Brevet FR2197217A1 — publié le 19740322

La présente invention concerne les condensateurs variables, comportant un mécanisme télescopique de réglage direct, et plus précisément un tel condensateur dans lequel un diélectrique liquide est enfermé entre une électrode formant un piston mobile et un manchon diélectrique. On connaît des condensateurs variables dans lesquels un piston conducteur se déplace dans un cylindre diélectrique portant une bande d'électrode, Le cylindre diélectrique est supporté par un élément qui peut constituer une borne électrique du condensateur. Un pisto est mobile axialement dans le cylindre diélectrique et fait varier la capacité du condensateur. De tels condensateurs ne conviennent pas tros bien au fonctionnement à puissance elevée, à des températures élevées, car ils ne transmettent pas facilement la chaleur loin des électrodes. Une autre difficulté est créée par le lubrifiant qui facilite le déplacement du piston. Des fuites se produisent dans l'espace cris entre le piston et le cylindre diélectrique et modifie les caractéristiques diélectriques. De plus, une effluve apparaît souvent entre les pointes aiguës distantes du condensateur, si bien que le condensa- teur claque. L'invention concerne un condensateur variable comprenant un cylindre diélectrique portant une couche conductrice de l'électricité associée à lui et constituant une électrode. U' piston peut se déplacer axialement dans le cylindre et porte un manchon cylindrique conducteur de l'électricité, si bien que le piston constitue une seconde électrode. Un arbre est associe à une extrémité au piston et un soufflet capable a se dilater ou de se contracter en direction axiale entoure l'arbre, une extrémité du soufflet étant fixée au piston,le déplacement axial du piston et du soufflet dans le cylindre étant assuré par rotation de l'arbre qui modifie la capacité entre les dëh électrodes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel : la figure 1 est une élévation latérale d'un condensateur selon l'invention ; la figure 2 est une coupe longitudinale suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ; et la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure @. Sur les dessins, les références identiques désignent des éléments analogues ou correspondants. Les trois figures représentent un condensateur variable portant la référence générale 9 et comprenant un manenon métallique cylindrique 10 muni de plusieurs gorges circonférentielles 1 2 et nervures 14 destinées à irradier la chaleur .Un capuchon fileté 18, muni d'une tête 20 comportant un orifice central 21, est vissé dans un trou taraudé 16 d'une extrémité du manchon 10. Le capuchon constitue une borne électrique du condensateur 9. Il porte contre un anneau métallique 22 qui porte lui-même contre un flasque annulaire 24 du diaphragme souple 26 qui ferme une extrémité d'une chambre 28 placée dans le condensateur 9. Dans le trou 30 du manchon 10 est disposé un manchon métallique rigide 32 qui constitue un revêtement. Le manchon 32 entoure un film métallique 34disposé sur le cylindre diélectrique 36 qui peut être en verre, en céramique ou en quartz et est destiné à supporter les températures élevées. La couche 34 constitue ltélectrode fixe du condensateur et le manchon 32 peut être associe à elle, par exemple par soudage, comme représenté en 35. Le cylindre 36 est disposé axialement entre le manchon 32 et la couche 34 et il porte à son extrémité externe une bague. 38 constituant l'autre borne du condensateur. Un revête ment métallique 9 est fixé à la bague 38 et comporte un flasque annulaire interne 40 qui constitue une butée pour un coussinet 42. Une extrémité d'un soufflet métallique 44 qui peut être comprimé ou dilaté est aussi fixée dans le revêtement 39. Une extrémité 45 du soufflet 44 est associée à un anneau 46 qui est emmanché à force dans le revêtement 39. Un piston mobile axialement ou arbre 50 dépasse axialement du soufflet 44 et il permet le réglage de la capacité.L'extrémité interne 51 de l'arbre 50 est filetée et vissée dans un piston 52 dont une tête 54 est proche du diaphragme 26 de la chambre 28 et d'un manchon métallique 56. L'autre extrémité du soufflet est fixée au piston 52 au niveau de la tête 54. Une chambre cylindrique 60 est délimitée entre la face externe du soufflet 44 et la face interne du cylindre 36. Cette chambre est remplie d'un liquide diélectrique 62 formé d'une silicone convenable. Une gorge axiale 64 de la face externe du manchon 56 permet le passage du liquide entre les chambres 60 et 28. Ain Si, le liquide 62 remplit les deux chambres 28 et 60 et circule entre elles par la gorge 64, comme le montre la figure 3. Lors du fonctionnement, arbre 50 du condensateur 9 est tourné dans le sens horaire, comme représenté sur la figure 3, de manière à comprimer le soufflet et à déplacer le manchon 56 en direction axiale de manière à l'éloigner de la couche 34 pour réduire la capacité du condensateur 9. T$ko- tation dans le sens anti-horaire de l'arbre 50 (sur la figure 3) dilate le soufflet 44 et introduit 1'électrode 56 dans la couche 34 accroissant ainsi la capacité. 