Brevet FR2128450A1 — publié le 19721020

i 2128450 La présente invention concerne les condensateurs secs du type foliiforme bobiné. Dans de tels condensateurs, les électrodes ou armatures se présentent sous la forme de très minces revêtements métallisés appliqués sur une matière plastique foliiforme mince, 5 par exemple une bande ou pellicule de polypropylène, et -l'invention a pour but de permettre la réalisation d'un condensateur perfectionné du type précité qui soit parfaitement protégé en ce qui concerne l'ensemble foliiforme bobiné. Selon l'un de ses aspects,- l'invention est-matérialisée dans 10 un condensateur sec du type foliiforme bobiné, caractérisé en ce que son ensemble foliiforme bobiné, qui constitue une cartouche formée par un enroulement en spirale serrée d'une pellicule ou bande comportant des électrodes ou armatures déposées par pulvérisation ou appliquées à l'aide d'un autre processus de revêtement, 15 est enfermé dans une enveloppe précontrainte en tension ou traction et formée par un manchon constitué par une matière plastique subissant un retrait ou une contraction sous l'effet de la chaleur. De préférence, l'enveloppe est conçue non seulement de manière à entourer la circonférence de l'ensemble foliiforme bobiné 20 mais également de manière à s'étendre au delà de la plaquette ou platine qui est normalement prévue dans les condensateurs folii-formes bobinés et à travers laquelle les fils métalliques de connexion s'étendent jusqu'à la borne, cette plaquette servant également de support pour les fils métalliques de sortie tout 25 en permettant de protéger leur connexion ou raccordement avec les électrodes ou armatures, l'enveloppe en forme de manchon subissant également un retrait ou une contraction jusqu'à être en contact circonférentiel précontraint avec cette plaquette ou platine. 3 0 Par conséquent, selon un autre de ses aspects, l'invention est matérialisée dans un -procédé permettant de réaliser un condensateur sec du type.foliiforme bobiné comportant un ensemble foliiforme bobiné qui comprend une cartouche bobinée constituée par une pellicule ou bande d'un matériau diélectrique sur laquelle 35 ont été appliquées des électrodes ou armatures à l'aide d'un processus de revêtement, caractérisé en ce qu'on place autour de cet ensemble un manchon constitué par une matière plastique subissant un retrait ou une contraction sous l'effet de la chaleur de manière que les deux extrémités de ce manchon fassent COPV 72 07001 2 2128450 respectivement saillie au delà des deux extrémités de l'ensemble, on soumet l'assemblage résultant à un traitement thermique tel qu'il provoque un retrait ou une contraction du matériau constituant le manchon, qui suffit pour qu'après ce traitement thermique 5 la paroi du manchon enserre l'ensemble sous des contraintes de tension ou de traction et pour que les parties en saillie soient déformées de manière à constituer des parties rabattues appliquées contre les extrémités de l'ensemble du condensateur. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, un en-10 semble foliiforme bobiné constitué par une pellicule ou bande de polypropylène métallisée est clos et entouré circonféréntiellement, conjointement avec ses plaquettes ou platines associées, par un manchon constitué par un matériau tel que du chlorure de poly-vinyle qui a subi un retrait ou une contraction sous l'effet de 15 la chaleur jusqu'à être en contact et à exercer une pression sur la circonférence de l'ensemble et des plaquettes ou platines. Du fait que le manchon s'est contracté sous l'effet de la chaleur jusqu'à exercer une pression de contact contre l'extérieur de l'ensemble foliiforme bobiné, cet ensemble est maintenu sous des 20 compressions à la fois radiales et axiales, cette particularité réduisant à une valeur minimale la pénétration de l'air et, par conséquent, de l'oxygène entre les couches de l'ensemble foliiforme bobiné, au niveau desquelles l'oxygène serait susceptible d'attaquer les minces couches de métallisation qui constituent 25 les électrodes ou armaturesdu condensateur. Tout l'ensemble ainsi obtenu est de préférence monté dans un boîtier métallique dans lequel il est fixé en même temps que le manchon de chlorure de poly-vinyle en utilisant une technique classique, de préférence en courbant et en rabattant les bords du boîtier métallique. Le fait 30 d'utiliser le chlorure de polyvinyle comme matériau constitutif de l'enveloppe offre divers avantages supplémentaires outre sa valeur de retrait ou de contraction élevée. Par conséquent, le chlorure de polyvinyle qui constitue le matériau du manchon aide à la formation d'un joint efficace au niveau du bourrelet du 35 boîtier de manière à éviter la pénétration de l'oxygène et de l'humidité dans ce boîtier. De plus, le chlorure de polyvinyle est un retardateur ou ralentisseur de flamme et son affinité pour l'oxygène aide à réduire le risque d'attaque de la pellicule ou bande et de ses couches de métallisation à l'intérieur de 72 07001 3 2128450 l'ensemble, qui serait provoquée par tout oxygène pouvant pénétrer dans l'ensemble foliiforme bobiné. