagasinage présente un gradin 18 et une arête de séparation ou guidage 19. L'une des extrémités physique et électrique du ruban 13 est reliée électriquement à une douille métallique 20 (fi-, 8) qui est fixée à l'extrémité étroite du tambour 14. L'autre extrémité physique du ruban 13 est reliée à l'extrémité de plus grand diamètre du tambour d'emmagasinage 15 par une goupille 21.
Toutefois, l'autre extrémité électrique de l'inductivité est est en réalité constituée par l'endroit où la bande 13 pénètre dans un boiîtier métallique 22 entourant le tam bour d'emmagasinage 15.
Comme représenté notamment aux fig. 1 et 9, une barre de contact métallique 23 est fixée le long d'une rainure 24 du boîtier 22 par des vis 25. Deux lames élastiques en métal 26 et 27, sont fixées au boîtier 22, de l'autre côté de la rainure 24, ces lames coopérant avec un rebord 23 pour former un guidage et une con nexion électrique pour le ruban 13 de l'inductivité. Les lames de guidage 26 et 27 sont fixées par des vis 28. Le boîtier 22 présente un renflement 29 dans lequel est logée une tige de verrouillage et de déverrouillage 30, présentant une face plane.
Dans la position représentée à la fig. 9, la tige 30 permet aux lames 26 et 27 d'exercer une pression légère contre le ruban 13, ce qui permet à ce dernier de glisser facilement entre la lame 27 et 1e rebord 23, lorsque les tambours 14 et 15 sont mis en rotation pour régler l'inductance et la capacitance. Tou tefois, lorsque la tige 30 est pivotée, elle applique la lame de guidage 27 fermement contre le ruban 13, pour ver rouiller l'enroulement contre tout déplacement mécani que et pour établir une bonne connexion électrique entre le ruban 13 et le boîtier 22.
Le boîtier 22 et la plaque de montage 12 sont séparés électriquement, mais sont reliés mécaniquement à l'aide de trois tiges isolées 31 qui sont fixées à la plaque 12 par trois aeillets 32 et au boîtier 22 par trois oeillets 33, ceci à l'aide de vis.
Le tambour 14 est porté, à l'une de ses extrémités, par la plaque de support 12 et à l'autre extrémité par une armature métallique 34. De façon plus précise, la plaque 12 présente un bossage 35 dans lequel est engagé un axe tubulaire 36. Une roue dentée 37 est montée à rotation sur l'axe 36 et est fixée à l'une des extrémités d'un support cylindrique 38. L'autre extrémité du cylin dre 38 est reliée à un disque 39, fixé dans l'extrémité du tambour 14 et monté à rotation sur l'axe 36.
Ainsi, le tambour 14 est fixé de façon rigide avec la roue dentée 37, avec laquelle il tourne. Comme représenté aux fig. 1, 2 et 8, l'extrémité de petit diamètre du tambour 14 est montée à rotation sur un arbre 41 au moyen du manchon 20.
L'extrémité supérieure de l'arbre 41 est filetée de façon à constituer un mécanisme de blocage. De façon plus précise, l'arbre 41 est empêché de tourner, par un collier 42 disposé à l'extrémité d'une armature 43, de faible longueur, qui est reliée à l'armature plus longue 34 par une vis 44.
L'arbre 41 est également supporté par un collier 45 disposé à une extrémité de l'armature 34, dans lequel collier l'arbre est monté de façon à pouvoir tourner et glisser axialement. Un écrou de blocage 46 est vissé sur l'arbre 41, étant représenté dans sa position desserrée pour laquelle la douille 20 peut tourner librement autour de l'arbre 41. L'arbre 41 présente un filetage à gauche de sorte que lorsque l'écrou 46 est tourné en sens inverse des aiguilles de montre, vu depuis le sommet de la fig. 1, il se déplace vers le bas sur l'arbre et vient buter contre le collier 45.
Ce déplace ment appuie fermement la douille 20 contre le collier ce qui empêche la rotation de la douille 20, et par consé quent celle du tambour 14.
Le tambour d'emmagasinage 15 est supporté, à l'une de ses extrémités, par la plaque 12 et à l'autre extré mité, par une douille 51 montée sur la capacité 2. De façon plus précise, la plaque 12 présente un bossage 52 dans lequel un axe 53 est monté à pivotement, cet axe étant maintenu en place par une rondelle 54 et une vis 55. Les extrémités de l'axe 53 sont de préférence en métal tandis que la partie centrale est en matériau iso lant. Une roue dentée 57 est solidaire de l'axe 53 et vient s'appuyer contre une extrémité d'un cylindre d'espace ment 58, ceci de façon à pouvoir tourner. L'autre extré mité du cylindre 58 est fixée à un disque 59 en matière isolante, lequel est fixé rigidement dans l'extrémité du tambour 15 et est monté à rotation sur l'axe 53.
