Brevet FR2124609A1 — publié le 19720922

i 2124609 L'invention concerne un procédé permettant le bobinage d'un transformateur, en particulier un transformateur de séparation branché entre m récepteur de télévision et un appareil d'enregistrement d'images de télévision (video-recorder), 5 procédé suivant lequel les enroulements primaire et secondaire sont bobinés l'un sur l'autre à l'aide de couches intermédiaires isolantes. L'invention concerne également un dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé. L'adaptation des récepteurs de télévision aux 10 appareils d'enregistrement d'images de télévision nécessite la séparation galvanique du récepteur par rapport à l'appareil.• Ce critère de sécurité internationale est basé sur le fait que le châssis du récepteur est raccordé au réseau, tandis que le châssis de l'appareil d'enregistrement est raccordé à la 15 masse. Une adaptation particulièrement intéressante s'obtient si, à l'aide d'un transformateur de séparation à grande largeur de bande, le récepteur et l'appareil d'enregistrement sont interconnectés en ce qui concerne les tensions à fréquence vidéo. Pour obtenir une basse fréquence de coupure 20 inférieure et une consommation de courant qui n'est pas trop élevée pour une tension en créneaux de 50 Hz, le coefficient de self Lg d'un tel transformateur doit être supérieur à 500 mH. En même temps, la fréquence do coupure supérieure doit être égale à environ 5 MHz. Les deux exigences précitées doivent 25 être satisfaites tout en respectant les critères de sécurité imposés. Comme transformateur de ce genre, il est connu d'utiliser un noyau cuirassé exempt d'entrefer et réalisé en ferrite ayant une perméabilité effective jie^>2000. Dans ce 30 cas, les deux enroulements constituant le transformateur sont alors bobinés bifilairement en plusieurs couches successives. Toutefois, cette construction a l'inconvénient que pour obtenir une tension de claquage suffisante, les fils constituant tant l'enroulement primaire que l'enroulement secondaire doivent 35 être recouverts d'une couche isolante de polytétrafluoréthylène. Cette couche isolante ne peut pas être une couche de laque ; elle est formée du fait que les fils précités sont entourés de minces fils en polytétrafluoréthylène, ce qui entraîne des frais élevés. Par conséquent, la construction simple d'un tel transformateur •40 entraîne toutefois des frais de matériau extrêmement élevés. 72 04454 a 2124609 L'objet de l'invention est un procédé permettant le bobinage d'un transformateur et suivant lequel il est possible d'utiliser des fils isolés par une laque ne devant pas répondre à des critères spéciaux en ce qui concerne son pouvoir isolant. 5 Conformément à l'invention, le but visé est atteint du fait que l'on pose alternativement au moins une couche de spires primaires et au moins une couche de spires secondaires, les fils destinés à former l'enroulement primaire et ceux destinés à former l'enroulement secondaire provenant 10 de bobines d'alimentation distinctes, tandis que pendant la pose d'une couche de spires sur la couche de spires précédente recouverte d'une couche intermédiaire isolante, on continue de bobiner le fil formant cette couche précédente de façon à former une couche auxiliaire à côté du transformateur à bobiner, 15 ce fil étant utilisé ultérieurement pour le bobinage d'une couche de spires suivante. Puisque les enroulements primaire et secondaire sont bobinés alternativement en plusieurs couches successives, on établit un couplage magnétique extrêmement fort nécessité 20 entre les deux enroulements. Du fait qu'entre les spires des diverses couches de spires il n'existe que de très faibles écarts de tension, le claquage entre deux spires adjacentes de ce genre est pratiquement exclu. Des écarts de tension plus élevés ne peuvent se produire qu'entre les couches superposées 25 constituant les enroulements primaire et secondaire. Toutefois, en ayant inséré une couche intermédiaire isolante de bonne qualité, lesdites couches sont séparées l'une de l'autre, de sorte qu'un claquage est exclu. La tension de claquage aux jonctions entre les diverses couches peut encore