Brevet FR2009044A1 — publié le 19700130

La présente invention concerne les condensateurs électrolytiques à bottier tubulaire dont certaines parties en creux servent à maintenir un condensateur enroulé à l'intérieur du bottier, et plus précisément à un type d'empreintes en creux permettant un libre écoulement de l'élèc- trolyte de manière que le bottier constitue un volume ininterrompu. Les condensateurs électrolytiques du type à électrolyte liquide comportent généralement un bottier dont un certain volume est laissé vide pour l'accumulation des gaz produits par le fonctionnement du condensateur. Ce volume vide est obtenu de manière classique en surdimensionnant le bottier par rapport au condensateur proprement dit ce qui nécessite un support fixe pour ce dernier. L'élément support peut être un composé d'asphalte coulé in situ. Un tel composé doit être choisi avec soin pour être compatible avec l'électrolyte et les différentes matières contenues dans le bottier. Ce composé doit également permettre de maintenir solidement en position le condensateur dans diverses conditions de fonctionnement. D'autres types d'élements de support sont utilisés sous la forme d'entretoises pleines. Cependant, lorsque de tels condensateurs sont réalisés dans différentes dimensions de boîtier, il est nécessaire soit de couler une quantité différente de matière ,soit d'utiliser des entretoises pleines de formes différentes ou qui soient facilement extensibles.Dans l'un ou l'autre des cas, le support ne doit ni isoler ni obturer les différentes sections du bottier pour permettre un libre échange d'électrolyte et de gaz accumulés. La présente invention a donc pour objet un bottier perfectionné comportant des empreintes de maintien d'un condensateur électrolytique. Ces empreintes sont disposées longitudinalement pour positionner le condensateur à l'intérieur du bottier sans isoler ni obturer aucun volume à l'intérieur de celui-ci. Dans un mode de réalisation selon l'invention un condensateur électrolytique est monté à l'intérieur d'un bottier tubulaire en métal à effet de soupape tel que l'åluminium. Le bottier peut être ouvert à un bout et comporte sur sa partie latérale trois gorges longitudinales équidistantes dans le sens périphérique et formé par un procédé approprié de déformation du métal tel qu'un emboutissage ou poinçonnage. Le condensateur proprement dit, du type rouleau,est ensuite introduit dans le bottier pour être maintenu par les parois des gorges. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre et du dessin annexé sur lequel la la figure 1 est une coupe loflgitudinale'.d'ùne forme préférée de l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective ii-' bottiér- de; la fi-' gure 1, - la figure 3 est une vue de dessus par l'extrémitéouverte-du bottier de la figure 1, - la- figure 4 illustre un type d'appareil permettant de pratiquer les empreintes selon l'invention. La figure 1 illustre un condensateur électrolytique 10 comportant un bottier tubulaire 11 en métal à effet de soupape tel que l'aluminium, le tantale, le titane ou autres qui, dans la forme illustrée, est de l'aluminium. Le bottier 11 peut être réalisé en un certain nombre d'autres métaux compatibles avec l'électrolyte, par exemple de l'argent, ou être en un métal quelconque revêtu d'un autre métal sur ses surfaces internes. Dans certains cas le bottier peut cependant être en matière non métallique telle qu'une matière plastique, par exemple une polyoléfine. Le condensateur proprement dit est constitué par des rubans alternés de séparateur poreux, en papier ou en gaze, et de feuille d'un métal à effet de soupape, tel que l'aluminium, enroulé-en un rouleau12 qui est introduit dans le bottier 11. Comme illustré à la figure 1 le rouleau 12 est séparé radialement de la paroi du bottier pour délimiter un volume libre 13. Une chambre d'extrémité 14 peut également être ménagée à un bout ou au deux bouts du bottier 11. Cet espacement est nécessaire pour un certain nombre de raisons parmi lesquelles on peut citer le logement d'un certain volume d'électrolyte nécessaire au fonctionnement, ia dilatation thermique de ce dernier et l'accumulation des gaz. Les condensateurs électrolytiques de type classique utilisent un support supplémentaire pour maintenir en place le rouleau constituant le condensateur proprement dit. Ce support peut être fourni soit par une entretoise en papier ou en résine, soit par une matière coulée in situ à l'une des extrémités du bottier, par exemple de l'asphalte. Le rouleau 12 est maintenu axialement dans le bottier lu par le bloc d'asphalte coulé- à l'une des extrémités du bottier et par les connexions 15 ou le bouchón:obtu- rateur 16 à l'autre extrémité. Les différentes dimensions de condensateur impliquent a réalisation de bottiers et d'entretoises de dimensions différentes Les mati-ères constituant ces éléments doivent en outre être choisies avec précaution pour éviter des réactions indésirables au contact de l'électrolyte. Dans une forme de