Brevet FR2011781A1 — publié le 19700306

La présente invention concerne un dispositif électrique, comportant une génératrice à haute tension et au moins un cylindre de travail, pour traiter la surface de feuilles, en vue de la préparer à l'impression, au couchage, au collage ou au-^ très opérations similaires. Ge traitement s'applique à des feuilles de matière plastique, de papier, de métal, par exemple, mais aussi à des feuilles faites d'autres matières. Dans les dispositifs électriques de traitement déjà connus, la génératrice, le transformateur et l'appareil de trai-10 tement proprement dit forment des groupes fonctionnels séparés. Ii'invention a donc tout d'abord pour objet une construction compacte du dispositif. A cet effet, l'élément de construction électrique, générateur de haute tension, est disposé à 1'intérieur du cylindre de 15 traitement. Dans une forme d'exécution avantageuse de l'invention, la génératrice à haute tension est placée dans la partie centrale fixe et cylindrique du eylindre de traitement, partie sur laquelle tourne, par l'intermédiaire de paliers à roulement^ un tube isolant comportant une couche intermédiaire 20 faite d'une feuille métallique en contact avec les paliers de roulement qui, de leur côté, sont reliés par un conducteur à la source de haute tension» Etant donné que, dans cette construction, la haute tension est transmise par les paliers à roulement, les bagues collec-25 trices peuvent être supprimées. Le fait que la partie centrale cylindrique est fixe à l'intérieur du cylindre de traitement et que cette partie peut être constituée par un tube de métal ou de matière plastique favorise le montage de l'appareil dans les installations déjà existantes. 30 L*invention a aussi pour objet une génératriae à haute tension construite de telle façon qu'elle est protégée contre les détériorations électriques, en particulier, contre les décharges disruptives des hautes tensions. On sait déjà utiliser comme constituants deux résines à 35 mouler durcissables. On se heurte toutefois au problème de la trop faible conductibilité thermique de ces résines et les é-léments électriques trop fortement sollicités subissent des détériorations par échauffement local. Ceci vaut particulièrement pour les éléments qui travaillent à des fréquences élevées; 40 Gajc les pertes diélectriques, qui augmentent avec les fréquent 69 21883 2011781 ces, se transforment en chaleur» Par ailleurs, il est difficile d'obtenir des résines exemptes d'inclusions d'air. Si la masse durcie contient des bulles d'air emprisonnées, si minimes soient-elles, lorsque les 5 appareils fonctionnent à haute fréquence, il risque de se produire dans ces bulles, à cause des champs alternatifs, des dé-charges électriques qui, sur une longue durée, provoquent des carbonisations et, par suite, ultérieurement, des ruptures diélectriques. 10 L'invention pallie ces difficultés en disposant la génératri ce à haute tension dans un récipient à double paroi, rempli d'un liquide isolant circulant autour de la génératrice, la paroi intérieure du récipient étant constituée par une enveloppe protectrice et la paroi extérieure par une matière fortement exten-15 sible, par exemple, un caoutchouc de silicones0 Dans une forme d'exécution avantageuse de l'invention, l'enveloppe protectrice présente une zone de moindre résistance pour permettre une décharge de la pression» Cette forme de construction est applicable non seulement 20 aux génératrices à haute tension, mais encore, d'une manière générale, aux éléments constitutifs électriques. L'invention a encore pour objet de donner aux contre-électrodes une forme telle que l'utilisation d'un cylindre donne des résultats aussi bons qu'avec une contre-électrode à lame et 25 qu'il est possible, lorsqu'on utilise des électrodes à lame, de régler celles-ci à n'importe quelle largeur utile désirée en cours de fonctionnement. Si l'on utilise un cylindre comme contre-électrode, on obtient de bons résultats lorsque la surface de ce cylindre pré-30 sente des saillies. Suivant une caractéristique de l'invention, lorsqu'on utilise des électrodes à lame, il devient possible de régler la largeur utile du dispositif en prévoyant des électrodes à lame dont les longueurs respectives sont échelonnées. Un système de 55 réglage permet d'amener à la distance nécessaire du cylindre de traitement, l'électrode à lame dont la longueur correspond à la largeur utile désirée. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique 40 annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plu 69 21883 _3~ 2011781 sieurs formes d'exécution de ce dispositif : Fig. 