Brevet FR2115141A1 — publié le 19720707

La présente invention concerne des capsules ou disques scellés de fermeture, notamment pour condensateurs électrolytiques, tin appareil et tin procédé poux- les fabriquer,, Les condensateurs électrolytiques comprennent habituellement 5 un boîtier métallique cylindrique contenant un électrolyte, ce boîtier étant fermé à une extrémité par un disque scellé. Ce disque est habitiiellement construit à plusieurs feuillets ou couches et comprend une couche rigide habituellement en bakélite adjacente et adhérente à une couche malléable, habituellement en caoutchouc, la 10 face en bakélite étant du côté intérieur du boîtier et la face en caoutchouc du côté extérieur. Le disque est maintenu en position par un rebord de la paroi latérale du boîtier vers 1'intérieur qui revient sur la périphérie de la face supérieure en caoutchouc pour former un scellement étanche. 15 Le disque de scellement est pourvu d'ouvertures dans lesque.ï. passent des bornes électriques, ces bornes étant scellées dans les ouvertures par un scellement étanche à l'air. Si un court-circuit se produit dans un condensateur électroly^ tique, le condensateur habituellement s'échauffe et une pression 20 élevée s'établit à l'intérieur du condensateur. Ceci peut conduira à une explosion et comme les bol'tiers sont prévus pour supporter une pression de 10 kilofs par cm2, I:explosion du boîtier peut êi. •• très violente. A cause des dégâts importants qui peuvent être produits par un condensateuv éleetrolytique qui explose, notamment 2 5 dans un appareil de grande valeur tel qu'un récepteur de télévision; il est devenu courant, depuis plusieurs années, d'employer des capsules de fermeture dites "vented" ou à éclatement progressif» Ba telles capsules sont identiques aux capsules dont on vient de rappeler la structure, à l'exception près qu'elles sont soumises à cas 30 opération supplémentaire de perçage avant d'être montées, un trou écant percé dans la couche de bakélite du disque mais non dans la couche de caoutchouc. Les condensateurs ayant. des capsules de fermeture à éclatement progressif tels que décrites ne peuvent exploser violemment en cau-35 sant des dégâts aux composants électriques à leur voisinage, mais au contraire, au cas où une surpression est créée dans le condensateur, une bulie se forme dans le caoutchouc qui, éventuellement, éclate pour permettre au contenu du condensateur de se répandre d'une façon non-explosive au sortir du boîtier. kO L'opération de perçage a été, pendant un .';rand nombre d'années, ©AD OFIQïMAJL1 71 29767 2 2115141 effectuée au moyen de perceuses à main, car le percement présente certaines diffidultés. Il faut, en effet, que la couche de. bakélite soit entièrement percée pour ne pas former un obstacle et empêcher la pression d'agir directement sur la couche de caoutchouc, tandis 5 que, si le bout de la mèche pénètre trop loin dans le disque, la couche de caoutchouc peut être touchée par ce bout et ainsi le disque se trouver détérioré. A cause de la nécessité d'un perçage à main, les disques à éclatement progressif sont considérablement plus chers que les dis — 10 ques non-percés et, pour cette raison, les disques à éclatement progressif ne sont pas utilisés dans tous les condensateurs. L'objet de l'invention est de supprimer l'opération de perçage, qui est cause du coût élevé des disques percés, et néanmoins de fabriquer des disques qui permettent l'éclatement du contenu d'un 15 condensateur éleetrolytique en panne et, par suite, sous pression sans explosion du boîtier,» Conformément à une caractéristique de la présente invention, il est prévu une méthode de fabrication de disques de fermeture à partir d'une bande d'ébauche comprenant une couche rigide et une 20 couche déformable adhérant l'une à l'autre, qui est caractérisée en ce que la méthode comprend un stade au cours duquel une incision