être augmentée 30 si auxdits endroits, on dépose par pulvérisation une substance isolante. L'invention ne permet pas uniquement l'emploi d'un simple fil de cuivre revêtu de laque, mais également le bobinage des enroulements primaire et secondaire sans devoir 35 interrompre le fil aux extrémités de couches. Suivant un mode de réalisation avantageux du procédé conforme à l'invention, le sens suivi lors du bobinage des couches formant les enroulements reste toujours le même et le mandrin de bobinage tourne alors toujours dans le même sens, 40 tandis que, le mandrin tournant dans le sens opposé, il se produit 72 04454 3 2124609 toujours une interruption du bobinage des couches, et pendant cette interruption, on n'enroule ou on ne déroule que des couches auxiliaires situées à côté d'unè seule extrémité ou à côté des deux extrémités du transformateur. Etant donné que 5 le sens de bobinage reste toujours le même, on améliore le facteur de remplissage de cuivre, tandis que l'inversion du sens de rotation du mandrin de bobinage permet le bobinage des couches auxiliaires de manière telle que les couches constituant les enroulements primaire et secondaire alternent continuellement 10 sans interruption de fil. Suivant un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, le bobinage est effectué de façon qu'après le bobinage d'une couche auxiliaire - ce qui commence toujours directement à côté d'une couche de spires il se produit 15 toujours le déroulement immédiat de cette couche auxiliaire ; et que lors de ces déroulements de couches auxiliaires, le fil déroulé est rebobiné sur la bobine d'alimentation. En rebobinant le fil sur la bobine d'alimentation correspondante, on obtient que pendant toute la durée du bobinage, le fil reste tendu, 20 ce qui permet d'éviter des difficultés qui lors du bobinage pourraient aller de pair avec une réduction de la tension imposée au fil. Tant pour pulvériser que pour insérer la matière isolante sur et entre les couches distinctes, il est possible 25 d'utiliser le polytétrafluoréthylène pouvant se présenter soit sous f^rme de vapeur soit sous forme de pellicule. Pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, on utilise un dispositif équipé d'un mandrin de bobinage et des bobines d'alimentation de fils d'enroulement, 30 ce dispositif étant remarquable en ce que d'une part, des deux côtés d'une carcasse d'enroulement placée sur le mandrin ou d'un espace de bobinage existant sur le mandrin, ce dernier est prolongé au moins de la longueur dudit espace, et que d'autre part, les parties de mandrin situées de part et d'autre de 35 l'espace de bobinage, sont conçues pour porter les couches auxiliaires. De cette façon, le mandrin de bobinage porte donc les couches auxiliaires au cours de la durée que nécessitent leurs bobinage et débobinage. Suivant un autre mode de réalisation du dispositif 40 conforme à l'invention, les bobines d'alimentation sont liées à 72 04454 4 . 2124609 un dispôsitif d'entraînement fonctionnant sans arrêt, l'ensemble étant conçu de façon que lors du déroulement du fil, ledit dispositif d'entraînement agisse comme frein. A cet effet, ces bobines peuvent être liées au dispositif d'entraînement par 5 exemple par l'intermédiaire d'un accouplement à friction. Il se peut également que le dispositif d'entraînement soit formé par un moteur asynchrome à fort glissement. Tous ces modes d'entraînement imposent une traction permanente au fil sur les bobines, que le fil soit bobiné ou déroulé. 10 Suivant un troisième mode de réalisation du dispo sitif conforme à l'invention, la carcasse glissée sur le mandrin de bobinage est munie de joues à évidements diamétralement opposés. En guidant le fil à travers ces évidements et en inversant le sens de rotation du mandrin, il est possible de 15 modifier le sens de bobinage du fil pour former les couches auxiliaires. Enfin, suivant une dernière réalisation de l'invention, la carcasse peut être supprimée, le fil étant bobiné directement sur le mandrin. Pour guider axialement le 20 fil et pour limiter les couches de spires, le mandrin est muni de broches de guidage. La description suivante, en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. 