Brevet FR2295630A1 — publié le 19760716

La présente invention concerne l'assemblage de résonateurs et de coupleurs pour la constitution d'un filtre mécanique à plusieurs étages. Elle concerne plus particulièrement un procédé dlasseiblage de ces éléments par soudure effectuée à basse température, les résonateurs équipés pour la mise en oeuvre de ce procédé et les filtres mécaniques en résultant. On réalise un filtre mécanique à plusieurs étages par assemblage de plusieurs résonateurs au moyen de coupleurs. Les résonateurs se présentent sous la forme de barreaux métalliques, par exemple en un alliage tel que celui connu sous la dénomination nElinvar", ou "Therie las t", en général cylindriques et définis avec précision en diamètre et en longueur pour une fréquence d'accord. Les coupleurs sont également des barreaux métalliques en général cylindriques définis avec grécision en longueur et en diamètre, ils sont de diamètre petit par rapport à celui des résonateurs. L'agence ent des résonateurs et des coupleurs peut être celui représenté dans la figure I, pour la constitution d'un filtre mécanique à cellules en échelle. Payas cette figure 1, les résonateurs sont désignés par I et les coupleurs par 2. Pour cet agencement, l'angle des coupleurs 2 avec l'axe de chaque résonateur associé est défini ; il est ici de 18-. I1 est connu d'effectuer l'asseiblage des résonateurs l et des coupleurs 2 par soudure à l'étain. La technique connue d'asseMblage des résonateurs I et des coupleurs 2 par soudure à l'étain, pour la constitution d'un filtre mécanique à cellules en échelle (figure 1), consiste tout d'abord à percer des trous 3 définis avec grande précision en profondeur et en diamètre dans les résonateurs I préalablerent accordés, pour l'insertion dans chacun d'eux d'une extrémité d'un coupleur 2. Ces trous 3 ont une oblicité de I8, donnant l'angle entre chaque coupleur 2 et l'axe du résonateur 1 associé, Ces trous sont de diamètre petit, donné par celui de chaque coupleur, et de relativement grande profondeur donnée par la longueur définie de l'extrémité de chacun des coupleurs 2 à y insérer.L'extrémité d'un coup leur I étant insérée dans le trou 3 pratiqué dans un résonateur préalableient accordé, la fixation est obtenue par-soudure à l'étain. Ce mode d'assemblage des résonateurs I et des coupleurs 2 présente de nombreux inconvénients, on peut mentionner notamment - les difficultés de perçage des trous obliques 3 définis avec grande précision tant en diamètre qui est faible qu'en profondeur qui est relativement élevée, dans le barreau résonateur 1 en général en un matériau très dur, - les difficultés de solidarisation mécanique des résonateurs et des coupleurs, sans désaccorder les résonateurs. Les soudures à réaliser sont incontr81ables dans les trous 3. Si ces trous 3 sont définis de -eia cotes que celles de ltextré- mité à y engager des coupleurs 2, la solidarisation mécanique ne peut être obtenue.Que la solidarisation mécanique interne recherchée ait lieu, ou pas, la soudure dépasse des trous 3 et forme des ménisques qui conduisent au désaccord des résonateurs 1. Dans le cas de formation de ménisques, l'usinage n'est en général pas possible précisément du fait du problème de désaccord du résonateur. il s 'avère donc que la mise en oeuvre du procédé connu d'assemblage de résonateurs et de coupleurs pour la constitution d'un filtre mécanique est très délicate, elle conduit dans de nombreux cas au désaccord des résonateurs. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients. La présente invention a pour objet un procédé de fixation par soudure à basse température d'un barreau résonateur et d'un coupleur, pour la constitution dlun filtre mécanique, caractérisé en ce qu'il consiste à équiper ledit barreau résonateur non accordé d'un creuset rempli de soudure à basse température, à proximité d'une première de ses extrémités, à accorder ledit barreau résonateur équipé dudit creuset rempli de ladite soudure par une mise à une longueur donnant l'accord, à percer, du côté de ladite première extrémité, un orifice s'étendant dans ledit creuset de soudure et présentant une section pratiquement identique à celle de la section dudit coupleur, à insérer l'extrémité dudit coupleur dans ledit orifice et à solidariser mécaniquement le résonateur et le coup leur par passage au four à température peu élevée La présente invention a également pour objet un résonateur pour filtre mécanique permettant la mise en oeuvre du procédé précité, le résonateur étant caractérisé par le fait qu'il est équipé, à proximité d'au moins une première extrémité dans laquelle doit venir se fixer un coupleur, d'un creuset rempli de soudure à basse température, avant sa mise à une longueur donnant l'accord. La présente invention a également pour objet un filtre mécanique à plusieurs étages formés par un agencement de résonateurs et de coupleurs solidarisés aux résonateurs par soudure interne