est faite dans la couche rigide de ladite bande à une profondeur pénétrant au moins jusqu'à la surface de jonction des deux couches et délimitant une portion de la bande d'ébauche où la couche rigide 25 est effectivement détachée bien que restant adhérente à la couche déformable. Ainsi, quand l'invention s'applique à un disque de fermeture d'un condensateur éleetrolytique, dans l'éventualité d'un court-circuit dans ce condensateur provoquant une surpression, la portion 30 du disque qvii se détache sera lancée avec force contre la couche déformable, ce qui l'amortira et empêchera l'échappement du contenu sous pression. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, il est pi'évu un disque de fermeture pour condensateurs électrolytiques dans 35 lequel une couche rigide et une couche déformable sont adhérentes l'une à l'autre, caractérisé en ce que le disque a une incision qui s'étend de la surface extérieure de la couche rigide en pénétrant au moins jusqu'à la jonction des deux couches, la portion du disque entourée par l'incision étant détachée de la couche rigide par ladi-40 te incision quoique encore adhéiente à la couche déformable. BAD 71 29767 3 2115141 Conformément à une autre caractéristique de l'invention, il est prévu une poinçonneuse comprenant une tête, un poinçon solidaire ladite tête, cette tête étant déplaçable pour permettre au poinçon de faire une incision dans une pièce, et le poinçon étant 5 creux et contenant une tige d'éjection coulissant à son intérieur qui est sollicitée par un ressort dans une position dans laquelle son extrémité de travail dépasse l'extrémité tranchante du poinçon» L'invention va être maintenant décrite en détail en relation avec les dessins annexés dans lesquels : 10 - la Fig. 1 est une vue en plan d'un disque de scellement conforme à l'invention pour sceller un condensateur éleetrolytique ; - la Fig. 2 est une vue sn coupe du disque de scellement prise selon la ligne de coupe 2—2 de la Fig. 1 ; - la Fig. 3 est une vue en élévation de l'appareil de l'invention 15 destiné à la fabrication de disques du type des Figs. 1 et 2 ; et - la Fig. 4 est une vue en coupe de l'appareil de la Fig. 3. Les Figs. 1 et 2 montrent un disque de scellement conforme à l'invention pour sceller un condensateur éleetrolytique. Ce disque comprend une couclie rigj.de 1 de bakélite adjacente et adhérente à 20 une couche flexible 2 de caoutchouc. On doit bien comprendre qu'il n'est pas nécessaire que la couche rigide soit en bakélite et qu'elle peut aussi bien être en tout autre uatériau rigide isolant approprié et que, d'une façon similaire, la couche 2 peut être en tout autre matériau déformable non-conducteur ayant les propriétés 25 voulues. Le disque présente deux ouvertures 3 pour le passage de bornes électrioues. Une incision circulaire 4 est formée tout autour de la portion centrale 5 du disque, cette incision 4 éteint faite dans la couche de bakélite du disque jusqu'à la profondeur de la jonction des deux couches, d'une façon aussi précise que peut le 30 permettre la tolérance d'usinage. La partie 5 de la bakélite est alors effectivement détachée du reste de la coucLe de bakélite, mais elle continue à être au contact de la couche 2 de caoutchouc du disque et elle tient à celle-ci. La partie 5 représentée dans les dessins est centrale et 35 circulaire mais elle pourrait bien entendu être disposée ailleurs qu'au centre du disque et pourrait avo^r une forme autre que circulaire» En pratique, le disque peut être utilisé pour sceller une extrémité d'un boîtier métallique cylindrique d'un condensateur 40 éleetrolytique, le disque étant disposé avec sa couche de bakélite BAD ORIGINAL 71 29767 * 2115141 tournée vers l'intérieur du boîtier et sa cotiche en caoutchouc tournée vers l'extérieur. Le disque est maintenu en place par un rebord vers l'intérieur de la paroi latérale du boîtier qui s'engage sur 