25 La figure 1 est une vue en perspective d'une carcasse destinée à un transformateur fabriqué par la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en profil d'un mandrin de bobinage utilisé pour le bobinage du transformateur. 30 Les figures 3 à 8 illustrent différents stades successifs du bobinage effectué conformément à l'invention. Sur la figure 1, la carcasse destinée à un transformateur conforme à l'invention, est formée par un tube 1 pouvant être glissé sur un noyau cuirassé, les extrémités de 35 ce tube étant munies de joues 3. Ces joues 3 comportent des évidements 5.» diamétralement opposés, dont l'emploi sera es expliqué plus tard. Le mandrin de bobinage 7 représenté sur la figure 2 est légèrement conique, la longueur du mandrin atteignant environ quatre fois celle de la carcasse représentée 40 sur la figure 1. 72 04454 5 2124609 Sur les figures 3 à 8, le mandrin d'enroulement est fixé dans un dispositif de bobinage (qui n'est représenté que schématiquement) et peut tourner soit dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre, soit dans le sens opposé. 5 Les bobines 9, 11, représentées sur la figure 5, portent une provision de fil de cuivre revêtu de laque, le diamètre du fil revêtu étant par exemple égal à 0,15 mm. Chacune des bobines 9, 11, est mise en rotation par un moteur asynchrone 13, la rotation entraînant le bobinage du fil sur la bobine.De plus, chaque 10 moteur asynchrone agit sur une joue de bobine, par exemple à l'aide d'un accouplement par friction. Il est évidemment possible aussi de disposer entre la bobine et le moteur asynchrone un accouplement qui est fonction d'une force extérieure et qui diffère de l'accouplement cité ci-dessus. Les moteurs asynchrones 15 ont été choisis de façon à seulement freiner le déroulement du fil de cuivre de la bobine d'alimentation, c'est-à-dire d'établir un freinage lorsqu'un mouvement est imposé à la bobine et de ce fait à l'arbre du moteur asynchrone. Pour bobiner la première couche de spires de 20 l'enroulement primaire, le fil devant constituer l'enroulement et situé sur la bobine 9 est bobiné de gauche à drôite sur la carcasse glissée sur le mandrin. Cette première couche est formée par exemple par 52 spires. La figure 3 permet de se rendre compte que pendant le bobinage, le mandrin tourne dans le sens 25 de la flèche 15, et que les spires de la première couche se succèdent dans le sens de la flèche 17. Dans'ce cas, le moteur 13 agit comme frein. La formation de la première couche de spires étant terminée, le fil fourni par la bobine 9 se déplace vers la joue 3 de la carcasse, ce qui est indiqué par les traits 30 en pointillé 19. Ensuite, comme le permet de constater la figure 4, le fil 19 est guidé à travers un évidement 5 de la joue 3. En même temps, le sens de rotation du mandrin est inversé et correspond-donc à la flèche 21 sur la figure 4, le fil qui sur la figure 3 35 avait été indiqué par la référence 19, est maintenant indiqué par la référence 19' et est représenté en traits pleins. Pour toutes les autres figures jusqu'à 8, au début du bobinage d'une couche, le fil est toujours représenté en traits pleins, tandis qu'à la fin du bobinage de la couche, le fil est représenté en 40 pointillé afin de permettre la distinction. Par conséquent, sans 72 04454 6 2124609 modifier le sens de rotation du rouleau 9, le fil est bobiné sur le mandrin. â droite de la carcasse dans le sens de la flèche 23- Egalement à droite de cette carcasse, 52 spires sont bobinées sur le mandrin. Ce mandrin porte ainsi la première 5 couche de spires de l'enroulement primaire, et, à droite de cette couche, une couche auxiliaire ayant également 52 spires. Pour l'opération de bobinage illustrée sur la figure 5, on inverse le sens de rotation de la bobine 9, ce que montre la flèche 25. La bobine 9 est ainsi entraînée en 10 rotation dans un sens pour lequel le fil est rebobiné sur la bobine, et le moteur 13 fonctionne comme moteur de commande. Pour l'opération illustrée sur la figure 5, la rotation du mandrin 7 est également inversée, ce dernier tournant suivant la flèche 15 sur la figure 