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de traitement où la génératrice à haute tension est placée à 1"'intérieur du cylindre de travail ; 5 Fig» 2 est une vue en coupe transversale schématique de la génératrice à haute tension j Fig. 3 est une vue en projection horizontale et partiellement en coupe d'un dispositif de traitement, dans lequel la con-tre-électrode est en forme de cylindre j 10 Fig. ^ est une vue en coupe verticale du dispositif de fig. 3 ; Fig. 5 est une vue de face, en élévation, d'un dispositif de traitement muni d'électrodes à lame et où la largeur de traitement est réglable \ 15 Fig. 6 est une vue de côté du dispositif de fig. 5 » Fig. 7 est une vue de face, en élévation, d'une variante d'exécution du dispositif de traitement électrique de fig» 5» avec des largeurs de traitement réglables. Dans la forme d'exécution représentée à la fig» 1, la gé-20 nératrice à haute tension £ est disposée dans un tube 1_, de métal ou de matière plastique, l'arrivée de l'énergie électrique a lieu par le conducteur 10, qui traverse un disque de matière isolante _2, à l'une des extrémités du tube. Le disque 2 .Présente une bride annulaire qui dépasse radialement du tube 25 L'autre extrémité du tube 1_ est également fermée par un disque de matière isolante 9, qui est traversé par tui fil de masse 11» Le courant de haute tension et de fréquence élevée produit par la génératrice 2. es"k amené par le conducteur 8 aux paliers 30 à roulement 2 montés sur le tube fixe 1_. Un tube de matière isolante est monté sur les paliers 2 et peut ainsi tourner sur son axe relativement au tube fixe 1. Il est utilisé comme diélectrique. Une feuille métallique 4, en contact avec les paliers 2, forme une couche intermédiaire du tube isolant Cette feuil-35 le reçoit le courant à haute tension par le conducteur 8 et les paliers 2. Entre cette électrode 4 et l'électrode de masse placée en regard du tube rotatif isolant ^5, il se forme un champ électrique, appelé effet corona. Si l'on fait passer une feuille sur le tube de matière plastique la surface de cette feuille 40 est traitée par le champ électrique et préparée pour être sou 69 21883 2011781 mise à une opération ultérieure, par exemple, line impression ou un collage». Etant donné que la haute tension se trouve dans un tube de matière isolante entièrement fermé et que la contre-électrode 5 est mise à la masse, les prescriptions en matière de sécurité peuvent être très fidèlement respectées» Il est avantageux de disposer la génératrice à haute tension 2 dans un récipient à double paroi, comme celui représenté à la fig» 2» 10 La paroi intérieure de ce récipient est formée par une enveloppe protectrice 12, qui entoure la génératrice à une certaine distance de celle-ci, ce qui permet d'introduire entre la génératrice et lrenveloppe 12 un liquide isolant 1jjj> dans lequel baigne directement la génératrice 2* Après avoir introduit 15 le liquide 1_£, on obture l'ori;'ice de remplissage 14 par une matière qui est considérablement moins résistante que celle de l'enveloppe 12» La paroi extérieure 1j> du récipient est faite d'une matière fortement expansible, par exemple, un caoutchouc de silicones» 20 A l'intérieur de la paroi extérieure 1£, le fil d'arrivée électrique 16 est divisé, de sorte que seuls les conducteurs individuels 12 arrivent dans l'enceinte du récipient remplie de liquide. Ceci permet d'obtenir une étanchéité parfaite dans la zone des conducteurs et d'empêcher toute fuite du liquide» 25 Lorsque la génératrice est en service, il se dégage de la chaleur, ce qui produit une dilatation du liquide isolant. Ceci développe une certaine pression à l'intérieur de l'enveloppe protectrice _12. Si la pression devient trop forte, elle peut faire sauter la partie de moindre résistance dans l'enveloppe JO 12 et agir sur la paroi extérieure expansible du récipient. Ceci a pour effet de soulager la génératrice. Grâce à la viscosité du liquide de refroidissement, il se produit une évacuation de la chaleur par convection contre la génératrice à haute tension. Lorsque la paroi extérieure 15 subit une expansion, elle vient 35 s'appliquer contre la paroi intérieure du tube métallique 1_» Il se produit alors une évacuation supplémentaire de la chaleur» Contrairement aux constructions courantes rigides, en résine moulée, l'enveloppe de l'invention, qui protège la génératrice à haute tension, est expansible. Grâce à la présence du li— 40 quide isolant, il se produit m refroidissement plus intense, 69 21883 -5- 2011781 d'où il résulte une plus grande rigidité diélectrique. Dans le dispositif de traitement représenté aux fig. 3 et 4-, un cylindre 1^, jouant le rôle de contre-électrode, est subordonné au cylindre de traitement 18. Ce cylindre 18 est muni 5 d'un revêtement diélectrique 20. Il tourne entre des pointes 21, 22.. Les pointes sont immobilisées dans un bâti 23» La pointe 22 est déplaçable axialement dans une douille 24, contre la pression d'un ressort 25. Il est donc possible, en exerçant une pression axiale 10 en direction de la pointe 22, de procéder rapidement à un é— change du cylindre 18. Des détériorations du cylindre de traitement peuvent se produire lorsque le revêtement diélectrique 20 est claqué par la haute tension, à l'arrêt des cylindres, par suite de 1'échauffement. Dans ce cas, l'échange des cylindres 15 doit s'effectuer rapidement, car l'appareil de traitement est monté généralement sur des machines de transformation à marche continue. La contre-électrode 12 est placée en regard du cylindre de traitement 18 et sa surface est striée. Sur les parties en 20 saillie, il se produit des décharges par les pointes, qui permettent d'obtenir une activation parfaite des feuilles qui traversent le dispositif. L'effet corona entre les cylindres 18 et 1_g est indiqué par 26 à la fig. 4. 