réalisation selon la présente invention après introduction du rouleau 12 dans le boitier 11 ce dernier est déformé radialement vers l'intérieur pour maintenir et centrer le condensateur proprement dit La déformation du bottier doit faire l'objet de nombreuses précautions pour réduire les risques d'endommagements de la couche d'oxyde recouvrant la feuille d'anode du rouleau 12. Les points les plus profonds, des empreintes ne doivent pas comprimer de manière appréciable le rouleau 12 et les parties déformées doivent être arrondies et suffisamment larges pour éviter lesangIes vifs et les pliures entraînant généralement des fissures dans la couche d'oxyde. Comme illustré aux figures 1, 2 et 3, trois empreintes ou rainures 17 sont réparties symétriquement autour de l'axe du boitier Il pour maintenir le condensateur 12 en position. Chaque empreinte est arrondie et sa forme en coupe transversale est sensiblement en U, Dans un exemple de réalisation le bottier est constitué par un tube d'un diamètre extérieur d'environ 35 mm dans lequel sontpratiquées des empreintes d'une profondeur d'environ 3,2 mm, d'une longueur d'environ 38 mm sur une largeur maximale d'environ 13 ma. La figure 2 illustre le condensateur assemblé selon la présente invention et représente deux des trois empreintes périphériques. Dans une telle configuration les empreintes se prolongent sur pratiquement toute la longueur du condensateur proprement dit 12. ta figure 3 montre l'intérieur du bottier vue par son extrémité ouverte. Les empreintes 17 constituent des protubérances arrondies qui ne dépassent que très légèrement à l'intérieur du cercle en pointillé délimitant le rouleau 12. Les empreintes 17 délimitent également un volume libre dans le boîtier 11 qui, bien qu'étant assez tortueux, ne présentent aucune obstruction majeure. Les empreintes 17 ont non seulement pour r8le de centrer le condensateur 12 dans le bottier 11 mais participent -également à la dissipation de la chaleur interne vers le boitier. L'emploi de boitiers et d'empreintes de grandes dimensions permet d'augmenter la capacité de rayonnements thermique du condensateur. Le nombre d'empreintes 17 peut être modifié pour s'adapter à différentes dimensions de rouleaux de condensateur. Il est possible d'utiliser une seule empreinte dans diverses applications et ce nombre peut être accru jusqu'à obtenir un boitier ondulé présentant un nombre relativement élevé d'empreintes. Une caractéristique importante des empreintes 17 est qu'elles ne séparent pas le volume interne du condensateur en deux ou plusieurs chambres relativement indépendantes, comme le ferait des-rainures circonférentielles. I1 est nécessaire de conserver un libre écoulement d'électrolyte dans le sens longitudinal du bottier et de n'obturer aucune partie de ce dernier sans prévoir une compensation de la dilatation rapide des différentes matières aux hautes températures de travail ou de la production de gaz. D'autres formes.d'empreintes peuvent être réalisées parmi lesquelles des bosses- disposées régulièrement ou de manière aléatoire et des rainures courtes. Ces empreintes peuvent etre.disposbes axialement, circonférentiellement ou selon une combinaison de ces deux modes. Les rainures peuvent également être de. forme spirale ou hélicotdale continue ou discontinue. La configuration d'empreinte décrite peut également être obtenue sous forme de partie aplatie ou repliée du bottier, par exemple obtenue en comprimant ce dernier siniltanément dans deux directions opposées. La forme préférée des empreintes conserve les extrémités initiales, générale- ment circulaires du bottier et la forme générale cylindrique de ce dernier. Les empreintes peuvent être définies comme des parties en saillie vers l'intérieur à partir d'un cercle déterminé. Lorsque les empreintes sont arrangées de manière prédéterminée pour positionner visuellement~et physiquement le condensateur elles peuvent être utilisées comme repère au cours de l'assemblage ou de l'essai du condensateur ou pour son montage dans un circuit électrique. De tels repères peuvent par exemple pentrett+e. d'identifier certaines connexions ou bornes du condensateur. Les empreintes du-boitier peuvent également servir de connexions électriques aux rouleaux 12. Le rouleau 12 peutparexemple être bobiné avec une feuille de cathode plus longue que la feuille d'anode de manière que la cathode dépasse sur la périphérie extérieure du rouleau. Les empreintes du boitier peuvent donc entrer en cotact avec cette feuille de rouleau et constituer une connexion ou borne de cathode. Dans une telle application il est nécessaire d'éviter la formation d'oxyde sur les parties à réunir ou de l'éliminer avant l'opération de montage. Les parties oxydées peuvent être fixées par soudage ultra-sonique et décapées par une rotation vigoureuse du boîtier autour du condensateur pour éliminer la couche d'oxyde au point de contact avec les empreintes.Le métal constituant le bottier et la feuille d'électrode doit de préférence être le même, par exemple l'aluminium. Dans une forme préférée-de l'invention les empreintes sont réalisées après in sertion ducondensateur-12 dans le bottier et généralement après le montage complet du condensateur 10. La profondeur des empreintes est réglée de'ma- nière quelle s'applique contre le rouleau 12 avec la force compressive voulue.