'lorsque le soufflet 44 se contracte- axialement, le liquide 62 circule dans la gorge 64 de la chambre 60 à la chambre 28, et lorsque le soufflet 44 se dilate axialement, le liquide 62 passe de la chambre 28 à la chambre 60. Grâce à cette disposition, la caractéristique diélectrique du condensateur est pratiquement identique, alors que la capacité dépend de l'introduction plus ou moins grande,d'une électrode dans l'autre. Comme le manchon 56 est très proche du cylindre diélectrique 36, on obtient la capacité maximale lorsque le manchon 56 est totalement introduit axialement dans la couche 34 et le manchon 32. Be diaphragme 26 se dilate ou se contracte en réglant le volume de la chambre 28 lorsque la pression du fluide 62 varie. Be diaphragme 26 peut se dilater dans la chambre 18' placée à l'intérieur du capuchon 18, en communication avec l'atmosphère par un trou 21. L'ensemble décrit est tel que le piston peut se déplacer axialement mais ne peut pas tourner car le soufflet 4-4 l'en empêche. Be liquide diélectrique 62 remplissant la chambre 28 empêche la formation d'une effluve entre l'extrémi- té de la couche 34 dans le trou 30 et le manchon 56. Be soufflet 44 peut être en nickel revêtu d'argent ou de cuivre, de manière qu'il ait une conductance élevée et une inductance faible. Il faut noter qu'il existe un trajet électrique direct entre la bague 38 formant borne et le manchon 56, par l'intermédiaire du soufflet 44 et du revêtement 39. La chaleur qui est créée dans le diélectrique 62 lors du fonctionnement du condensateur est irradiée efficacement par le manchon 10. Ainsi, l'ensemble peut travailler à température élevée, et il est de construction robuste et de fonctionnement fiable. Il peut être réalisé en très petite dimension, constituant ainsi les condensateurs réglables pour des circuits électriques appropriés. L'ensemble peut être utilisé dans les satellites et les véhicules spatiaux, dans les engins ballistiques et dans l'appareillage électronique de tous types. Il est bien entendu que l'invention n'a été décritiet représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Condensateur variable, caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre diélectrique ayant deux capuchons d'ex extrémité, une couche conductrice de l'électricité, associée a une partie du cylindre et constituant une première électrode, un piston mobile axialement dans le cylindre et comportant un manchon cylindrique conducteur de l'électricité, le piston constituant une seconde électrode, un arbre ayant une extrémi- té associée à la seconde électrode, un soufflet capable de se dilater et de se contracter axialement, et entourent 'arbre une de ces extrémités étant fixée à la seconde électrode, si bien que le déplacement axial du piston et du soufflet dans le cylindre, lors du déplacement de l'arbre, modifie la capacité électrique entre les deux électrodes, le premier capuchon d'extrémité du cylindre diélectrique ayant un trou interne délimitait une première chambre, le soufflet étant distant radialenient du cylindre dlélectrique et délimitant une seconde chambre avec lui, un liquide dièlectrique remplissant les deux chambres. 2. Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capuchon d'extrémité comprend un manchon conducteur de la chaleur entourant au moins une partie du cylindre diélectrique de manière à conduire la chaleur et à l'irradier hors du cylindre. 3. Condensateur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le manchon cylindrique conducteur de l'électricité du piston est disposé axialement dans la seconde chambre. 4. Condensateur selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend de plus un diaphragme souple placé dans le trou interne du premier capuchon d'extrémité, et constituant ainsi une paroi d'extrémité de la première chambre, retenant le liquide diélectrique. 5. Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon cylindrique conducteur de l'électricité comporte une gorge axiale externe assurant la communication entre les deux chambres, si bien que le liquide diélectrique cir cule librement entre lesdites chambres lorsque le piston se déplace axialement dans le cylindre dilectrique.- 6.Condensateur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un capuchon conducteur de l'élec- tricité introduit dans une extrémité du premier capuchon d 'ex- trémité de manière à retenir le diaphragme dans le trou et à constituer une première boriie électrique du condensateur, et un manchon conducteur d'électricité supplémentaire entourant la couche conductrice de l'électricité et associee à elle de ma- nière à la protéger mécaniquement et à constituer un trajet électrique entre la couche et le premier capuchon d'extrémité. 7. Condensateur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une bague conductrice de l'électri- cité introduite à l'extrémité du manchon diélectrique qui est éloignée du diaphragme souple et qui est destinée à fermer la seconde chambre et à constituer une seconde borne électrique de l'ensemble, le soufflet ayant une extrémité fixée à ladite bague de manière à constituer un trajet électrique direct entre le manchon et la bague. 8. Condensateur selon la revendication 7, caractérisé en ce quril comprend de plus un coussinet placé dans la bague et supportant l'arbre, de manière à faciliter son déplacement dans le soufflet. 9. Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première extrémité de l'arbre comporte un filetage et le piston comporte un taraudage correspondant, la rotation de l'arbre provoquant le déplacement axial du piston dans le cylindre diélectrique.