Brevet FR2099441A1 — publié le 19720317

' 2099441 La présente invention concerne des perfectionnements aux composants électroniques et plus spécialémènt uri enroulement ou élément de réactance présentant un corps tubulaire idiélectrique dans lequel une électrode est noyée et un procédé de fabrication 5 d'un tel élément de réactance. Selon la présente ! invention, un élément de réactance comportant une électrode comprend,un corps diélectrique tubulaire homogène monolithique et*une mince électrode métallique tubulaire enroulée hélicoïdalement noyéedans ledit corps en alignement co-10 axial avec lui et une borne reliée électriquement à ladite électrode. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre.faite en regard des dessins-annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limrLta-15 tif des formes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins : la figure 1 est une coupe longitudinale d'un condensateur selon l'invention;... la figure 2 est une coupe transversale à plus grande 20 échelle suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ; l.a figure 3 est une vue en plan d'une feuille diélectrique et d'une couche métallique à un stade du procédé de fabrication d'un élément tubulaire de réactance; la figure 4 est une coupe longitudinale suivant la ligne 25 4-4 de la figure 3; la figure 5 est une vue en plan d'un élément tubulaire de réactance représenté à un autre stade du procédé de fabrication; la figure 6 est une coupe transversale suivant la li^ie -50 6-6 de la figure 5; la figuro 7 est une coupe longitudinale suivant la li/mo 7-7 de la figure 6; la figure 8 est une vue en plan analogue à celle de la figure 3, montrant une autre feuille diélectrique et une couche 35 métallique utilisées pour former un élément tubulaire de réactance du type LC; 1 h 26241 2 '* '2099441 la figure 9 est une vue en .plan dé L* élément tubulaire de réactance du type LC; la figuré 10 est une coupe longitudinale partielle à plus grande échelle suivant la ligne. 10-10 de la figure 9; 5 "la figure 11 est une. coupe transversale.suivant la ligne 11-11 de la figure 10; et la figuïe 12 est un schéma du circuit équivalent de l'en-Toulement-de-réactance des figures 10 et t1. v iM En se référant maintenant aux dessins." sur lesquels les 10 mômes numéros de référence désignent des pièces correspondantes, les figures -1 et 2 représentent- un condensateur désigné d'une façon générale par 20 qui est du type monté sur panneau * le condensateur 20 comporte un manchon fileté 22 qui peut être introduit dans un trou' d'un panneau et fixé à'ce dernier par un écrou 15 24 qui est vissé sur le" manchon. Ce- dernier comporte une bride annulaire 26 et un élément de réactance cylindrique creux en matière diélectrique désigné d'une façon générale par 50 auquel se rapporte la présente invention, l'élément de réactance 50 est fixé à la bride 26 par un collier métallique 30 maintenu par une 20 soudure 32. A l'intérieur de l'élément' de réactance 50 se trouve une électrode hélicoïdale noyée 54 et sur l'extrémité ouverte de l'élément 50 se- trouve un capuchon métallique "62 conducteur de l'électricité qui est en contact avec 1'électrode noyée 54. A "l'extrémité libre externe du cylindre de réactance 50 se trouve 25 une bande ou couche métallique collée au cylindre et formant une borne 34-'du. condensateur. Un fil métallique 35 est.relié par une soudure 36 à la borne 34 pour être connecté à un circuit externe, l'élément cylindrique de réactance 50 et l'électrode 34 forment une partie fixe ou stator du condensateur 20. 30 : Un piston métallique 28 conducteur de l'électricité coulis se dans le cylindre de réactance 50. l'extrémité de droite du piston 28 (en observant la figurjs 1) est en; contact circonférentiel avec la paroi interne de l'élément cylindrique creux de réactance 50. A l'extrémité de gauche du piston 28 se trouve un bouchon 55 35 ajusté à force qui est fixé à un goujon fileté axial 56 vissé dans un alésage axial taraudé 58 du manchon 22.1e piston 28 est avancé axialement dans l'élément de réactance 50 en faisant tourner le 71 26241 3 2099441 goujon 56 qui présente une fente à son extrémité externe 61 dans laquelle peut être introduite l'extrémité d'un tournevis. Un écrou 60 vissé sur le goujon peut être serré pour le bloquer et empêcher ainsi un mouvement longitudinal du piston mobile 28. 