3a périphérie de la face en caoutchouc pour former un joint étanche,, 5 Bien entendu, les bornes qui pas sent à travers les ouvertures 3 doivent être scellées par rapport au disque. En cas de court-circuit survenant dans un condensateur éleetrolytique scellé par un disque de fermeture tel que décrit, la portion centrale 5 du disque sera sollicitée vers l'extérieur du boîtier et 10 tendra ou, éventuellement, déchirera la couche de caoutchouc 2 à laquelle elle adhère. Habituellement, la partie 5 déchirée ne se détachera pas complètement du disque et une partie du caoutchouc restera non déchirée, ce qui fait que la partie 5 restera attachée d'une façon "pivotante" au reste de la couche de caoutchouc 2„ Si 15 la couche de caoutchouc se rompt sous l'effet de la pression exercée par la partie 5» le contenu du condensateur éleetrolytique s'échappera sous l'effet de cette pression mais n'explosera pas violemment en causant des dégâts aux composants environnant le condensateur, par exemple au tube d'un récepteur de télévision. 20 Une méthode et un appareil pour fabriquer le disque décrit supra va maintenant être entreprise en relation avec les Figs. 3 et 4. L'appareil représenté dans les Figs. 3 ©t k comprend une poinçonneuse désignée dans won ensemble par 10 et un socle désigné 25 dans son ensemble par 11, ce dernier présentant une cavité 11a au centre de sa partie supérieure pour loger un disque plan à poinçonner. L'outil a une tête 12 avec un manche supérieur creux 13» La tête est creusée d'un trou borgne 14 qui s'étend selon son axe, ce trou passant d'un premier diamètre dans la région du manche à un 30 second diamètre plus grand dans la région inférieure de la tête 12, un épaulement annulaire 15 étant ainsi formé à l'endroit où le trou change de diamètre. Dans la partie du trou 14 à large diamètre est situé un poinçon cretix 16 dont l'extrémité supérieure vient en butée contre 35 1'épaulement 15» Le poinçon 16 est retenu verrouillé en position de butée contre 1'épaulement 15 au moyen d'une vis 17 de blocage de poinçon qui s'engage dans un trou fileté dans la partie inférieure de la tête 12. Le poinçon a, à son extrémité basse, un bord tranchant circulaire 18, donc la partie basse passe à travers un trou 40 dans la base 19 de la poinçonneuse. Cette base 19 est attachée à bad original 71 29767 5 2115141 la tête 12 au moyen de trois vis 20 équiréparties angulairement tous les 120° par rapport à l'axe longitudinal central de la poinçonneuse, l'une des vis 20 étant visible sur la Fig. 4. Les vis 20 ne sont filetées qu1à leur extrémité basse et ces extrémités basses sont 5 vissées dans des trous 21 dans la base 19. Les vis ont une tête 20a à diamètre élargi et ces têtes peuvent coulisser dans des trous 22 ménagés dans la tête. La tête 12 et la base 19 de la poinçonneuse sont écartées l'une de 1*autre par un certain nombre de ressorts de compression 23, la 10 limite du mouvement d'écartement tête-base étant déterminée par les têtes 20a des vis 20 qui butent contre des épaulements 22a des trous 22. Dans la position Iiaute de la poinçonneuse, quand la base et l i tête sont éloii>nées de la distance maximale autorisée par les vis 15 20, le bord tranchant 18 du poinçon 16 est substantiellement de niveau avec la face inférieure de la base 19c Le poinçon est pourvu d'une tige d'éjection 24 qui coulisse dans un trou 25 qui est d'un diamètre nettement plus grand dans sa moitié supérieure que dans sa moitié inférieure. La partie de grand diamètre du trou 20 contiguë à la partie du trou 14 qui est située dans le manclie supérieur central de la -;ête. La tige d* éjection, a une tête 26 qu... coulisse dans la partit ..-upérlettre à grand diamètre du trou 15, ~ -partie inférieure de la cé'te étant ûiainteixue en butée avec un ép^.