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La présente invention a pour objet un condensa- teur ajustable, (trimmer) comprend une plaque fixe constituée par une douille métallique cylindrique, une plaque mobile constituée par un élément métallique sensi- blement cylindrique disposé dans la douille coaxialement à celle-ci et susceptible d'être déplacé axialement par rapport à elle, un corps solide en un aggloméré d'une matière synthétique thermoplastique formant-..un diélectri- que entre les deux plaques, une couche externe entourant la douille fixe et un socle formant support.
De préférence, la plaque fixe est complètement noyée dans le corps en matière thermoplastique à l'inté- rieur duquel elle est flottante.
La plaque mobile peut être constituée par une douille à filetage interne, vissée sur une tige filetée fixée au socle. Dans ce cas, les variations de capacité sont produites en vissant ou dévissant cette douille mobile par rapport à la tige.
Suivant une variante de l'invention plus parti- culièrement applicable à des trimmers de très faible capacité la plaque mobile peut être constituée par une tige filetée au moins sur une portion de sa longueur et vissée dans un élément taraudé placée de préférence dans le socle du trimmer. Dans ce cas, on fait varier la ca- pacité en vissant ou en dévissant la tige.
Dans les trimmers connus, d'un type analogue, le support qui est généralement en porcelaine est séparé du diélectrique qui habituellement est en mico ou en ma- tière plastique, entourant la douille interne. Ces trim- mers connus présentent certains inconvénients. Par exem- ple, l'humidité peut pénétrer entre le diélectrique et la plaque fixe et augmenter les pertes diélectriques dans
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une mesure incontestable. En outre, la construction de ces trimmers est onéreuse.
La présente invention évite ces inconvénients.
Une matière thermoplastique qui donne entière satisfaction pour le but poursuivi par l'invention est, par exemple, le polythène, mais d'autres matières ayant des propriétés analogues peuvent être utilisées.
On a constaté qu'il était préférable de créer une liaison entre le diélectrique et la plaque fixe. Dans ce but, la douille formant la plaque fixe peut être per- forée de sorte que les couches de la matière diélectrique recouvrant les surfaces internes et externes de cette douille sont reliées directement à travers les perfora- tions du manchon.
Ou bien encore, la surface interne et/ou la surface externe de la douille peuvent être rendues ru- gueuses, par attaque à l'aride, par grattage mécanique ou par tout autre moyen analogue ee qui permet à la matière diélectrique d'adhérer à la ou auxdites surfaces de la douille.
Si le polythène ou une matière ayant des propriétés semblables est utilisée comme diélectrique, on constate que la constante diélectrique du trimmer s'abaisse lorsque la température s'élève. Dans le cas du polythène par exemple, dans un domaine de 20 à 100 C, on observe une baisse presque linéaire de 2,3 à 2,15. En outre, le polythène présente un coefficient de dilatation thermique assez grand. Ces propriétés dont les effets contraires se cumulent ont jusqu'à présent empêché son emploi à grande échelle de même que celui de metières analogues, en qualité de diélectrique, pour les condensateurs à haute fréquence, en dépit de leurs excellentes prppriétés isolantes.
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On a maintenant constaté que l'influence néga- tive d'uno élévation de température' sur la constante di- électrique peut être réduite, éliminée ou même, conver- tie en influence positive, lorsque le diélectrique est soumis, en. cas d'élévation:de température, à une compres- sion entre les plaques du trimmer. Cette compression s'effectue lorsque le trimmer est construit de telle ma- nière que l'espace entre ]Les plaques ne s'écarte pas en fonction de l'élévation de' température dans la même .- sure que la tendance du diélectrique à se dilater. Il est même possible de prévoir le trimmer de telle sorte que ledit espace demeure constant et même se rétrécisse lors d'une élévation de la température.
Lorsque les deux plaques sont faites du même métal, en laiton par exemple, la compression du diélectri- que a tendance à devenir si forte que la constante diélec- trique s'élève, bien que faiblement, avec l'élévation de température. Lorsque cette élévation de constante diélec- trique n'est pas souhaitable, les plaques fixes peuvent être prévues avec une fente étroite le long d'une généra- trice, sur toute leur hauteur. Là constante diélectrique peut ainsi être maintenue constante ou bien être prévue de façon à s'abaisser en fonction de l'élévation de tem- pérature, et ceci d'autant plus que la fente est plus large.