Ainsi, l'axe 53 et la roue dentée sont reliés rigidement de façon à tourner ensemble, mais le tambour 15 n'est pas relié rigidement à l'axe 53 ou à la roue dentée 57. Par contre, le tambour 15 est entraîné par un ressort spiral en métal 60. L'extrémité intérieure du ressort 60 est reliée à l'axe 53 par une cheville 61, l'extrémité extérieure étant reliée au cylindre 58 par une vis 62. Le ressort 60 est enroulé, lors du montage, de sorte que quelque soit la posi tion de la roue dentée 57, le tambour est toujours solli cité en sens inverse des aiguilles de montre, vu depuis le dessous de la fig. 1. Il en résulte que le ruban 13 est toujours soumis à une tension constante de façon à assu rer un fonctionnement doux.
L'extrémité de petit dia mètre du tambour 15 porte un disque d'extrémité 63. présentant un trou central ajusté à rotation autour de la, douille 51 de la capacité.
La capacité est constituée par une capacité variable conventionnelle dont le diélectrique est constitué par le vide, par exemple du type décrit en détail dans le brevet américain. No 2740927, publié le 3 avril 1956, au nom de Jo Emmett Jcnnings et ad.
La capacité comprend un ensemble fixe d'arma tures cylindriques 66, et un ensemble mobile d'arma tures cylindriques 67, reçues télescopiquement dans l'en semble fixe. L'ensemble mobile 67 est porté à l'une des extrémités de la douille de commande 51 et est fermé par un soufflet métallique souple 69. L'autre extrémité de la douille 51 est vissée sur l'extrémité de l'axe 53. La douille 51 ne tourne pas et est supportée de façon à pou voir coulisser axialement dans un manchon 70.
Ainsi, lorsque l'axe est mis en rotation, il provoque le déplace ment de la douille 51 le long de l'axe de la capacité de façon à augmenter ou diminuer le degré de recouvrement des armatures 66 et 67. De façon plus précise, l'axe 53 présente un filetage à gauche de sorte que lorsqu'il est tourné dans le sens des aiguilles de montre, vu depuis le dessous de la fig. 1, la douille 51 soit déplacée vers le haut de façon à augmenter le recouvrement des arma tures 66 et 67, et par conséquent à accroître la capacité.
L'extrémité supérieure de la capacité, vue de la fig. 1, présente un montant creux 71 auquel est fixé un collier fendu 72, disposé à l'extrémité de l'armature 34. L'extré mité inférieure de la capacité porte un anneau de mon tage 73 destiné à relier mécaniquement la capacité au boîtier 22. Si l'anneau de montage 73 était directement en contact avec le boîtier 22, l'inductivité et la capacité seraient automatiquement connectées de façon à cons tituer un circuit résonnant parallèle.
Afin de rendre l'ap pareil plus souple, un anneau isolant 74 est inséré entre le boîtier 22 et l'anneau de montage 73, ce dernier étant maintenu en place par des vis isolantes 75. Ainsi, à la fig. 1, les extrémités de l'inductivité et de la capacité sont séparées électriquement. De manière plus précise, l'extré mité inférieure de la bobine d'induction 13 se termine électriquement au boîtier 22 par le contact avec les lames 23, 21, tandis que l'extrémité inférieure de la capa cité se termine à l'anneau 73. Ainsi, le boîtier 22 et l'an neau 73 peuvent être reliés séparément au circuit associé pour former un circuit résonnant série, ou bien le boî tier 22 et l'anneau 73 peuvent être reliés ensemble de façon à former un circuit résonnant parallèle.
Une ron delle 76 est disposée entre le disque 63 et le manchon 70 pour faciliter la rotation du disque 63 et du tambour 15 relativement au manchon.
Le réglage simultané est assuré en faisant tourner les roues dentées 37 et 57. On décrira maintenant les moyens destinés à faire tourner ces roues ainsi que le fonctionnement des moyens de blocage 30 et 48. Une roue dentée centrale 77 engrène avec les deux roues 37 et 57 en les faisant tourner dans la même direction. Comme il ressort clairement de la fig. 4, la roue 77 est fixée par des rivets 78 à l'extrémité de plus grand dia mètre d'un axe en gradin creux 79. L'axe 79 est monté à pivotement dans un bossage 80 de la plaque de mon tage 12, cet axe étant maintenu en place par un anneau à déclic 81. Un bouton de réglage 82 est fixé à l'extré mité extérieure de l'axe 79 par une vis de serrage 83.
Ainsi, la rotation du bouton 82 provoquera la rota tion des roues dentées 77, 37 et 57, ce qui variera les inductance et capacitance de la manière décrite ci-dessus en détail. On décrira d'abord les moyens d'indication de la position de l'ensemble. L'extrémité intérieure du bou ton 82 présente un premier disque 84 fixé au bouton à l'aide de vis 85. Un disque formant vernier 86 est également actionné par la rotation du bouton 82. L'axe 79 présente une section dentée 87 coopérant avec un pignon 88 qui entraîne le disque 86 formant vernier. Le disque 86 est monté à rotation sur un axe 89 formant également pièce d'écartement et qui émerge d'une pla que d'écartement 90.