*.» lement 27 du Uou 2> -iii rassort de compression 28, une 2? extr-îsiifc é du rassort £à s'appuyaii'ï sur le, partie supérieure de la tête 26 de li-, Ii.ge d'ejecvxoa e-t i: autre extrémité sur le fond du» trou 14 ménagé dans le juanehe î'j de-la tête» Quand le poinçon sst en position haute, 1* extrémité basse de travail de la ti.je d'éjee« tion se situe au-dessous du bord tranchant du poinçon comme le ':>0 montre la Fig. 4 . Le fonctionnement de la poinçonneuse pour fabriquer un disque du type des Figs. 1 et 2 va être maintenant décrit. Un disque plan comprenant usie cov.cho de bakélite adhérente à une couche de caoutchouc est placé dans le creux 11a du socle 11 avec la couche de• 'jp bakélite sur le dessus,. Le poinçon est alors maiioeuvré pour "projeter à force la tête 12 contre le disque. La ti ;e d'éjection 24 et la base 1f. res cent on contact avec la face supérieure du disque quand la tête descend, ce qui provoque la compression des ressorts 23 et 28, tandis que le poinçon de coupe descend dans le disque 40 pour poinçonner une incision dans la couche de bakélite allant BAD OFUGiHAL 71 29767 6 2115141 jusqu'à la surface de jonction des deux couches du disque. La profondeur de pénétration du poinçon est commandée par le réglage des pièces opératoires. A la fin de l'opération de poinçonnage, la poinçonneuse 10 est soulevée et la base 19 est écartée de la tête 5 12 par les ressorts de compression 23, ce qui arrache le poinçon du disque. Egalement, la tige d'éjection 2k est pressée vers le bas par le ressort de compression 28, de façon à faire en sorte que le disque soit fortement éjecté de dessous la base do la poinçonneuse 19, le disque restant ainsi dans le creux 11a. 10 On doit bien comprendre que la réalisation qui a été décrite constitué un appareil élémentaire. Ln pratique, les disques sont fabriqués par une poinçonneuse continue. Une bande rectangulaire formée d'une couche de bakélite adhérente à une couche de caoutchouc est approvisionnée, cotiche de 15 bakélite sur le dessus, grâce à une paire de guides parallèles, vers une machine formée de trois poinçonneuses disposées à trois emplacements le long de la direction d'approvisionnement de la bande. La première poinçonneuse, c'est-à-dire la poinçonneuse amont par rapport à la direction d'approvisionnement de la bande, 20 est semblable à la poinçonneuse 10 et est disposée pour faire une incision correspondant à l'incision k des Figs. 1 et 2; la seconde poinçonneuse ou poinçonneuse centrale est prévue pour poinçonner un couple de trous correspondant aux trous 3 et la dernière poinçonneuse ou poinçonneuse aval est prévue pour découper le disque fini 25 dans la bande. Quand le bord d'attaque de la bande arrive au premier emplacement,la poinçonneuse est lancée pour que le premier poinçon, semblable au poinçon des Figs. 3 et kt fasse une incision senblable à l'incision k des Figs. 1 et 2. Les trois poinçons sont alors mis en position haute et la bande est avancée jusqu'à 30 ce que son bord d'attaque soit placé sous la seconde poinçonneuse. La poinçonneuse fonctionne alors pour abaisser les trois poinçons et une paire d'ouvertures semblables aux ouvertures 3 des Figs, 1 et 2 est percée de chaque côté de l'incision faite par la première poinçonneuse* Naturellement, en même temps que le second 35 poinçon perce les ouvertures, le premier poinçon fait une autre incision dans la bande. Les poinçons sont de nouveau mis en position haute et la bande est avancée jusqu'à ce que son bord d'attaque soit placé sous le troisième poinçon. La poinçonneuse est de nouveau actionnée et les trois poinçons abaissés, le troisième kO poinçon découpant dans la bande un disque complet avec ouvertures BAD original 71 29767 7 2115141 et incision . Naturellement, en même temps que le troisième poinçon découpe le disque terminé, la bande est percée par le second poinçon d'une paire d'ouvertures de clxaque côté de l'incision faite par le premier poinçon et le premier poinçon fait une autre incision. 