-Un certains nombres de procédés permettent de réaliser de télles empreintes et la figure 4 illustre un tel appareil. Sur la figure 4 on peut voir un cylindre creux 18 dans lequel sont pratiqués trois évidements longitudinaux 19 correspondants aux emprein tes 17 des figures 1, 2 et 3. Le cylindre 18 est de dimension telle qu'il s'adapte exactement autour du bottier 11 tandis que les poinçon-s 20 engagés dans les évidements 19 forment les empreintes. Le cylindre 18 permet de conserver la forme cylindrique du bottier 11 tant dans sa partie médiane qu'à ses extrémités. Lorsque le bottier 11 est en matière plastique ou résine synthétique, tel que le polypropylene, les empreintes peuvent être obtenues par thermoformage du bottier avant ou apres assemblage du con densateur. Dans le cas d'un bottier non-conducteur il est nécessaire d'uti liser un conducteur-séparé de connexion à la feuille de cathode. Après la formation des empreintes-le condensateur peut subir d'autres traitements, généralement dans le cadre d'un programme d'essais, ayant pour rôle-de réoxyder la feuille d'anode en cas de rupture du film d'oxyde pendant la formation des empreintes. I1 va de soi que l'invention décrite est susceptible de nombreu ses modifications ou applications sans sortir de son cadre. R E VEND I CA T ION S 1 - Condensateur électrolytique caractérisé en ce outil comprend en combinaison - un bottier contenant ltelectrolyte, - un condensateur proprement dit contenu dans le boitier et maintenu à une cértaine distance de ses parois par des empreintes pratiquées en différents endroits du bottier pour délimiter un volume dans lequel peut circuler librement l'électrolyte. 2 - Condensateur électrolytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boitier est non métallique. 3 - Condenateur électrolytique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bottier est en résine synthétique. 4 - Condensateur électrolytique caractérisé en ce qutil comprend en-combinaison - un bottier contenant un électrolyte3 - un condensateur formé de bandes alternées, de feuilles d'électrode et de matieres poreuses imprégnées d'électrolyte et enroulées en un cylindre, ledit cylindre étant espacé radialement de la paroi du bottier par des empreintes pratiquées dans cette dernière pour positionner de manière fixe le cylindre dans le bottier tout en ménageant un volume de libre circulation de l'électrolyte. 5 - Condensateur électrolytique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit métal est principalement un métal à effet de soupape. 6 - Condensateur électrolytique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les bandes métalliques sont principalement en aluminium. 7 - Condensateur électrolytique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les empreintes comprennent au moins une gorge pratiquée axialement dans le bottier. 8 - Condensateur électrolytique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le cylindre enroulé est maintenu en position par au moins trois rainures périphériques espacées. 9 - Condensateur électrolytique selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites rainures sont orientées transversalement. 10 - Condensateur électrolytique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les empreintes sont pratiquées de manière prédéterminée sur le bottier pour constituer un indice d'orientation pour l'utilisátion du condensateur. 11 - Condensateur électrolytique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les empreintes s'appliquent contre Ia feuille de cathode du cylindre enroulé de manière que le bottier constitue l'une des bandes de connexion. 12 - Condensateur électrolytique selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite rainure s'applique sensiblement sur toute la longueur du cylindre enroulé. 13 - Procédé d'assemblage d'un condensateur électrolytique caractérisé en ce qu'il consiste - à monter dans un bottier un condensateur enroulé et imprégné d'électrolyte, - à obturer ledit boitier, - puis à déformer le bottier de maniere à centrer et à maintenir le condensateur à l'intérieur dudit bottier en ménageant un volume annulaire libre. 14 - Condensateur électrolytique selon la revendication I, caractérisé en ce que les empreintes conservent la forme circulaire du bottier tubulaire. 15 - Procédé d'assemblage dtun condensateur électrolytique consistant à - assembler un condensateur enroulé dans le bottier, - obturer ledit bottier, - introduire le condensateur assemblé dans un manchon cylindrique ajusté, - pratiquer des empreintes dans le bottier du condensateur à travers des ouvertures délimitées par le manchon, - puis à enlever le condensateur du manchon.