Brevet FR2304217A1 — publié le 19761008

La presente invention est relative aux filtres mécaniques. On réalise un filtre mécanique a plusieurs étages par assemblage de plusieurs résonateurs l'aide de coupleurs, monté entre un transducteur d'entrée et un transducteur de sortie. Les résonateurs se présentent sous forme de barreaux métalliques, par exemple en alliages à base de fer et de nickel, tels que ceux connus sous la dénomination Elinvar" ou "Thermelast". Ils sont en général cylindriques, et sont definis en longueur et en section avec précision pour une fréquence de résonance définie. Les coupleurs se présentent également sous la forme de barreaux métalliques, en général cylindriques. Ils sont également définis avec précision en longueur et en section, ils sont de section petite par rapport a celle des résonateurs.Les coupleurs assurent la liaison entre résonateurs disposés selon deux rangées. Le probleme essentiel lié a la constitution de filtres mécaniques réside dans l'assemblage des résonateurs et des coupleurs. Les extrémités des coupleurs sont introduites dans des logements correspondants prévus dans les résonateurs et y sont fixées par exemple par soudure soit électrique soit à l'étain. Cet assemblage nécessite un contrôle rigoureux de la profondeur des logements prévus dans les résonateurs, pour l'insertion des extrémités des coupleurs respectifs, et un ajustement de la longueur de chaque coupleur afin que seul susbiste un jeu minimal apres assemblage avec les résonateurs alors que la longueur de coupleur entre résonateurs demeure à sa valeur définie.De plus, le mode de liaison coupleur-résonateur effectué par soudure a l'étain doit être effectué avec soin et précision pour éviter la formation de ménisque ou de bavure d'étain venant apporter des défauts dans la courbe de réponse du filtre. La présente invention a pour but de permettre la constitution d'un filtre mécanique a plusieurs étages dans lequel les problemes liés à l'assemblage des résonateurs et coupleurs sont minimisés. Selon une caractéristique de l'invention, les coupleurs constituent un ensemble monolithique et sont obtenus par découpe dans une meme piece, ceci permettant d'obtenir une homogénéité plus grande et une manipulation aisée des coupleurs qui sont d'un seul tenant. Selon une autre caractéristique de l'invention, une mesure des caracté ristiques de transfert des coup leurs permet de corriger en section lesdits coupleurs, par ablation de matière, pour obtenir une courbe de réponse de transfert définie. D'autres caractéristiques et les avantages de la présente invention ressortiront de la description de deux exemples de réalisation illustrés dans le dessin ci-annexé. Dans la figure 1, on a illustré (vu de dessus) un premier assemblage de résonateurs et coupleurs, les coupleurs étant disposés de maniere a définir un angle déterminé avec l'axe des résonateurs. Dans la figure 2, on a illustré le résonateur rentrant dans l'assemblage selon la figure 1. Dans la figure 3, on a illustré- (vu de dessus) un deuxieme mode d'assemblage de résonateurs et de coupleurs, l'angle déterminé par les coupleurs et l'axe de chacun des résonateurs étant dans ce cas nul. Dans les figures i et 3 on a illustré deux agencements de résonateurs 1 et de coupleurs 2 montés entre un transducteur d'entrée 10 et un transducteur de sortie Il pour la constitution d'un filtre mécanique à plusieurs étages. Les résonateurs 1 sont répartis sur deux rangées. Ils sont usinés en bout et reliés deux à deux par les coupleurs 2 dont les extrémités sont introduites dans les logements correspondants des résonateurs et y sont fixées. Chaque barreau résonateur 1, cylindrique est réglé à une fréquence déterminée, très proche de la fréquence de résonance souhaitée. Les barreaux I sont usinés en bout pour définir les logeaents 3 devant recevoir les extrémités des coupleurs 2. Les coupleurs 2 constituent ici, dans chaque filtre, un ensemble mono lithique 20 dans lequel ils sont de section rectangulaire. Ils sont obtenus par découpe dans une même feuille de matière, ceci permettant d'obtenir une grande homogénéité de fabrication et procurant une facilité de manipulation des coupleurs qui sont d'un seul tenant. Dans les deux exemples décrits, les barreaux résonateurs I et les coupleurs 2 sont en alliage à base de fer et de nichet tels que ceux connus sous la dénomination "Elinvar" ou "Thermelast". Ils sont définis avec précision en longueur et en section. L'ensemlule