Toutefois, les plaques peuvent être en métaux différents et ceci, en combinaison avec une fente de lar- geur appropriée dans la plaque fixe, permet de coordonner la constante diélectrique avec les changements de tempéra- ture, de toute manière voulue. Un autre facteur de con- trôle est l'épaisseur du diélectrique par rapport à l'é- paisseur et au diamètre interne de la douille formant la plaque fixe.
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L'épaisseur de la couche externe de polythène doit être plus grande que celle de la couche diélectrique entre les manchons ; elle peut même être un multiple du diélectri- que, par exemple de 1 à 1,5 mm dans l'exemple cité. La capacité de ce condensateur était a'environ 25 à 30 pico- farads et sa constante diélectrique n'augmentait que très faiblement avec l'élévation de température. La constante diélectrique ainsi augmentée était celle du condensateur dans son ensemble. La question de savoir si la constante diélectrique intrinsèque du polythène eu de toute autre matière analogue est affectée par l'élévation de tempéra- ture dans les conditions de compression créées par l'agen- cement du condensateur n'a pas été prise en considération dans l'invention.
Des résultats analogues, même avec une plus grande élévation de la constante diélectrique ont été obtenus avec un condensateur de même construction et de dimensions similaires dans lequel toutefois la douille externe était en acier doux et la douille interne en lai- ton.
Lorsque la constante diélectrique doit être main- tenue constante dans un trimmer dont les dimensions sont à peu près celles indiquées ci-dessus, la douille externe forint la plaque fixe peut avoir sur toute sa hauteur une fente très étroite, par exemple de l'ordre de 0,05 à r
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0,01 mm. Lorsque la fente est plus large, la constante diélectrique s'abaisse lorsque la température augmente et ceci d'autant plus que la fente est plus large. Avec une-fente de 0,5 mm de large, la chute de la constante diélectrique, bien qu'appréciable est toujours notable- ment plus petite que dans un trimmer où le diélectrique peut se dilater, lors d'une élévation de température,. sensiblement sans compression.
Ainsi, en procédant à un choix judicieux du métal des plaques de leurs dimensions, de l'épaisseur du diélectrique et, si nécessaire, en prévoyant une fente dans la plaque fixe et en donnant à cette fente une lar- geur appropriée, on peut déterminer la constance ou la variation de capacité du trimmer pour différentes tempé- ratures.
L'invention est illustrée, à titre d'exemple seulement, par les dessins annexés sur lesquels : - les figures 1 et 2 montrent respectivement en coupe axiale et en plan, une première réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une coupe axiale d'un trimmer suivant un second mode de réalisation de l'invention; - la figure 4 est une coupe horizontale de cette réalisation suivant la ligne IV-IV de la figure 3.
Le trimmer représenté aux figures 1 et 2 com- prend une plaque fixe 1 constituée par une douille métal- lique cylindrique massive, pourvue d'une fente étroite 2 sur toute sa hauteur le long d'une génératrice. La plaque variable est une autre douille métallique cylin- drique 3 coaxiale à la douille 1, disposée à l'intérieur de cette dernière et ayant sensiblement la même hauteur.
La douille 3 est pourvue à son extrémité supérieure d'en- coches 4 pour l'engagement d'un tournevis; elle est file-
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tée intérieurement et est,vissée sur une tie filetée
5 prévue avec une embase Largie 6. Les conducteurs de courant 7, 8 du trimmer sent reliés à- la douille externe
1 et à l'embase 6 ae la tige 5 respectivement.. Le trim- mer est à sa capacité maximum lorsque la douille interne
3 est vissée de manière que son extrémité supérieure est. sensiblement au niveau de celle de la douille externe 1, et cette capacité peut être diminuée en dévissant cette douille interne 3 de la quantité voulue.
Un corps unique, solide, fait d'une matière thermoplastique appropriée, le polythène par exemple, constitue le socle 9 du trimmer, dans lequel est fixée l'embase 6 de la tige et avec ce socle viennent de matiè- re des saillies 10 de fixation, la couche de diélectri- que 11 disposée entre les douilles 1 et 3 et une couche externe 12 entourant la douille externe 3. De cette fa- con, cette douille externe est flottante dans la matière thermoplastique et est prônée de tous côtés, du contact de l'air ou da l'humidité. Cette couche protectrice est traversée uniquement par le fil 7 qui est d'une très grande finesse, de sorte que l'humidité atmosphérique ne peut arriver à la douille 1 en cheminant le long de ce fil. Le trimmer ne présente donc virtuellement aucune fuite.