3- Dans le cas où au début du bobinage 15 illustré sur la figure 3, le fil devant former l'enroulement primaire est glissé dans un évidement 5 situé au-dessus, l'extrémité avant du fil devant former l'enroulement secondaire est maintenant placée dans un évidement 5' situé au-dessous. Enfin, line feuille en polytétrafluoréthylène est posée autour de la 20 première couche de spires de l'enroulement primaire. De cette façon, on a terminé les préparatifs pour le bobinage de la première couche de spires de l'enroulement secondaire, et le mandrin est amené à tourner dans le sens de la flèche 15. Maintenant, dans le sens de la flèche 27, on bobine sur la carcasse 25 la première couche de spires de l'enroulement secondaire. En même temps, dans la direction de la flèche 29, on déroule de nouveau la couche auxiliaire située à droite de la carcasse, et on la rebobine sur la bobine 9. Comme le montre la figure 6, sans inverser le 30 sens de rotation du mandrin, on continue le bobinage après avoir posé une feuille isolante en tétrafluoréthylène sur la première couche de spires de l'enroulement secondaire. A partir de la bobine 9, lors du bobinage illustré sur la figure 6, une deuxième couche de spires de l'enroulement primaire est 35 bobinée de la droite vers la gauche sur la carcasse dans le sens de la flèche 31. En même temps, une couche auxiliaire de l'enroulement secondaire est bobinée à droite de la carcasse dans le sens de la flèche 33. Le sens de rotation du mandrin est inversé lorsqu'on 40 a posé les 52 spires de la couche de spires et la couche auxi 72 04454 : 7 2124609 liaire en correspondance à la figure 6. Pour continuer le bobinage, le fil fourni par la bobine 9 et indiqué sur la figure 7 par la référence 34 est guidé à travers l'évidement 5 pratiqué dans la joue gauche de la carcasse. Le mandrin 7 tournant dans 5 l'autre sens, c'est-à-dire dans le sens de la flèche 21, une couche auxiliaire est alors bobinée à gauche de la carcasse, cette couche étant formée par le fil ayant formé également l'enroulement primaire dans le sens de la flèche 35, tandis qu'à droite de la carcasse, dans le sens de la flèche 37> le fil 10 de la couche auxiliaire bobinée précédemment à droite et formée par le fil ayant formé l'enroulement secondaire, est rebobiné sur la bobine 11. Dans ce cas, le moteur associé à la bobine 9 agit donc comme frein, tandis que le moteur 13 associé à la bobine 11 entraîne cette dernière. Pendant l'opération illustrée 15 sur la figure 7 et au cours de laquelle le mandrin tourne dans le sens de la flèche 21, on ne forme aucune couche de spires sur la carcasse. Une nouvelle couche de spires est formée au cours de l'opération de bobinage illustrée sur la figure 8. Dans ce 20 cas, le sens de rotation du mandrin 7 est de nouveau inversé et correspond au sens de la flèche 15 sur la figuré 3. L'opération illustrée sur la figure 8 commence après la pose d'une nouvelle feuille isolante sur la deuxième couche de spires de l'enroulement primaire. Ensuite, dans la direction de la flèche 39, la deuxième 25 couche de spires de l'enroulement secondaire est formée sur " la carcasse. En même temps, la couche auxiliaire formée à gauche comme le montre la figure 7 et formée par le fil ayant formé l'enroulement primaire est débobinée du mandrin dans la direction de la flèche 41 et rebobinée sur la bobine 9. 30 Pour continuer le bobinage, on répète les opérations de bobinage illustrées sur les figures 6, 7 et 8. De cette façon, on peut bobiner un transformateur qui répond aux critères exigés d'un transformateur d'adaptation et qui est exempt d'une jonction après la pose de chaque couche 35 de spires. Le grand avantage qui en résulte est qu'il est possible d'utiliser un fil normal en cuivre revêtu de laque, ce qui s'est avéré très économique. Pour éviter de manière sûre un claquage aux extrémités des couches, celles-ci sont de préférence encore revêtues d'une matière déposée par pulvérisation, de 40 sorte que sur les extrémités d'enroulement, on élabore une subs 72 04454 2124609 tance convenablement isolante formée qui est par exemple le polytétrafluoréthylène. Au besoin, on peut se passer de l'emploi d'une carcasse lorsque l'espace de bobinage-de l'enroulement est 5 limité d'une autre façon et lorsque surtout sur la région aux deux extrémités dudit espace il y a des points d'inversion pour le fil utilisé. Ceci peut être réalisé si de part et d'autre de l'espace de bobinage, on munit le mandrin de quelques broches de guidage autour desquelles on pose le fil lors de l'inversion 10 du sens de bobinage. 