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La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux dispositifs de montage des cristaux piézo-électriques, et plus particulière- ment aux dispositifs de montage qui ont pour but de protéger le cristal con- tre les chocs et vibrations mécaniques tels que ceux que l'on rencontre dans les équipements mobiles des télécommunications, ainsi que de conserver la stabilité de fréquence du cristal pendant ces chocs et vibrations.
Les principes de la présente invention sont particulièrement appli- cables aux cristaux taillés AT, et à d'autres cristaux qui oscillent d'une façon analogue suivant l'épaisseur) et qui comportent des revêtements ou enduits adhérents constituant des électrodes sur leurs grandes faces. Les principes de cette invention sont particulièrement avantageux si on les applique à des cristaux oscillant ou résonnant à des fréquences inférieures à 2 MHz,et les avantages sont dautant plus marqués que les fréquences diminuent davantage en dessous de cette valeur.
La protection des cristaux et la conservation de leur stabilité de fréquence ont constitué longtemps un problème,dans cette technique, et les nombreux e f f c r t s effectués jusqu'ici ont fourni des solutions insuffisantes, en particulier si on les compare avec les qualités élevées exigées pour les emplois militaires. Une pratique courante jusqu'ici a con- sisté à monter les plaquettes de cristaux entre des supports qui pincent le cristal en des points opposés de ses tranches. En général, on utilise seulement deux de ces supports, car leur action de serrage tend à réduire l'amplitude d'oscillation, et l'amortissement augmente d'une façon inadmis- sible lorsqu'on augmente le nombre de ces supports ou pinces de support,.
Ces pinces, placées en des points opposés, se sont montrées défectueuses du fait qu'elles tendent à produire un effort de torsion sur le cristal, par suite de quoi l'élément se déplace légèrement dans la pince, ce qui modifie sa fréquence et ses autres caractéristiques électriques.
La présente invention a principalement pour objet un dispositif de montage étudié spécialement pour supprimer les effets nuisibles du pince- ment et plus généralement pour protéger le cristal ainsi supporté et conser- ver la stabilité de la fréquence en présence de chocs et vibrations sévères.
Un autre objet de cette invention consiste à réaliser un disposi- tif de montage pouvant supporter un cristal sans effort de pincement tout en permettant un déplacement de la plaquette de cristal si c'est utile mais sans modifier les caractéristiques électriques.
Un troisième objet de cette invention consiste à réaliser un or- gane de support ainsi que des dispositifs de cristaux comprenant un tel organe de support, qui non seulement conservent la stabilité de fréquence et protègent d'une façon générale le cristal, mais encore sont relativement peu onéreux en ce qui concerne la fabrication et l'assemblage, extrêmement durables, et extrêmement efficaces en fonctionnemento
D'autres objets et avantages de la présente invention apparaîtront à la suite de la description détaillée qui suit.
Cette description concerne des modes de réalisation préférés pris à titre d'exemples et se référera aux dessins annexés, dans lesquels:
La fig. 1 est une coupe-élévation frontale d'un porte-cristal de quartz conforme à la présente invention.
La fig. 2 est une élévation latérale du porte-cristal de la Figo 1 le boîtier extérieur étant enlevé.
La Fig. 3 est une coupe-élévation frontale d'une variante du porte- cristal.
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La Fig. 4 est une coupe-élévation frontale dune autre variante du porte-cristal.
La Fig. 5 est une perspective frontale, agrandie, d'un bloc de montage de cristal envisagé par la présente invention et du type des Figso 1 à 4.
La Fig. 6 est une coupe verticale suivant la droite 6.- 6 de la Fig. 5.
La Figo 7 est une perspective analogue à la Fig. 5 et représentant un bloc de montage légèrement modifié.
Les Figso 8 à 12 sont des coupes verticales partielles et relati vement agrandies, représentant des formes préférées des gorges aménagées dans les blocs de montage pour recevoir divers types de cristaux.
La Fige 13 est une élévation d'un outil disposé pour déformer les blocs de montage pour leur permettre derecevoir les cristaux, cet outil faisant partie de la présente inventiono
Les Figs 14 et 15 sont des vues en coupe de certains détails qui représentent respectivement un bloc de montage déformé et étendu par l'ou- til de la fig. 13 ou par tout autre moyen, prêt à recevoir le cristal, ain- si que le même bloc de montage et le même cristal en position normale de fonctionnement.
On voit sur les figures, où une même pièce est toujours désignée par le même nombre sur les diverses figures, que la présente invention comprend essentiellement un bloc de montage de cristal B, qui peut prendre diverses formes comme on le verra plus loin. Ces blocs B sont de préférence en une matière non conductrice ou électriquement isolante et possédant des caractéristiques d'élasticité telles, que l'or, puisse distendre le bloc ou le déformer de toute autre façon pour recevoir la plaquette de quartz, et que ce bloc reprenne ensuite sa position normale pour retenir et fixer la plaquette en position d'oscillation.