Dans la fabrication de ce type, la douille interne 3 est d'abord doublée extérieurement avec le di- électrique 11 constitué par une couche de la matière thermoplastique choisie, par exemple du polythène. Puis, cette douille interne 3 est vissée sur la tige 5, la douille externe 1 est glissée sur le diélectrique, les conducteurs 7,8 de courant sont branchés sur les deux douilles et cet ensemble est introduit dans un moule approprié où le socle 9 et la couche externe 12 sont ob- @
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tenues par coulée ou par injection du 1 même matiere thermoplastique. Dans ce processus, la couche diélectri- que 9 enfermée entre les -douilles se fond pour ne former qu'une seule masse avec le socle et la couche externe 12.
En variante, la couche diélectrique 9 peut égale- ment être obtenue dans le moule par le procédé qui permet d'obtenir la couche externe et le socle.
Dans le trimmer suivant les figures 3 et 4, la plaque fixe est constituée par une douille métallique 13, et la plaque variable, par une tige 14 filetée au moins sur une portion de sa longueur et vissée dans une douille 15. Cette dernière fait corps avec une plaque d'ancrage 16 qui se prolonge par des doigts 17. Toutes ces parties métalliques sont encastrées dans un bloc de matière thermoplastique, par exemple du polythène, qui forme le socle de fixation 18, le diélectrique 19 et une eouche externe 20 autour de la douille 13. La partie supérieure 14' de la tige 14 qui correspond sensiblement à la hauteur de la douille 13 peut être prévue non file.. tée de sorte que la couche diélectrique 19 entre la douille 13 et cette partie 14' a partout la même épais- seur.
Les doigts 17 permettent de monter le trimmer di- rectement sur un support métallique 21 du châssis de radio ou autre. Dans ce but les doigts peuvent être pré- vus avec des ailettes 17' qui, après introduction des doigts dans des fentes appropriées du support 21, sont repliées latéralement bloquant ainsi les doigts sur le support. La tige 14 fait saillie vers le bas à travers le support 21 sans contact avec ce dernier et comporte à son extrémité inférieure une encoche 22 pour l'engage- ment d'un tournevis.
Un conducteur de courant 23 est relié à la douille 13, cependant que la "plaque" régla- ble 14 est directement mise à la terre par l'intermédiai-
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Les zrimmers, suivant l'invention sont d'une fabrication facile et bon marché, comparativement aux trimmers connus d'un type analogue, mais qui comportent un socle en porcelaine et un diélectrique qui ne fait pas corps avec ce socle. Les trimmers suivant l'invention, se prêtent par conséquent à une production en série et à faible prix de revient.
En outre la présente invention rend possible, pour la première fois l'emploi sans risque du polythène ou d'autres matières thermoplastiques ayant des caracté- ristiques analogues, pour la constitution du diélectrique.
L'emploi de ces matières thermoplastiques offre des avan- tages considérables parmi lesquels on citera : faibles pertes diélectriques; très bonne isolation; effet lubri- fiant du polythène sur la plaque réglable ce qui facilite le réglage de cette dernière sans produire d'efforts de frottement sur le diélectrique; possibilité de produire à volonté un glissement positif, neutre ou négatif (chan- gement de constantes diélectriques). Le fait que la pla- que externe est complètement encastrée dans la matière diélectrique procure un avantage supplémentaire, à savoir que la faible- perte diélectrique et la bonne isolation persistent même dans une atmosphère assez humide.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to an adjustable capacitor (trimmer) comprises a fixed plate constituted by a cylindrical metal sleeve, a movable plate constituted by a substantially cylindrical metallic element disposed in the sleeve coaxially with the latter and capable of 'being displaced axially with respect to it, a solid body made of an agglomerate of a thermoplastic synthetic material forming - .. a dielectric between the two plates, an outer layer surrounding the fixed sleeve and a base forming a support.
Preferably, the fixed plate is completely embedded in the body of thermoplastic material inside which it is floating.
The movable plate may consist of a bush with internal thread, screwed onto a threaded rod fixed to the base. In this case, the variations in capacity are produced by screwing or unscrewing this movable bushing with respect to the rod.