5 Si on le désire, le manchon 22 peut être chanfreiné ou taillé circonférentiellement pour réduire sensiblement le jeu longitudinal du goujon 56 lorsqu'il est vissé dans l'alésage 58. Une extrémité d'un fil métallique 65 peut être reliée par une soudure 63 à une borne 64 du manchon 22. Il est évident qu'un mouvement axial 10 du-piston 28 par rapport à l'électrode 54 fait varier la capacité et la réactance de capacité du condensateur 20. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, la dimension du condensateur 20 peut être très petite pour l'utiliser comme condensateur shunt d'équilibrage. Le condensateur peut avoir une très 15 grande capacité étant donné que l'épaisseur de la paroi entre l'électrode noyée et le piston 28 peut correspondre à un dixième de l'épaisseur comprise entre les diamètres interne et externe de l'élément de réactance 50. Les figures 3 à 7 montrent les étapes de la fabrication 20 de l'élément cylindrique ou tubulaire de réactance 50. On va se référer maintenant à la figure 3 qui montre une feuille diélectrique rectangulaire 70 qui peut être constituée par un matériau vitreux à l'état vert n'ayant pas subi de cuisson ou une matière céramique, un verre, une matière thermoplastique ou bien une matière 25 plastique thermodurcissable non durcie, et sur laquelle est appliquée une mince pellicule métallique 54'. Cette pellicule peut être en argent,en or, etc.et appliquée par évaporation ou d'autres techniques convenables connues en pratique. La pellicule 54' peut avoir une épaisseur d'environ 7,6 microns, tandis que l'épais-30 seur de la feuille 70 peut être aussi faible que 25 microns, l'épaisseur de la paroi de l'élément de réactance 50 pouvant être 10 fois supérieure à l'épaisseur de la feuille 70. La feuille 70 et la pellicule 54' sont très flexibles et peuvent être enroulées en spirale autour d'une tige ou mandrin 71 26241 4 2099441 particulier sur la figure 6. Il convient de noter que la pellicule 54' est déposée initialement le long d'un bord 73 de la feuille 70 et qu'elle est espacée des bords latéraux 74, 76, mais peut être plus rapprochée du bord 76. Après avoir enroulé la feuil 5 le et la pellicule autour de la tige 75, comme on le voit sur la figure 7, on peut les soumettre à une cuisson pour combiner les diverses spires de la feuille 70 et former le corps tubulaire de réactance 50 représenté sur les figures 1 et 2. La feuille enroulée sur le mandrin peut être soumise aune cuisson de façon 10 à éliminer le bord 76 de la feuille représentée sur la figure 6 pour qu'elle soit parfaitement ronde,comme on le voit sur la figure 2, c'est-à-dire en utilisant une monture tubulaire. En variante après la cuisson, le diamètre externe peut être rectifié pour former une surface cylindrique externe lisse.Dans l'un ou l'autre cas 15 après la cuisson,.le cylindre est un corps ayant la forme d'un cylindre droit dans lequel l'électrode 54 est noyée. La figure 8 montre une autre feuille diélectrique flexible mince 80 à laquelle est appliquée une couche métallique 82 couvrant toute la largeur de la feuille entre les bords 84 et 86 mais qui est espacée 20 des bords latéraux 87 et 88. Cette feuille 80 peut être enroulée autour d'une tige ou mandrin analogue à la tige 75 de façon que la couche 82 soit en spirale. Après la cuisson de la feuille .enroulée 80, l'électrode en spirale 82a , est noyée dans un corps tubulaire homogène monobloc 80a, comme on le voit sur les figures 25 9J0 et 11, et couvre toute la longueur du corps 80a . Une mince couche métallique ou ruban hélicoïdal 90 peut être collé à la surface externe du corps 80a sur toute sa longueur. Des fils métalliques 92 et 94 peuvent être reliés aux extrémités opposées de l'enroulement conducteur formé par la couche 90. Un autre fil 30 métallique 96 peut être relié à l'électrode 82a . Cette connexion peut être réalisée en ménageant une fente 98 dans le corps 80a pour mettre l'électrode 82a. à découvert»comme on le voit sur la figure 10. La figure 12 montre le circuit équivalent, désigné d'une 35 façon générale par 100, de l'élément