25 Les fig. 5» 6 et 7 montrent diverses possibilités de régla ge de la largeur utile du dispositif de traitement} la feuille 30 passe sur un cylindre de traitement 27, qui joue le rôle d' électrode, est muni, d'un revêtement diélectrique 28 et peut tourner dans les côtés 2£ de l'appareil. 30 Un arbre 31, parallèle à l'axe longitudinal du cylindre 22, tourne aussi dans les côtés 22 de l'appareil. Sur cet arbre est immobilisé en rotation un tube qui porte un groupe d'électrodes à lame ^2,. Les diverses électrodes à lame ont une longueur différente. Il ressort de la fig. 5 que les élec-35 trodes sont échelonnées en forme de trapèze. La fig. 6 montre que les électrodes à lame ^ sont disposées sur toute la périphérie du tube 32 et forment entre elles un angle déterminé. Les longueurs respectives de ces électrodes à lame sont M) échelonnées de façon à obtenir une valeur maximale et une valeur 69 21883 —6- 2011781 minimale de la largeur sur laquelle est traitée la feuille en passant sur le cylindre 2£o Le réglage de la largeur de traitement peut se faire en faisant tourner l'arbre jg1_ au moyen du volant .22- La largeur de traitement est indiquée par 34-*- Le 5 réglage du système de contre-électrodes à lame est également possible en cours de fonctionnement . Entre la contre-électrode à lame 22 amenée en regard du cylindre de traitement 2Z et ce dernier, il se forme, par l'intermédiaire du revêtement, diélectrique 28, un champ de décharge é-10 lectrique ^6, qui traite la feuille £0 sur une largeur ;j>4 égale à la longueur de la contre-électrode choisie. Il ressort de la fig. 7 qu'on peut disposer sur l'arbre 31 plusieurs groupes d'électrodes à lame ^2, ^8 et, de telle façon, que les largeurs de feuille traitées simultanément par 15 les groupes sont différentes. On obtient ce résultat en donnant aux électrodes d'un groupe, par rapport aû plan passant par l'axe du cylindre de traitement et par l'axe de l'arbre jh, une position angulaire différente de celle des électrodes de môme longueur dans les autres groupes. On peut voir à la fig. 7j sur 20 la feuille continue deux parties traitées de largeur différente 40 et 41. 69 21883 "7" 2011781 - BEVENDICATIOÏTS- 1.~ Dispositif électrique, comportant une génératrice à haute tension et au moins un cylindre de travail, pour traiter la surface de feuilles, en vue de la préparer pour l'impression, le 5 couchage, le collage ou autres opérations similaires, caractérisé en ce que l'élément de construction électrique générateur de haute tension est disposé à l'intérieur du cylindre de travail. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la génératrice à haute tension est placée dans la partie cen- 10 traie cylindrique et fixe du cylindre de travail, partie sur laquelle tourne, par l'intermédiaire de paliers à roulement, un tube isolant comportant une couche intermédiaire faite d'une feuille métallique en contjact avec les paliers à roulement qui, de leur côté, sont reliés par un conducteur à la source de hau-15 te tension» 3»- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la partie centrale est constituée par un tube de métal, de matière plastique ou autre matière similaire, dont les extrémités sont fermées chacune par un disque de matière isolante muni d1 20 une bride annulaire dont le diamètre extérieur est égal à celui du tube isolant» 4.- Dispositif uivant les revendications 1 à 3j caractérisé en ce que la génératrice à haute tension est placée dans un réoi-pient à double paroi, rempli d'un liquide isolant dans lequel 25 baigne directement la génératrice, dont la paroi intérieure est constituée par une enveloppe protectrice et dont la paroi extérieure est faite d'une matière fortement expansible, par exemple, un caoutchouc de silicones. 5»- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce 30 que l'enveloppe protectrice présente une partie de moindre résistance pour soulager la génératrice de la pression qui s' exerce sur elle. 6.- Dispositif suivant les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la contre-électrode à la forme d'un cylindre dont la sur-35 face présente des saillies. 7«- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la contre-électrode présente à sa surface des stries croisées et disposées en diagonale. 8.- Dispositif suivant les revendications 1 à 5} avee des élec 69 21883 -8- 2011781 trodes à lame comme contre-électrodes, caractérisé en ce qu'un tube, monté sur un arbre, immobilisable dans diverses positions angulaires, est placé en regard du cylindre de travail et est muni d'électrodes à lame de diverses longueurs, réparties sur 5 sa périphérie. 9.- Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le tube portant les électrodes à lame est immobilisé sur l'arbre dont la position angulaire est réglable au moyen d*un volant. 10 10.- Dispositif suivant les revendications 8 et 9, caractérisé en ce que plusieurs groupes d'électrodes à lame sont montés sur l'arbre réglable.