According to a variant of the invention more particularly applicable to very low capacity trimmers, the movable plate may consist of a threaded rod at least over a portion of its length and screwed into a threaded element preferably placed in the base of the trimmer. In this case, the capacity is varied by screwing or unscrewing the rod.
In known trimmers of a similar type, the support which is generally porcelain is separated from the dielectric which is usually mico or plastic, surrounding the inner sleeve. These known trimmers have certain drawbacks. For example, moisture can penetrate between the dielectric and the fixed plate and increase the dielectric losses in
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an indisputable measure. In addition, the construction of these trimmers is expensive.
The present invention avoids these drawbacks.
A thermoplastic material which gives complete satisfaction for the object pursued by the invention is, for example, polythene, but other materials having similar properties can be used.
It has been found that it is preferable to create a bond between the dielectric and the fixed plate. For this purpose, the socket forming the fixed plate may be drilled so that the layers of dielectric material covering the inner and outer surfaces of this socket are connected directly through the perforations in the sleeve.
Alternatively, the internal surface and / or the external surface of the socket can be made rough, by arid etching, by mechanical scraping or by any other similar means which allows the dielectric material to adhere to the socket. said surface or surfaces of the socket.
If polythene or a material with similar properties is used as a dielectric, the dielectric constant of the trimmer is found to drop as the temperature rises. In the case of polythene, for example, in a range of 20 to 100 C, an almost linear drop from 2.3 to 2.15 is observed. In addition, polythene has a fairly large coefficient of thermal expansion. These properties, the opposing effects of which are cumulative, have hitherto prevented its use on a large scale as well as that of similar materials, as a dielectric, for high frequency capacitors, despite their excellent insulating properties.
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It has now been found that the negative influence of a temperature rise on the dielectric constant can be reduced, eliminated or even converted into a positive influence, when the dielectric is subjected to. case of rise: in temperature, to a compression between the trimmer plates. This compression takes place when the trimmer is constructed in such a way that the space between the plates does not deviate as a function of the rise in temperature in the same way as the tendency of the dielectric to collapse. expand. It is even possible to provide the trimmer such that said space remains constant and even narrows when the temperature rises.
When both plates are made of the same metal, for example brass, the compression of the dielectric tends to become so strong that the dielectric constant rises, albeit slightly, with the rise in temperature. When this rise in dielectric constant is undesirable, the fixed plates can be provided with a narrow slot along a generator over their entire height. The dielectric constant can thus be kept constant or else be provided so as to decrease as a function of the rise in temperature, and this all the more so as the slit is wider.
However, the plates can be of dissimilar metals and this, in combination with a slot of the appropriate width in the fixed plate, allows the dielectric constant to be coordinated with changes in temperature in any way desired. Another controlling factor is the thickness of the dielectric relative to the thickness and internal diameter of the socket forming the fixed plate.
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The thickness of the outer polythene layer should be greater than that of the dielectric layer between the sleeves; it can even be a multiple of the dielectric, for example from 1 to 1.5 mm in the example cited. The capacitance of this capacitor was about 25 to 30 pico-farads, and its dielectric constant increased only very slightly with increasing temperature. The dielectric constant thus increased was that of the capacitor as a whole. The question whether the intrinsic dielectric constant of polythene or any other analogous material is affected by the rise in temperature under the compressive conditions created by the arrangement of the capacitor has not been taken into account in invention.
Similar results, even with a greater rise in the dielectric constant, were obtained with a capacitor of the same construction and of similar dimensions in which, however, the outer sleeve was made of mild steel and the inner sleeve of brass.
When the dielectric constant must be kept constant in a trimmer whose dimensions are approximately those indicated above, the outer sleeve forint the fixed plate may have over its entire height a very narrow slot, for example of the order from 0.05 to r
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0.01 mm. When the slit is wider, the dielectric constant decreases as the temperature increases and this all the more so as the slit is wider. With a 0.5 mm wide slit, the drop in dielectric constant, although appreciable, is still noticeably smaller than in a trimmer where the dielectric can expand upon a rise in temperature. substantially without compression.
Thus, by making a judicious choice of the metal of the plates, their dimensions, the thickness of the dielectric and, if necessary, by providing a slot in the fixed plate and by giving this slot an appropriate width, it is possible to determine the constancy or variation in the capacity of the trimmer for different temperatures.