électronique de réactance 50a . La couche hélicoïdale 90 est une bobine d'induction et l'électrode 82a joue le rôle de condensateur et constitue en 7T 26241 2099441 circuit une réactance de capacité. L'élément de réactance 50a peut jouer le rôle d'un filtre électronique, d'un circuit accordé d'un réseau passif du type LG ou peut remplir d'autres fonctions d'un circuit électronique. Le fil métallique 92 peut constituer 5 une borne d'entrée du circuit 100 et le fil métallique 94 peut être une borne de sortie, le fil 96 étant le fil de masse. Si on le désire, l'élément de réactance 50a peut être utilisé avec le piston 28 (figure 1) pour faire partie d'un ensemble de réactance réglable ayant une réactance d'induction fixe et une réactance 10 de capacité variable. Les éléments de -réactance 50 et 50a sont des corps monolithiques robustes garantissant une stabilité dimensionnelle, une constance des paramètres électriques et une résistance mécanique aux chocs et aux vibrations. On peut les fabriquer à un prix rela-15 tivement bas»à des dimensions très petites ou miniatures pour les utiliser avec des circuits imprimés, des transistors, etc. Ils peuvent présenter de grandes gammesde capacitésvariable^feensible-ment de zéro jusqu'à des capacités assez élevées. Naturellement»l'invention n'est pas limitée aux formes 20 4e réalisation décrites; et représentées'et est susceptible de recevoir diverses variantes entrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. 71 26241 REVENDICATIONS 1. Elément de réactance comportant une électrode/caractérisé en ce qu'il se compose d'un corps diélectrique homogène tubulaire monolithique, d'une mince électrode métallique tubu- 5 laire enroulée en spirale noyée dans ledit corps en alignement coaxial avec ce dernier, et d'une borne reliée électriquement à ladite électrode. 2. Elément de réactance selon la revendication 1»caractérisé en ce que ladite électrode est plus courte que ledit 10 corps dans le sens de l'axe et s'étend axialement vers l'intérieur de ce dernier à partir d'une de ses extrémités. 3. Elément de réactance selon la revendication 1,caractérisé en. ce qu'il comporte en outre une couche métallique héli- ©116 — coîdale collée à la s.urface externe du corps pour constituer/mime 15 une bobine d1induction,et un condensateur avec l'électrode noyée dans ledit corps. 4. Elément de réactance selon la revendication 3»caractérisé en ce que la couche hélicoïdale couvre axialement sensiblement toute la longueur du corps et en ce que ladite électrode 20 a axialement sensiblement la même longueur que le corps et s'étend d'une extrémité à l'autre de ce dernier. 5. Elément de réactance selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce qu'il comporte un élément conducteur de l'électricité qui peut coulisser dans le corps et qui est aligné axiale- 25 meut avec lui pour y effectuer un mouvement axial. 6. Procédé de production d'un élément de réactance électronique , caractérisé en ce qu'il consiste à coller une mince couche métallique à une mince feuille diélectrique flexible, à enrouler la feuille et la couche pour former un tube et- à soumettre la 30 feuille et la couche enroulées à une cuisson pour former un corps diélectrique homogène monolithique tubulaire dans lequel la couche est noyée sous forme également tubulaire pour constituer une électrode noyée dans le corps. 7. Procédé selon la revendication 6»caractérisé en ce 35 qu'il consiste à coller une autre couche conductrice mince hélicoïdale sur la face externe du corps pour y former une bobine d'induction. 71 26241 t 2099441 . - 8. Procédé selon la revendication 6,caractérisé en ce qu'il consiste en outre à relier des conducteurs aux extrémités de la bobine d'induction et à ladite électrode. 9. Procédé selon la revendication 6»caractérisé en ce 5 que l'épaisseur de la couche est sensiblement de 25 microns et en ce que l'épaisseur de la paroi tubulaire est sensiblement de 0,25 mm. 10. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la feuille et la couche sont toutes les deux de forme rectangulaire 10 et en ce que ladite couche est plus étroite que la feuille et est à distance des bords latéraux opposés de cette dernière lorsqu'elle est collée.