Brevet FR2569318A1 — publié le 19860221

La présente invention concerne des filtres capacitifs et, plus particulièrement, les filtres comprenant un élément inductif qui sont appelés, généralement, les filtres à inter- férence électromagnétique ou filtres passe-bas. La pr6sente invention sera d6crite en se r6férant parti- culièrement à un type de filtre poss6dant une fonction capa- citive tout comme un élément inductif. Ce filtre est connu sous le nom de"filtre à interf6rence magn6tique"(EMI) ou fil- tre passe-bas. Ces filtres sont réalis6s sous des formes nom- breuses et l'une de celles-ci, à laquelle se rapporte la pré- sente invention, est connue sous le nom de type "discoide, parce que le condensateur contenu dans le dispositif est cons- titué par une série de disques ayant des ouvertures centrales et empilés les uns sur les autres, avec interposition de pla- ques de condensateur entre les disques. Les plaques de condensateur sont connectées alternativement à la p6riphérie extérieure du condensateur et à la surface int6rieure constitu6e par les ouvertures centrales. En g6né- ral, ces filtres possèdent un logement contenant un ou plusi- eurs de ces condensateurs et il en existe souvent deux, pour- vus d'un bobinage inductif dispos6 entre les condensateurs. La surface intérieure du condensateur est connectée électri- quement à un conducteur central, tandis que la surface ext6- rieure est connect6e au boîtier,les deux connexions étant ré- alis6es par soudure à l'étain. Comme le bottier contient deux condensateurs et un bobinage inductif, la soudure à l'étain doit être réalisée avec précision pour éviter tout 6coulement dans les zones o la soudure ou le flux pourraient provoquer des d6gâts nuisant au fonctionnement du filtre. Les condensateurs discordes sont connect6s électrique- ment par soudure à l'étain au bottier et au conducteur cen- tral. Ceci implique que l'op6rateur utilise suffisamment de soudure et de flux pour r6aliser de bonnes connexions, mais sans excès et sans cr6er des gouttelettes de soudure non ad- h6rente ni de coulées de soudure ou de flux à l'int6rieur 1 du dispositif. Il existe une autre difficulté, due au fait que les bobinages utilisés pour l'élément inductif s'ajustent sans serrage dans le boîtier et doivent être supportés pour éviter des problèmes de vibrations. Ces difficultés nécessi- tent le recours à une technique de fabrication relativement coûteuse, conçue pour minimiser les risques de pannes. Ces techniques nécessitent beaucoup de main d'oeuvre et il en ré- sulte que le prix de revient de la fabrication est déterminé, dans une certaine mesure, par la nécessité de recourir à une main d'oeuvre importante. La présente invention a pour objet de proposer un filtre capacitif utilisant un condensateur disco'de, qui minimise le risque de coulées de soudure ou de flux pénétrant en des endroits indésirables et qui ne dépende pas de la precision des tolérances du bottier et des composants disposés dans le boîtier. Par conséquent, la présente invention prévoit, dans un de ses modes de réalisation, un dispositif de fixation nou- veau,pour un condensateur discoide et analogue,à l'intérieur d'un bottier tubulaire et avec un conducteur central. Un élément d'étanchéité électriquement isolant est disposé en dessous du condensateur quand on réalise l'assemblage vertical dans le bottier. Cet élément s'ajuste étroitement autour du con- ducteur et est déformé, de manière à entrer en contact avec la paroi du logement entourant le condensateur. Cet élément constitue donc un barrage qui retient la soudure et le flux utilisés pour connecter le condensateur au conducteur et au bottier depuis le dessus du condensateur, si bien que la sou- dure et le flux ne peuvent pas contourner le condensateur pour pénétrer en des endroits indésirables en dessous du con- densateur. Un autre aspect de la présente invention consiste à pro- poser un procédé d'assemblage d'un condensateur disco'de et analogue à l'intérieur d'un bottier tubulaire. Ces aspects, et d'autres encore propres à la présente 1 invention, seront mieux compris grâce à la description ci- après et à la figure correspondante, qui représente: (Figure 1), une vue latérale en coupe d'un exemple de filtre EMI mettant en oeuvre un mode de réalisation préf6ré de la pr6sente invention. Il convient de se référer à la figure 1 qui représente d'une manière assez schématique, dans un but de simplifica- tion, uhf dispositif qui mesure normalement environ 1,5 pou- ce (38 mm) de longueur totale. Différents types de hachures ont été utilisés, de manière à permettre de distinguer visu- ellement les parties et certaines d'entre