The invention is illustrated, by way of example only, by the appended drawings in which: - Figures 1 and 2 show respectively in axial section and in plan, a first embodiment of the invention; - Figure 3 is an axial section of a trimmer according to a second embodiment of the invention; - Figure 4 is a horizontal section of this embodiment along the line IV-IV of Figure 3.
The trimmer shown in Figures 1 and 2 comprises a fixed plate 1 constituted by a massive cylindrical metal sleeve, provided with a narrow slot 2 over its entire height along a generatrix. The variable plate is another cylindrical metal sleeve 3 coaxial with the sleeve 1, arranged inside the latter and having substantially the same height.
The sleeve 3 is provided at its upper end with notches 4 for engaging a screwdriver; she's gone-
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tee internally and is, screwed on a threaded tie
5 provided with a Largie 6 base. The current conductors 7, 8 of the trimmer are connected to the external socket
1 and at the base 6 and the rod 5 respectively. The trimmer is at its maximum capacity when the internal bush
3 is screwed so that its upper end is. substantially at the level of that of the outer sleeve 1, and this capacity can be reduced by unscrewing this inner sleeve 3 by the desired amount.
A single, solid body, made of a suitable thermoplastic material, for example polythene, constitutes the base 9 of the trimmer, in which the base 6 of the rod is fixed and with this base are made of the projections 10 of the trimmer. fixing, the dielectric layer 11 disposed between the sockets 1 and 3 and an outer layer 12 surrounding the outer socket 3. In this way, this outer socket is floating in the thermoplastic material and is advocated on all sides, from the contact with air or humidity. This protective layer is crossed only by the wire 7, which is very thin, so that atmospheric humidity cannot reach the socket 1 by traveling along this wire. The trimmer therefore has virtually no leakage.
In the manufacture of this type, the inner sleeve 3 is first of all lined on the outside with the dielectric 11 constituted by a layer of the chosen thermoplastic material, for example polythene. Then, this internal sleeve 3 is screwed onto the rod 5, the external sleeve 1 is slipped onto the dielectric, the current conductors 7.8 are connected to the two sockets and this assembly is introduced into a suitable mold where the base 9 and the outer layer 12 are ob- @
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held by casting or by injection of the same thermoplastic material. In this process, the dielectric layer 9 enclosed between the sockets merges to form a single mass with the base and the outer layer 12.
As a variant, the dielectric layer 9 can also be obtained in the mold by the process which makes it possible to obtain the outer layer and the base.
In the trimmer according to Figures 3 and 4, the fixed plate is constituted by a metal sleeve 13, and the variable plate, by a rod 14 threaded at least over a portion of its length and screwed into a sleeve 15. The latter forms a body with an anchoring plate 16 which is extended by fingers 17. All these metal parts are embedded in a block of thermoplastic material, for example polythene, which forms the fixing base 18, the dielectric 19 and an outer layer 20 around it. of the socket 13. The upper part 14 'of the rod 14 which corresponds substantially to the height of the socket 13 can be provided unthreaded so that the dielectric layer 19 between the socket 13 and this part 14' has everywhere the same thickness.
The fingers 17 allow the trimmer to be mounted directly on a metal support 21 of the radio frame or the like. For this purpose the fingers can be provided with fins 17 'which, after insertion of the fingers into appropriate slots of the support 21, are folded back laterally thus locking the fingers on the support. The rod 14 projects downwardly through the support 21 without contact with the latter and has at its lower end a notch 22 for engaging a screwdriver.
A current conductor 23 is connected to the socket 13, while the adjustable "plate" 14 is directly earthed through the medium.
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The zrimmers according to the invention are easy and inexpensive to manufacture, compared to the known trimmers of a similar type, but which comprise a porcelain base and a dielectric which is not integral with this base. The trimmers according to the invention therefore lend themselves to mass production and at low cost.
Further, the present invention makes it possible for the first time to safely use polythene or other thermoplastic materials having similar characteristics for the constitution of the dielectric.
The use of these thermoplastic materials offers considerable advantages, including: low dielectric losses; very good insulation; lubricating effect of the polythene on the adjustable plate, which facilitates the adjustment of the latter without producing friction forces on the dielectric; possibility of producing a positive, neutral or negative slip at will (change of dielectric constants). The fact that the outer plate is completely embedded in the dielectric material provides an additional advantage, that the low dielectric loss and good insulation persist even in a fairly humid atmosphere.
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