5 A la suite de quoi, à chaque coup de la poinçonneuse, un disque complètement fabriqué conformément à l'invention se trouve produit. Le disque de fermeture décrit est circulaire mais il reste entendu que des disques de formes rectangulaire, ovale, ou d'une façon générale appropriée à 1'emploi du disque peuvent être sem— 10 blablement fabriqués. Dans l'exemple spécifique décrit, l'incision du disque est faite dans la couclie de bakélite exactement jusqu'à la jonction de cette couche avec la couche de caoutchouc. Cependant, en pratique, il vaut mieux que l'incision pénètre très légèrement dans la couche 15 de caoutchouc à cause de la nécessité de s'assurer que la couche de bakélite est complètement traversée en tenant compte des tolérances de fabrication. Cependant, il est clair que l'incision ne doit pas pénétrer entièrement dai la couclt- le caoutchouc ou même trop loin dans cette couche parce jue, autrement, ladite couche ne pourrait 20 plus être utilisée pour .Taire un scellement. 1 BAD OFUQÎNAL 71 29767 8 2115141 REVENDICATIONS 1 - Disque de fermeture comprenant une couche rigide adhérente à une couche déformable, caractérisé en ce nue le disque possède une incision (4) s'étendant de la surface extérieure de la couche rigide (l) jusqu'au moins la jonction entre les deux couches, une 5 partie (5) du disque délimitée par l'incision (4} étant effectivement dé cachée de la couche rigide {1) bien qu'adhérant encore à la couche déformable. 2 — Disque de fermeture conforme à la revendication 1 , dans lequel l'incision (4) est circulaire, 10 3 — Procédé de fabrication d'un disque de fermeture à partir d'une ébauche comprenant une couche rigide et une couche déformable adhérant l'une à l'autre, caractérisé en ce qu'il consiste à faire une incision (4) dans la couche rigide (1) de ladite bande d'ébauche jusqu'au moins la jonction entre les deux couches, ladite in-15 cision délimitant une partie (5) de la bande d'ébauche qui est effectivement détachée de la couche rigide (1) bien qu'adhérant encore à la couche déformable (2)0 k - .Procédé de fabrication conforme à la revendication 3»dans lequel l'incision (k) est circulaire. 20 5 - Procédé de fabrication conforme aux revendications 3 et h, caxactérisé en ce que l'ébauche est une bande et que le disque est découpé dans la bande une fois que cette dernière a été incisée. 6 — Procédé de fabrication d'un disque de fermeture caractérisé en ce qii'il comprend les stades suivants: 25 - alimenter par une bande d'un matériau composé d'une couche rigide et d'une couche déformable une série de trois emplacements de poinçonneuses échelonnées le long de la bande, le premier emplacement étant amont, le second intermédiaire et le troisième aval; - poinçonner l'incision {k) du disque à l'un des premier ou 30 second emplacements ; - poinçonner la ou les ouvertures (3) du disque à l'un des second ou premier emplacements ; - poinçonner le disque lui-même au troisième emplacement,, 7 - Appareil de ooinçomiage pour la mise en oeuvre du procédé 35 de la revendication 3 comprenant une tête (l2j, un poinçon (16) fixé rigidement à la tête, ladite tête étant déplaçable pour provoquer une incision dans une pièce par le poinçon (16), une tige d'éjection (zk)coulissant dans ledit poinçon, ladite tige d'éjec- BAD ORIGINAL 71 29767 9 2115141 tion étant sollicitée par un ressort dans une position dans laquelle l'extrémité de travail de la tige dépasse le bord coupant (1S) du poinçon® 8 - Appareil de poinçonnage pour la toise en oeuvre du procédé de la revendication .> comprenant tme machine continue à trois poinçons, l'un des poinçons accomplissant l'incision, le second poinçon fai&rait au moins une ouverture dans une pièce à traiter, et le troisième poinçon découpant un disque dans la pièce à traiter, iociit cisoue ayant déjà une incision et au moins une ouverture. 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