à basse température, le filtre étant caractérisé en ce que chacun desdits coupleurs engagé partiellement à l'intérieur d'un résonateur s'étend dans un large creuset de soudure à basse température équipant chaque résonateur, le creuset s'étendant à proximité de l'extrémité à travers laquelle est engagé ledit coupleur, sensiblement perpendiculairement à la direction du coupleur0 D'autres caractéristiques et les avantages de la présente invention ressortiront au cours de la description donnée ci-après en regard du dessin annexé. Dans ce dessin - la figure I illustre un agencement de résonateurs et de coupleurs connu, pour la constitution d'un filtre mécanique à cellules en échelle. - les figures 2 et 3 représentent vu de côté et en coupe un barreau de résonateur équipé selon l'invention pour la constitution d'un filtre mécanique selon l'agencement donné dans la figure 1. - les figures 4, 5 et 6 sont données avec les figures 2 et 3 pour illustrer les étapes du procédé de fixation d'un résonateur et d'un coupleur, selon l'invention. - la figure 7 illustre l'opération finale de constitution d'un filtre mécanique, selon l'invention0 Les figures 2 et 3 représentent, vu de câté et vu en coupe respectivement, un résonateur 10 selon l'invention. Le résonateur est un barreau métallique tel qu' un alliage connu sous la dénomination "Elinvar" ou "Thermelast", défini en diamètre avec précision Le résonateur 10 est équipé, avant sa mise à une longueur définie pour l'accord, d'un creuset il rempli de soudure à basse température 12. Le creuset 11 est de diametre relativement élevé, il s'étend à proximité d'une extrémité 13 du résonateur 10, à l'intérieur de laquelle doit etre fixe un coupleur, sensiblement perpendiculairement à la direction qui sera donnée au coupleur dans l'agencement résonateurs 10 coupleurs, pour la constitution du filtre mécanique. Le creuset lI rempli de soudure à basse température 12 pourra ainsi recevoir l'extrémité du coupleur devant assurer la solidarisation résonateurcoupleur. Dans l'exemple donné dans les figures 2 à 7, le creuset il rempli de soudure 12 débouche sur la paroi latérale du résonateur 10. I1 s'étend perpendiculairement à l'axe 14 du résonateur pour pernettre un agencement des résonateurs selon la figure 1. Le résonateur 10 ainsi équipé du creuset 1I rempli de soudure 12 est obtenu en venant pratiquer un trou dans le résonateur, ici sensiblement perpendiculairement à son axeO Ce trou constitue le creuset 11. II est de diamètre relativement important ce qui facilite son exécution dans un matériau dur, et surtout il est effectué sans précision quant à ses cotes (profondeur et diamètre). Le trou (creuset 11) est effectué à faible distance de l'extrémité 13 du résonateur 10. Après perçage du trou (creuset 11) on effectue un décapage des parois du résonateur et en particulier des parois délimitant le creuset constitué Le creuset est ensuite rempli de soudure à basse température sous forme de barreau, un passage au four à température peu élevée permet d'effectuer un remplissage complet du creuset. Le résonateur ainsi équipé du creuset lI rempli de soudure 12 est accordé par une mise à une longueur donnant l'accords Cette opération est schématisée dans la figure 4 ; le résonateur 10 équipé du creuset 11, rempli de soudure 12 s'étendant transversalement à son axe, est sectionné au niveau de son extrémité non pourvue de creuset. Cette mise à la longueur donnant l'accord est schématisée par la double flèche 15. Le résonateur 10 est donc accordé après avoir été équipé du creuset de soudure 11-12. La préparation ultérieure du résonateur 10, pour la constitution d'un filtre mécanique à plusieurs étages selon la figure 1, est illustrée dans les figures 5 et 6 correspondant à une vue de côté et une vue en coupe du résonateur 10 qui résulte de cette étape de préparation. On pratique deux orifices 16, 17 faisant un angle, ici de 180 avec l'axe du résonateur 10. Ces deux orifices 16 et 17 sont pratiqués à partir de l'extrémité 13 du résonateur, tout d'abord à travers la faible épaisseur de matériau dur du barreau résonateur, puis à travers le creuset Il rempli de soudure 12. Ces orifices 16 et 17 sont de faible diamètre défini avec grande précision, essentiellement au droit de l'extrémité 13.Ils sont choisis de diamètre pratiquement égal à celui de chaque coupleur0 La précision de ces orifices 16 et 17, au niveau du creuset d'étain 11-12, est moins rigoureuse quant à leur longueur. On notera la facilité de cette opération illustrée dans les figures 5 et 6 : le métal dur du barreau de résonateur n'est a percer que sur quelques dixièmes de millimètres. La profondeur des orifices n' exige aucune precision particulière. Dans la figure 7 on a illustré les opérations finales permettant la constitution du filtre avec un agencement tel que celui donné dans la figure 1. Les extrémités des coupleurs 2 préalablement enduits de décapant, sont insérées