72 04454 9 2124609 REVENDICATIONS 1.- Procédé permettant le bobinage d'un transformateur, en particulier un transformateur de séparation destiné à être branché entre un récepteur de télévision et un appareil 5 d'enregistrement d'images de télévision, procédé suivant lequel les enroulements primaire et secondaire sont bobinés l'un sur l'autre à l'aide de couches intermédiaires isolantes, caractérisé en ce que l'on pose alternativement au moins une couche de spires primaires et au moins une couche de spires secondaires, 10 les fils destinés à former l'enroulement primaire et ceux destinés à former l'enroulement secondaire provenant de bobines d'alimentation distinctes, tandis que pendant la pose d'une couche de spires sur la couche de spires précédente recouverte d'une couche intermédiaire isolante, on continue de bobiner le fil 15 formant cette couche précédente de façon à former une couche auxiliaire à côté du transformateur à bobiner, ce fil étant utilisé ultérieurement pour le bobinage d'une couche de spires suivante. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé 20 en ce que le sens suivi lors du bobinage des couches formant les enroulements reste toujours le même et en ce que le mandrin de bobinage tourne alors toujours dans le même sens, tandis que lorsque le mandrin tourne dans le sens opposé, il se produit toujours une interruption du bobinage des couches, pendant 25 laquelle on n'3nroule ou on ne déroule que des couches auxiliaires situées à côté d'une seule extrémité ou à côté des deux extrémités du transformateur. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'après le bobinage d'une couche auxi- 30 liaire - ce aui commence toujours directement a côté d'une couche de spires - il se produit toujours le déroulement immédiat de cette couche auxiliaire et en ce que, lors de ces déroulements de couches auxiliaires, le fil déroulé est rebobiné sur le rouleau de provision de fil. 35 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendi cations 1 à 3, caractérisé en ce que sur les jonctions entre les couches de spires, on dépose par pulvérisation une substance convenablement isolante. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé 40 en ce que la substance isolante est du polytétrafluoréthylène. 72 04454 2124609 6.- Dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5» ce dispositif équipé d'un mandrin de bobinage et de bobines d'alimentation de fil d'enroulement étant 5 caractérisé en ce que d'une part, des deux côtés d'une carcasse d'enroulement placée sur le mandrin ou d'un espace de bobinage existant sur ]e mandrin, ce dernier est prolongé au moins de la longueur dudit espace, et en ce que d'autre part, les parties de mandrin situées de part et d'autre de l'espace de bobinage, 10 sont conçues pour porter les couches auxiliaires. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les bobines d'alimentation de fil sont liées à un dispositif d'entraînement fonctionnant sans arrêt, l'ensemble étant conçu de façon que lors du déroulement du 15 filj ledit dispositif d'entraînement agisse comme frein. 8.- Dispositif selon la revendication 7> caractérisé en ce que les bobines d'alimentation de fil sont liées au dispositif d'entraînement par l'intermédiaire d'un accouplement à friction. 20 9.- Dispositif selon la revendication 7* carac térisé en ce que le dispositif d'entraînement est un moteur asynchrone à fort glissement. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9> caractérisé en ce que la carcasse glissée 25 sur le mandrin de bobinage est munie d'évidements diamétralement opposés. 11.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en- ce que le mandrin est muni de broches de guidage destinées à limiter axialement les couches de spires.