elles. Il convient de noter également que la soudure à l'étain, mentionnée dans la description ci-après, a normalement une composition com- portant 62% d'6tain, 36% de plomb et 2% d'argent, sauf s'il est fait référence à une soudure pour haute température, au- quel cas il s'agit normalement d'une composition à 10% d'é- tain, 88% de plomb et 2% d'argent. Comme on le voit à la figure 1, une paire de condensa- teurs disco"des 10, 12, sont disposés dans un bottier 14 et sépar6s axialement l'un de l'autre par un enroulement induc- tif 16. Le bottier et les autres pièces recevant des raccor- dements soud6s sont soit en mat6riau métallique, soit reve- tus d'un matériau de ce type. Les d6tails de cette disposi- tion seront mieux compris si l'on se r6fère au proc6dé d'as- semblage qui sera décrit ci-après. Une première borne 18 pr6sente une extrémité en forme de bêche 20, obtenue par d6formation d'une pièce tubulaire et constituant le prolongement d'une partie cylindrique 22. La première borne est montée, tout d'abord, dans un joint hermétique 28 pourvu d'une bague extérieure 29 en acier pla- qué sur son c8té ext6rieur, de manière à recevoir la soudu- re. Cette bague est séparée par une bague isolante en verre 31, qui est fondue pour assurer sa jonction avec la partie tubulaire 22 de la borne 18 et avec la bague 31. Cette fusion donne lieu à des tensions dans l'assemblage, d'une manière 1 déjà bien connue. Une fois ce sousassemblage terminé, une rondelle en Teflon (marque déposée) 26 est placée à l'inté- rieur de la partie d'extrémité filetée 24 du filtre et prend appui sur un épaulement de positionnement. Ensuite,le sous-assemblage du joint 28 et de la borne 18 est introduit et positionné comme indiqué. On verra qu'il existe un espace entre le joint 28 et la paroi intérieure de la partie 24, destiné à recevoir la soudure 30. Le bottier et la bague 31 sont traités de manière à recevoir la soudure, si bien que la borne se trouve en place dès que cette opération est ter- minée. Il convient de noter que la rondelle en Teflon 26 a pour effet d'empêcher la soudure et le flux de s'écouler dans le reste de l'assemblage. Ce résultat est obtenu par un effet de barrage tel que la soudure dense ne peut pas péné- trer entre le joint hermétique et le joint de positionnement de manière à soulever le joint de l'épaulement et à permet- treainsi à la soudure et au flux de s'écouler au-delà du joint. Ensuite, le condensateur disco'de 10 est disposé sur un disque circulaire en Teflon, ayant une ouverture au centre. Le trou est plus petit que le diamètre de la partie cylindri- que 22 et le diamètre extérieur du disque est plus grand que celui du bottier 14, de manière à ce qu'il y ait suffisamment de matière pour que la partie extérieure du disque prenne une forme généralement cylindrique au moment du montage et s'éten- de axialement sur environ la moitié de l'épaisseur du conden- sateur. La surface en contact avec le condensateur est recou- verte,de préférence, de colle, de manière à ce que le conden- sateur soit essentiellement fixé à ce disque. Le condensateur est ensuite poussé dans le bottier par son extrémité supérieure (comme dessiné), si bien que le disque de Teflon se déforme pour prendre la forme du premier élément d'étanchéité 32. On verra que cet élément présente une partie intérieure en contact étroit avec la partie cylindrique 22 et que la partie extérieure précitée vient en contact avec la paroi intérieure du bottier 14. L'élément 32 agit comme bar- 1 rage pour empêcher l'écoulement de la soudure 34 qui est ap- pliquée, de préférence, sous forme d'éléments pré-formés,à la fois dans le condensateur et à l'extérieur de celui-ci. Les éléments pré-formés sont chauffés de manière à ce qu'ils s'é- coulent dans les espaces existant entre la partie cylindrique 22 et le condensateur, d'une part,et entre le condensateur et la paroi intérieure du boîtier,d'autre part. Le joint est en mesure de résister suffisamment longtemps à la chaleur de la soudure pour que celle-ci ait le temps de fondre et de se mettre en place. Par conséquent, il existe très peu de risques de descente de la soudure ou du flux, soit par gravité, soit par effet capillaire, au-delà de l'épaulement 36, constitué dans le boitier pour supporter le condensateur. Un autre disque circulaire est conçu pour être disposé en dessous de l'enroulement inductif 16, avec un conducteur 38 partant de cet enroulement et traversant le disque. Le conducteur 38 est ensuite introduit dans le boîtier et est enfoncé de manière à venir au contact de la partie cylindri- que 22 de la première borne 18 et à déformer, en même temps, le disque en