dans les orifices 16 et 17 de chaque résonateur 10. Un écarteur 18 maintient un écart bien défini entre résonateurs 10. Un bridage schématisé en 19 assure le maintien de l'agencement des résonateurs 10 et coupleurs 2. La solidarisation des résonateurs 10 et des coupleurs 2 est obtenue par passage au four à température peu élevée, de préférence de l'ordre de 250v. On obtient ainsi un filtre mécanique à plusieurs étages, dans lequel les extrémités des coupleurs insérées à l'intérieur des résonateurs viennent s'étendre chacune dans un creuset de soudure à basse température équipant chaque résonateur, La direction du creuset et celle du coup leur étant ici sensiblement transversales. Ce mode opératoire pour la fixation d'un résonateur et d'un coupleur, ou de plusieurs de ces éléments, permet d'obtenir une solidarisation parfaite du coup leur et du résonateur, sans jeu entre le résonateur et le coupleur et sans ménisque de soudure sur l'extremite 13, donc sans désaccord apporté au résonateur. La soudure à basse température sera constituée par des alliages à base de cadnium, zinc et argent ou des alliages à base d'étain et d'argent. Ce mode opératoire peut bien entendu être mis en oeuvre pour permettre la constitution de filtres mécaniques dans lesquels les agencements des résonateurs et coupleurs sont différents. Le résonateur sera d'une manière générale équipé, au niveau de chacune de ses extrémités devant assurer la solidarisation avec un coupleur, d'un creuset rempli de soudure à basse température s'étendant sensiblement perpendiculairement à la direction à donner au coupleur lors de la solidarisation. Le résonateur ainsi équipé est ensuite accordé. On notera en particulier, pour un agencement linéaire des résonateurs, que chacune des extrémités du résonateur sera équipée d'un creuset rempli de soudure à basse température. Ce creuset sera sensiblement parallèle à l'axe du résonateur et sera excentré pour se trouver à faible distance de la paroi latérale à travers laquelle sera pratiqué un orifice d'insertion du coupleur. Cet orifice sera sensiblement perpendiculaire à l'axe du résonateur. La mise du résonateur à la longueur-donnant l'accord est également effectuée sur les résonateurs équipés des creusets remplis de soudure, avant perçage de ces orifices. REX7ENDICATIONS il Procédé de fixation par soudure d'un barreau résonateur et d'un coupleur, pour la constitution d'un filtre mécanique, caractérisé en ce qu'il consiste à équiper ledit barreau résonateur non accordé d'un creuset rempli de soudure à basse temperature, à proximité d'une première de ses extrémités, à accorder ledit barreau résonateur équipé dudit creuset rempli de soudure par une mise du barreau à une longueur donnant l'accord, à perceur, du côté de ladite première extrémité, un orifice s 'étendant dans ledit creuset de soudure et présentant une section pratiquement identique à celle de la section dudit coupleur, à insérer l'extrémité dudit coupleur dans ledit orifice et à solidariser mécaniquement le résonateur et le coupleur par passage au four à température peu élevée. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on perce un trou, de diamètre élevé, par rapport à celui dudit orifice dans le barreau résonateur avant mise à l'accord, sensiblement perpendiculairement à la direction d'insertion dudit coupleur, on remplit ledit trou de soudure à basse température et on effectue un passage au four à température peu élevée pour équiper ledit barreau résonateur dudit creuset rempli de soudure. 3/ Résonateur rentrant dans la constitution d'un filtre, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est constitué par un barreau résonateur équipé, à proximité d'une de ses extrémités à travers laquelle doit venir engager un coupleur, d'un creuset rempli de soudure à basse température, pour recevoir partiellement ledit coupleur. 4/ Résonateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit creuset rempli de soudure s'étend intérieurement audit barreau, sensiblement perpendiculairement à la direction dans laquelle le coupleur est à engager dans ledit creuset. 5/ Résonateur selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un orifice pratiqué dans ledit barreau résonateur muni dudit creuset de soudure et accordé, s'étendant dans ledit creuset de soudure, ledit orifice étant destiné à recevoir ledit coup leur et étant de section sensiblement identique à celui dudit coupleur. 6/ Filtre mecanique à plusieurs étages formés par un agencement de résonateurs solidarises à des coupleurs, caractérisé en ce que chaque coupleur engagé partiellement à l'intérieur d'un résonateur vient déboucher intérieurement au résonateur, dans un large creuset rempli de soudure à basse température équipant ledit résonateur. 7/ Filtre mécanique, selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque coupleur s'étend sensiblement perpendiculairement à la direction dudit creuset de soudure du résonateur0