Des compositions de résine synthétique, telles que le teflon ou le nylon, sont des matières convenables pour fabri- quer les blocs Bo
On a représenté sur les figsa 5 à 7 des formes appropriées de blocs auxquelles on se référera plus loin. Comme on peut le voir sur ces figures, les blocs comportent des parties courbes et rainurées 10, pouvant recevoir les bords de la plaquette de cristal que l'on veut monter. Les blocs B sont susceptibles d'être employés avec divers types de dispositifs de cristaux, parmi lesquels les dispositifs des figures 1 à 4 sont simplement donnés à ' titre d'exemples.
Le dispositif de cristal des figs. 1 et 2 comprend un bloc de mon- tage et de protection B de la présente invention, représenté plus spéciale- ment en 11. Mais par ailleurs, il est à peu près conforme à un type courant utilisant un cristal de quartz circulaire 12, portant des électrodes 14 déposées par placage sur les grandes faces opposées, et recouvrant également un bord contigu. Des conducteurs 16 de petit diamètres, en une matière con - ductrice telle qu'un bronze phosphoreux, du cuivre ou de l'argent, sont brasés ou fixés de toute autre façon sur chaque électrode 14 et sur les fi- ches 18 qui traversent une couche de verre isolante 20 placée dans le fond 22 et qui peuvent être introduites dans une douille de prise de courant dis- posée de façon correspondante. Un couvercle 24 abrite le cristal et ses connexions, comme on le voit sur la figure.
Le dispositif de cristal de la Fige 3 est un exemple d'application de la présente invention à un support très simple et très peu onéreux; il
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montre également 1 emploi des blocs B avec des plaquettes de cristaux rectangulaires ou à peu près carrées, telles que celles qu'on voit en 26 reposant dans les parties courbes et nervurées 10.
Les fiches de connexion
28 sont montées à force ou moulées dans le bloc isolant 30, et leurs ex- trémités faisant saillie sont reliées aux faces des électrodes 34 par les conducteurs 320 Le couvercle 36 est en une matière plastique qui peut, si on le désire, être la même que celle du bloc 30 supportant le cristal 26, et la partie périphérique du couvercle 36 peut être cimentée sur la partie inférieure du bloc 30, pour constituer un bloc support étanche à la pous- siereo
Le dispositif de cristal de.la figo 4 est un peu analogue à celui des Fige. 1 et 2. Il montre comment on peut utiliser une plus grande pla- que de quartz 38 dans le même ensemble.
On voit ici que les fiches de connexion 40, qui traversent la paroi en verre 42, ont leurs extrémités intérieures fixées dans la partie inférieure du bloc 44, et les conducteurs 46 relient les parties intermédiaires des fiches 40 aux électrodes 48, les connexions d'électrodes se faisant sur les grandes facs, près des bords de la plaque 38.
Il est entendu que l'on peut intervertir ou modifier comme on le désire les caractéristiques particulières des dispositifs de cristal des fige. 1 à 4, et que les principes de la présente invention sont également applicables à de nombreux autres types particuliers de dispositifs à cris- taux non représentés ici, comme les spécialistes de cette technique s'en rendront compte facilement.
Les figso 5 à 7 représentent à plus grande échelle des blocs B ayant le même caractère général que les dispositifs des fige. 1 à 4. Les formes de ces blocs, qui sont, comme on l'a déjà dit, constitués de.préfé- rence par une matière élastique et non conductrice, n'exigent pas une pré- cision particulière, à condition que l'on aménage des zones courbes, opposées et rainurées 10, qui peuvent s'écarter pour recevoir les bords de la plaque de cristal.
Pour faciliter cet écartement ou cette flexion, il est avanta- geux de prévoir des zones d'extrémité 50 relativement épaisses et non élas- tiques, qui comportent des faces intérieures courbes et opposées portant les zones rainurées 10, et une plaque arrière 52, relativement mince et élastique, qui solidarise les zones d'extrémité précitées et permet d'écar- ter légèrement ces extrémités qui reviennent ensuite à leur position nor- male par élasticité. La plaque arrière 52 n'a pas besoin de s'étendre sur toute la surface du bloc B ; comme indiqué par l'encastrement des parois la- térales 54 de la fige 7.
Des trous 56 (fig 5) peuvent être et sont de pré- férence percés, dans la zone inférieure extrême 50, qu'ils traversent par- tiellement ou complètement, pour recevoir les fiches de connexion qui peu- vent, de même que dans les ensembles des fige. 1 et 4, former support du bloc. D'autre part des blocs B peuvent être moulés ou réunis de toute au- tre façon en une seule pièce, ou être composés par des tronçons assemblés par collage ou par fusion.
La plaque de cristal supportée dans le bloc B est de préférence flottante dans les limites permises par les zones rainurées 10. Autrement dit, la zone rainurée et le bord périphérique du cristal peuvent avoir des dimensions relatives choisies de telle façon que la plaque de cristal puisse se déplacer légèrement, par exemple de 0,08 mm à, 0,13 mm dans une direction quelconque à partir de sa position moyenne ou centrée. Un tel montage libre ou flottant permet au cristal d'osciller ou vibrer avec de grandes amplitu- des d'oscillation. Mais dans certains cas, par exemple aux fréquences éle- vées, il est désirable que la plaque de cristal soit fermement tenue et pincée dans les zones de support rainurées.