La plaque 90 est fixée à la plaque de montage 12 par des vis 91, qui traversent un panneau 8 de la pièce d'équipement électrique principale et qui sont engagées dans des bossages 91'. Il y a lieu de noter que si huit bossages sont prévus (fig. 3) deux seulement sont utilisés. Les bossages supplémentaires permettent le montage de l'appareil avec les tambours 14 et 15 orientés verticale ment au lieu de l'être horizontalement, ou dans une posi tion intermédiaire ; dans tous les cas les disques 84 et 86 demeurent orientés verticalement afin d'en faciliter la lecture. L'ensemble des disques est fermé par un cou vercle 92 qui présente des rainures de lectures circu laires 93. Le couvercle 92 est maintenu en place par des vis 99, vissées dans la plaque 90.
Les moyens de verrouillage 30 et 46 sont comman dés par un bouton de verrouillage 94 fixé par une vis de réglage 95, à l'extrémité extérieure d'un axe métal- ligue 96 monté à pivotement dans un axe creux 79. Un axe isolant 97 est fixée à l'axe 96 par une groupille 98. L'extrémité arrière de l'axe 97 est supportée par un man chon 100 prévu sur l'armature 34. L'écrou de serrage 46 est commandé par un axe isolant 97, ceci par l'inter- médiaire d'un mécanisme comprenant un bras de com mande et un collier<B>101</B> fixés à l'axe 97, un bras de liaison 102, un bras 103 monté sur un écrou 46, et des vis de liaison 104 et 105.
De même l'axe de verrouillage 30 est commandé par l'axe 97, ceci par l'intermédiaire d'un mécanisme comprenant un bras de commande et collier 106, un bras de liaison 107, un bras 108 disposé sur l'axe 30, et des vis de liaison. <I>Fonctionnement</I> L'appareil est représenté au dessin dans sa position non verrouillée, prêt pour le réglage de l'inductance et de la capacitance.
Etant donné qu'il est indiqué d'utili ser l'appareil dans un système dans lequel l'inductivité 1 et la capacité 2 forment un circuit résonnant et que le rapport entre l'inductance et la capacitance de ce circuit demeure constant dans la gamme de réglage, l'induc tance et la capacitance sont agencées de façon à aug menter et diminuer simultanément, dans le même sens et de la quantité nécessaire pour maintenir constant le rapport entre l'inductance et la capacitance.
De manière plus précise, lorsque le bouton 82 est tourné dans le sens des aiguilles de montre, le tambour 14 tourne en sens inverse des aiguilles de montre. Ceci a pour effet de diminuer la longueur effective de la bobine et de diminuer la valeur de l'inductance. En même temps, l'axe 53 tourne en sens inverse des aiguil les de montre, ce qui fait diminuer la valeur de la capa. chance comme expliqué plus haut. Une diminution de l'inductance et de la capacitance provoque une augmen tation de la fréquence de résonance du circuit. Pour diminuer la fréquence de résonance, on tourne le bouton en sens inverse des aiguilles de montre afin d'augmen ter la valeur de l'inductance et de la capacitance.
Lorsque le bouton 82 a été tourné à la position vou lue, le bouton de verrouillage 94 est tourné dans le sens des aiguilles de montre. Ce mouvement provoque, par l'intermédiaire de la liaison 101-103, la rotation de l'écrou 46 de manière qu'il vienne buter contre le col lier. Ce déplacement de l'écrou 46 sert à la fois à blo quer le tambour 14 contre toute rotation et à établir le contact électrique entre la douille 20 et l'arbre 41. En même temps que l'écrou 46 est actionné, la liaison 106 108 fait tourner la tige 30 de façon à presser les lames 26, 27 contre le rebord 23.
Le but principal de l'action de verrouillage exercée par le rebord 30, est d'établir un bon contact électrique entre le ruban 13 et le boîtier 22, le verrouillage mécanique n'étant qu'un but secon daire.
La forme effilée du tambour 14 a plusieurs fonc tions. L'une de celles-ci est d'adapter les variations de l'inductance et de la capacitance, obtenues pour un tour de bouton 82. De manière plus précise, les courbes représentant l'inductance et la capacitance en fonction du nombre de tours du bouton 82 doivent être consti tuées par deux lignes droites et parallèles. Un tambour d'inductivité cylindrique ne donnerait pas l'adaptation voulue entre l'inductance et la capacitance.
Une autre fonction de la forme effilée est de former un minimum de capacitance distribuée, ce qui résulte du fait que les bords des spires adjacentes formées par le ruban 13 sont décalés. Une autre fonction de la forme effilée est d'aug menter l'efficacité en formant un bobine dont le diamètre va en décroissant avec l'inductivtié.