Teflon pour lui donner la forme indiquée comme étant l'élément 40. Cet élément 40 présente, de préférence, un certain ourlet à sa périphérie et au contact de l'intéri- eur du boîtier, par suite d'une réduction de diamètre lors- qu'il est poussé en place. Cet ourlet a pour effet de créer une pression radiale élastique, qui aide à supporter l'enrou- lement inductif 16 dans le bottier 14. Ceci tend à minimiser les effets des vibrations et ne nécessite pas des toléran- ces précises pour la mise en place au cours de l'assemblage. Ce filtre partiellement achevé est ensuite renversé,de manière à pouvoir utiliser de la soudure à haute température pour fixer le conducteur 38 à la borne 18, comme indiqué en 41. Si de la soudure ou du flux devait pénétrer à l'intérieur de la partie cylindrique 22, elle serait retenue par l'élé- ment 40 et ne pourrait pas pénétrer davantage. A ce stade du montage, un second conducteur 42, prove- 1 nant de l'enroulement inductif 16, fait saillie vers le haut hors du bottier 14. Le second condensateur disco'de 12 est assemblé de la même manière que le premier condensateur 10, en utilisant un second élément d'étanchéité 44. A nouveau, on utilise la soudure 46, 48, pour maintenir en place le con- densateur et pour parachever les connexions électriques au bottier et au conducteur 42. On verra que l'élément 44 agit comme un barrage pour retenir la soudure fondue et qu'il em- pêche tout excès de soudure ou de flux de descendre dans le compartiment contenant l'enroulement inductif 16. L'extrémité supérieure (comme indiqué au dessin) du bol- tier 14 est obturée en utilisant un disque en Teflon 50, dis- posé sur un épaulement intérieur proche de l'extrémité supé- rieure du bottier et ayant une ouverture centrale destinée à recevoir une partie du conducteur 42. Un joint hermétique en verre 52, semblable à celui utilisé à l'autre extrémité, est raccordé tout d'abord par fusion à la seconde borne 56 et est placé ensuite sur le disque 50, pour être soudé au bottier en 54. Ce joint hermétique présente un redan à sa périphérie, de manière à faire place à la soudure qui affleu- re en 54. L'assemblage est complété par soudage au conduc- teur 42 en 58, en utilisant une soudure à haute température. Cette opération de soudure est limitée par le disque 50. Les pièces de l'ensemble,décrit ci-dessus à titre d'ex- emple,peuvent être modifiées, tout en restant dans le cadre de la présente invention. Par exemple, les éléments 32, 34 et 40 et les disques 26, 50 peuvent être réalisésen tout ma- tériau approprié présentant les caractéristiques nécessaires de déformabilité et de non-conductivité, et ces éléments peu- vent également être préformés. Ces éléments préformés doi- vent permettre, évidemment, une certaine déformation radiale vers l'intérieur, afin d'assurer l'étanchéité du joint à 1' intérieur du boîtier. Ces variantes font partie de l'objet de la présente invention tel que décrit et revendiqué. Il va de soi que la soudure peut être remplacée par des matières plastiques synthétiques imprégnées d'un élément con- ducteur. Ces matériaux sont censés être inclus dans le terme "soudure" utilisé dans la description ci-dessus. 1 REVENDICATIONS 1. Filtre capacitif destiné aux circuits électroniques et comprenant: un bottier tubulaire; un conducteur central ayant des extrémités faisant saillie à l'extérieur du bottier; un condensateur discoide ayant une ouverture centra- le, à travers laquelle passe le conducteur, le condensateur s'étendant radialement entre le conducteur et le boîtier et présentant des première et seconde extrémités écartées axia- lement l'une de l'autre; une soudure servant à fixer le condensateur au con- ducteur et au bottier à la première extrémité du condensateur et un élément d'étanchéité électriquement non conduc- teur, ayant une ouverture centrale et disposé radialement,cet élément étant situé à la seconde extrémité du condensateur et venant en contact, avec frottement, avec le conducteur par ladite ouverture centrale et avec la paroi intérieure du bot- tier, si bien que la soudure et le flux utilisés pour connec- ter le condensateur à ladite extrémité fixe sont retenus à ladite seconde extrémité par l'élément d'étanchéité, de ma- nière à empêcher tout écoulement au-delà du condensateur au cours de la fabrication. 2. Filtre capacitif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'élément d'étanchéité a sa surface,en contact avec le condensateur, qui est recouverte de colle. 