On peut obtenir ce résultat en
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ajustant convenablement les dimensions relatives des zones rainurées et le bord périphérique du cristal, ou bien en modifiant la section transver- sale des rainures ou bien en employant ces deux procédés. La longueur de la zone rainurée n'a pas une importance particulière dans la plupart des applications. Mais on a obtenu pourtant de meilleurs résultats avec quel- ques cristaux circulaires en limitant la longueur de la zone rainurée à 60 à 80 .
L'arc rainuré discontinu, qui permet d'accéder librement aux parties latérales opposées d'un cristal monté, (comme on peut le voir sur toutes les variantes représentées), est particulièrement avantageux du fait que les connexions électriques aboutissant aux électrodes réalisées par placage peuvent être constituées par un fil métallique mince qui, à l'inverse des lourdes pinces connectrices employées jusqu'ici, ne produit qu'une très légère pression sur la plaque de quartz., Cette légère pression, ou ce léger effet de fixation, produit par les fils fins de connexion.est pourtant suffisant pour empêcher la plaque de tourner,puisque la concen- tricité du support et de la plaque n'exige qu'un effort de retenue minime.
Les figs. 8 à 12 représentent quelques unes des diverses formes de rainures et de dispositifs envisagés dans la présente invention pour sup- porter les bords des cristaux. La Figo 8 représente une gorge 58 destinée à permettre le montage libre ou flottant d'une plaque de cristal à faces parallèles. La fige 9 représente une gorge 60 à parois divergentes, qui permet le montage d'un cristal à bord en forme de coin. Le léger intervalle existant entre le bord du cristal et le fond de la gorge permet un certain flottement du cristal, et la face périphérique de ce cristal ne subit au- cune pression. La fige 10 représente une forme modifiée de la gorge 62, qui on peut utiliser pour un montage libre ou un montage à serrage,, suivant le diamètre relatif de la gorge et du cristal. La gorge 66 de la fige 12 est similaire à cet égard.
La gorge 64 de la fig. 11 possède des parois latéra- les parallèles ou convergentes, qui sont destinées à venir s'appuyer contre la périphérie d'un cristal à bord en coin. Ce dispositif est prévu uniquement pour un montage avec serrage.
Un outil du genre de celui de la fig. 13 s'est montré très utile pour monter ou introduire un élément dans la zone-support rainurée d'un bloc B, en particulier dans les fabrications rapides en grande série. Cet outil a évidemment pour but d'écarter momentanément les parties opposées et rainurées50 du bloc B d'une distance suffisante pour qu'on puisse y introduire le cristal C. Dans ce but, une embase 68 porte, par l'intermédiai- re d'un filetage, un arbre vertical 70 dont l'extrémité supérieure est à peu près sphérique. On adopte de préférence un pas de filetage relativement grand, de façon qu'un déplacement d'un quart à un demi-tour de la tige 72 actionnée à l'aide de la poignée, produise un déplacement d'environ 0,8 à 1,6 mm.
La zone centrale arrière 52 du bloc B repose sur un demi-manchon 80 suppor- té lui-même par l'extrémité de l'arbre 70. Une série de doigts 74,-empêchent le demi-manchon 80 de tourner, et les parties rainurées et opposées 50 du bloc B se trouvent chacune sous un appendice 76 situé sur les bords opposés du bâti 68, On voit que les appendices 76 sont articulés sur des axes 78, de façon à pouvoir se déplacer vers l'extérieur, sous la poussée produite par les extrémités 50, lorsqu'on produit une force ascendante sur le centre de la partie arrière 52 en faisant tourner l'arbre 70, ce qui a pour effet d'ouvrir les parties rainurées 10 du bloc B, pour qu'on puisse placer le cristal C.
Les figs. 14 et 15 illustrent I ' e f f e t d e l'outil décrit ci-dessus. La fige 14 correspond à l'instant où la force ascendante pro- duite par l'arbre 70 déforme le bloc 3 pour distendre les extrémités rainu- rées 50 en vue de l'introduction du cristal C dans la gorge-support 10. La
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fige 15 correspond à l'instant où la force ascendante est supprimée et où le bloc B reprend sa position normale, en retenant et abritant le cristal
C.
La présente invention ne se limite pas d'une façon précise aux dispositifs décrits et représentés sur le dessin ci-dessus.
Elle englobe également les diverses modifications de ces dispositifs ren- trant dans le cadre du résumé ci-après. Par exemple, bien qu'on ait indi- qué que les blocs B sont de préférence en une matière moulée non conductri- ce, on peut également, suivant la présente invention, réaliser ces blocs en une matière conductrice telle qu'un métal, et employer une matière non con- ductrice aux points où elle est.nécessaire, par exemple dans les trous pour isoler électriquement les fiches de connexion, et comme doublage pour isoler le bloc de l'enveloppe métallique extérieure.