ronolithique 20, constituant les coupleurs 2 obtenus par découpe d'une feuille de matière, est ajusté ou réglé. Pans ce but, chaque coupleur, considéré isolément, reçoit à une extrémité une excitation tandis que la mesure de la caractéristique de transfert est effectuee à l'autre extrémité. Un réglage du coupleur testé est alors obtenu, par ablation de matière, de manière à obtenir une caractéristique de transfert définie. En venant placer successivement entre les deux extrémités des coupleurs respectifs deux transducteurs, l'un d'excitation l'autre de mesure, on ajuste en section des coupleurs considérés uccessivement, ces deux transducteurs utilisés pour le réglage ne sont pas illustrés. Cette rectification des coupleurs perstet de s'affranchir des tolérances trop élevees (de tordre de 5 à 6 llm) de dimensionnement des coupleurs, de section rectangulaire, obtenus par découpe dans une feuille de matière. Bien entendu cette rectification des coupleurs peut ne pas être néces saire pour tous les ensenbles de coupleurs réalisés. En pratique, les coupleurs de chaque ensemble seront globalement contrôlés afin d'effectuer un tri entre ensembles corrects et ensembles à rectifier. Seuls ces derniers seront alors repris pour ajustement des coupleurs les constituant. Dans ce mode de constitution de filtre, chaque résonateur est équipé d'un logement unique 3 recevant les extrémites de deux coupleurs adjacents 2. Les logements 3 sont de préférence ouverts sur la périphérie des résonateurs respectifs ainsi que représentés ; ils peuvent être obtenus par fraisage, meulage, ect... Les extrémités des coupleurs adjacents 2, pris deux à deux, de l'ensenble monolithique les constituant, élinitent des faces frontales planes 4. Ces faces frontales planes permettent un contrle rigoureux des parties d'extreaite des coupleurs insérées dans les logements respectifs 3, notamment par butée au fond des logements. Ces extrémités des coupleurs sont fixées aux résonateurs par exemple par soudure soit électrique, soit à l'étain. La liaison des résonateurs extrêmes avec les transducteurs 10 et 11 est assurée par des coupleurs faisant ou non partie de l'ensemble monolithique 20. La présente invention a été decrite en regard de deux exemples de réalisation. I1 est évident que sans sortir du cadre de l'invention on peut y apporter quelques modifications de détail. En particulier la fixation des coupleurs sur les résonateurs peut être effectuée par soudure électrique ou à 1 'étain, mais également par therco-compression, par ultra-sons, par friction, par collage, par sertissage, ect....et, d'une maniàre générale, par tout procéde de fixation assurant une transmission de vibrations entre résonateurs et coupleurs associes. REVENDICATIONS 1/ Filtre mécanique comportant des résonateurs assemblés à l'aide de coupleurs dont les extrémités sont fixées auxdits résonateurs, caractérisé en ce que lesdits coupleurs (2) constituent un ensemble monolithique (20) dans lequel chacun des coupleurs est de section rectangulaire définie et dans lequel les extrémités des coupleurs adjacents, pris deux à deux, délimitent des faces frontales planes (4) chacune introduite dans un logement (3) formé dans chacun des résonateurs (1). 2/ Filtre mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit logement est ouvert sur la périphérie de chacun des résonateurs, le volume dudit logement de chaque résonateur étant approximativement compensé par le volume des extrémites de deux coupleurs introduites dans ce logement. 3/ Procédé pour la constitution d'un filtre mécanique selon l'une des revendications I et 2, caractérisé en ce qutil consiste à réaliser lesdits coupleurs par découpe dans une feuille de natière, à tester chaque ensemble de coupleurs placé entre deux transducteurs, l'un d'excitation l'autre de mesure, par mesure des caractéristiques de transfert, et à rectifier les coupleurs de chaque ensemble détecté incorrect par ajustement de la section de chaque coupleur pour obtenir des caractéristiques de transfert définies. 4/ Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la rectification des coupleurs d'un ensemble monolithique est effectuée à partir de la mesure des caractéristiques de transfert des coupleurs considérés individuellement, les deux transducteurs d'excitation et de mesure étant placés successivement entre les extrémités des coupleurs respectifs, et obtenue par ablation de matière en vue d'àjuster en section les coupleurs successifs.