3. Filtre à interférence électromagnétique comprenant: un bottier tubulaire, présentant un épaulement in- térieur proche de l'une de ses extrémités; un conducteur central, ayant ses extrémités faisant saillie en dehors du bottier; 1 un condensateur discorde ayant une ouverture cen- trale traversée par le conducteur, le condensateur étant dis- posé radialement entre le conducteur et le boîtier; un élément d'étanch6ité électriquement conducteur, S ayant une ouverture centrale et disposée radialement, cet élément étant situé entre le condensateur et l'épaulement et se trouvant en contact à frottement avec le conducteur à la- dite ouverture centrale et avec la paroi intérieure du bol- tier, si bien que la soudure et le flux utilisés pour connec- ter le condensateur à la fois au bottier et au conducteur sont retenus par l'élément d'étanchéité pour empêcher tout écoulement au-delà du condensateur au cours de la fabrica- tion; un élément inductif contenu dans le bottier proche du condensateur, cet élément étant connecté au conducteur central pour assurer la continuité électrique; et une pièce de séparation électriquement non conduc- trice entre l'élément inducteur et le condensateur, cette pièce de séparation comprenant une partie disposée entre 1' élément inductif et le boitier, de manière à supporter l'6- lément inductif. 4. Filtre selon les revendications 1, 2 ou 3, carac- térisé en ce que l'élément d'étanchéité est en Teflon. 5. Filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pièce de séparation est en Teflon. 6. Filtre à interf6rence électromagnétique, destiné aux circuits électroniques et comprenant: un bottier cylindrique et tubulaire, présentant un épaulement intérieur proche de l'une de ses extr6mités; un premier et un second condensateur discoide,es- pacés axialement l'un de l'autre à l'intérieur du boîtier; un enroulement inductif, disposé entre les conden- sateurs; Z569318 1 des conducteurs centraux fixés à l'enroulement et faisant saillie axialement à chaque extrémité du filtre,les conducteurs traversant chacun l'une des ouvertures centrales des condensateurs disco3des; une paire d'éléments d'étanchéité électriquement conducteurs, présentant des ouvertures centrales et disposés radialement, le premier des dits éléments d'étanchéité étant situé entre le premier condensateur discode et ledit épaule- ment et entre le premier condensateur discoide et le bottier et l'autre élément d'étanchéité étant disposé entre le second condensateur discoide et l'enroulement inductif et entre le second condensateur discoide et le boîtier, les éléments d'é- tanchéité jouant le rôle de barrage pour retenir la soudure et le flux au cours de l'assemblage de l'extrémité opposée à l'épaulement, l'axe du botitier étant vertical; et de la soudure connectant les condensateurs au bo;- tier et aux conducteurs de commande respectifs. 7. Procédé de montage d'un élément électronique annu- laire,tel qu'un condensateur discoidetdans un bottier cylin- drique tubulaire et de fixation de l'élément au bottier et à un conducteur central, ce procédé comprenant les étapes de: former un disque de matériau flexible électrique- ment non conducteur, présentant une ouverture centrale dont le diamètre est légèrement plus faible que le diamètre du conducteur central et un diamètre extérieur plus grand que le diamètre intérieur du boîtier; placer le condensateur sur le disque et dans son axe; introduire le disque et le condensateur sur le conducteur central, le disque venant le premier, si bien que celui-ci s'ajuste étroitement sur le conducteur; faire avancer davantage le disque et le condensa- teur sur le conducteur et dans le bottier, de manière à ce qu'une partie extérieure du disque vienne envelopper le con- 1 1 1 densateur et le condensateur se trouvant alors maintenu en place avec le disque autour du conducteur et entre le conden- sateur et le boîtier; et souder le condensateur au conducteur et au boîtier, le disque agissant comme un barrage pour retenir la soudure fondue et le flux, afin d'empecher qu'ils s'écoulent au-delà du condensateur. 8. Dispositif électronique présentant un bottier tu- bulaire et un constituant électronique soudé à l'une des ex- trémités à une surface intérieure du bottier, amélioré par le fait que le dispositif comprend,en outre,un élément d'é- tanchéité en matériau électriquement non conducteur à l'au- tre extrémité du composant, l'élément étant dispos6 transver- salement vers l'autre extrémité du composant et ayant une partie périphérique en contact à frottement avec ladite sur- face intérieure du bottier et disposé axialement vers la - première extrémité du composant, de manière à former un bar- rage à l'autre extrémité,pour empêcher le passage de la sou- dure fondue et du flux au cours de la soudure de la premiere extrémité du composant.