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante donnée à titre d'exemple seulement d'un mode de réali-5 sation d'un condensateur foliiforme bobiné et de son procédé de fabrication, cette description étant faite en se référant au dessin annexé dans lequel :- La fig. 1 est une coupe axiale montrant l'ensemble foliiforme bobiné d'un condensateur ainsi que les plaquettes ou platines et 10 les conducteurs de sortie de ce condensateur, qùi sont supportés dans un montage, et un manchon constitué par une matière plastique du genre chlorure de polyvinyle, qui est représenté occupant une position lui permettant d'entourer l'ensemble et les plaquettes ou platines avant que l'enveloppe ne subisse un retrait ou 15 une contraction sous l'effet de la chaleur. La fig. 2 montre d'une façon similaire le condensateur lorsqu'il a été fixé dans un boîtier d'aluminium classique après que le montage a été enlevé et que le retrait ou la contraction du manchon s'est effectuée sous Ifeffet de la chaleur. 20 Si l'on se réfère maintenant à la fig. 1, celle-ci montre un ensemble foliiforme bobiné 1 destiné à un condensateur et con-titué par deux pellicules ou bandes de polypropylène métallisées qui sont superposées et bobinées étroitement ensemble de manière à présenter une forme cylindrique, la métallisation des deux 25 bandes formant électrodes ou armatures étant conçue, pour chacune des pellicules ou bandes, de manière à s'étendre jusqu'à l'un des bords latéraux de la pellicule ou bande mais à rester séparée par une certaine distance de son autre bord latéral. Des couches métalliques pulvérisées 2 et 3 sont respectivement 30 appliquées sur les deux surfaces terminales de l'ensemble foliiforme bobiné 1 et, grâce à la manière dont la métallisation destinée aux deux électrodes ou armatures est conçue en ce qui concerne les bords latéraux des pellicules, chacune de ces couches établit un contact ou une connexion électrique avec le pro-35 duit de métallisation de l'une des pellicules ou bandes formant électrodes ou armatures tout en restant isolée électriquement par rapport au produit de métallisation de l'autre pellicule ou bande formant électrode ou armature. 72 07001 4 2128450 Deux conducteurs de sortie formant bornes 4 et 5 sont prévus pour permettre des connexions externes au niveau de l'extrémité supérieure de l'ensemble 1, la première borne 4 étant rendue solidaire par soudure effectuée au niveau de la zone désignée 5 par 15 de la couche supérieure 2 de métal pulvérisé, tandis que l'autre borne 5 est connectée à un fil métallique torsadé 6 qui est recouvert d'un isolant en chlorure de polyvinyle et qui s'étend à travers un conduit tubulaire central ménagé dans l'ensemble foliiforme bobiné 1, l'extrémité inférieure de ce fil étant 10 soudée au niveau de la zone désignée par 7 à la couche métallique pulvérisée 3 prévue au niveau de l'extrémité inférieure de l'ensemble foliiforme bobiné 1. Deux plaquettes ou platines en forme de disque 8 et 9 sont montées de la manière habituelle respectivement en regard des extrémités supérieure et inférieu-15 re de la bobine 1 . La plaquette ou platine supérieure 8 est constituée par un matériau du genre papier dur ou cartonné, tel que le matériau dénommé en langue anglaise "éléphantite", et comporte des orifices ménagés pour les passages respectifs du fil métallique isolé 6 et de la borne 4, tandis que la plaquette ou 20 platine inférieure 9 est constituée de façon convenable par une matière plastique du genre phénolformaldéhyde. Un disque 10 enduit ou renforcé de caoutchouc et comportant des perçages permettant le passage étanche des bornes 5 et 4 est placé au niveau du côté extérieur de la plaquette ou platine supérieure 8 et constitue 25 un support supplémentaire pour ces bornes 4 et 5. Comme le montre la fig. 1, la plaquette ou platine inférieure 9 présente de préférence un diamètre légèrement plus important que celui de l'ensemble foliiforme bobiné 1, et le diamètre du disque enduit ou renforcé de caoutchouc 10 est nettement plus important que 30 celui de la plaquette ou platine inférieure 9, pour des raisons qui seront mieux comprises en se référant aux paragraphes ci-après. Pour donner à l'ensemble décrit jusqu'ici une protection supplémentaire, il est prévu un manchon 11, dont le diamètre infé-35 rieur correspond au diamètre dudisque enduit ou renforcé de caoutchouc 10 et qui est constitué par une matière telle que du chlorure de polyvinyle présentant une valeur de retrait ou de contraction importante sous l'effet de la chaleur, ce manchon étant placé autour de l'ensemble de manière que les deux 72 07001 5 2128450 extrémités ou tronçons terminaux de ce manchon 11 fassent respectivement saillie au delà des faces extérieures de la plaquette ou platine inférieure 9 et du disque enduit ou renforcé de caoutchouc 10. 5 L'ensemble est ensuite placé dans un montage de traitement thermique comportant des organes formant mâchoires 12 et 12a qui maintiennent les diverses pièces dans leur position correcte et appliquent une certaine pression sur les extrémités, ce montage ainsi chargé étant placé dans un four dont la température 10 est maintenue à 80°C pendant 5 minutes tandis que les disques supérieur et inférieur sont maintenus en position par le montage de traitement thermique. Après ce traitement thermique, le montage 12, 12a est éliminé et on constate qu'au cours de ce traitement thermique le manchon 11 constitué par un ma-15 tériau tel que le chlorure de polyvinyle a subi un retrait ou une contraction jusqu'à présenter la forme du manchon désigné par lia sur la fig. 2, tandis que les autres éléments, qui sont visibles sur cette fig. 2 et pour lesquels ont été utilisées les mêmes références numériques que sur la fig. 1, restent sensiblement 20 sans modification. Comme le montre la fig. 2, le manchon lia enserre maintenant étroitement l'ensemble foliiforme bobiné 1, en le maintenant sous des forces de compression radiales et axiales, et il forme un bourrelet 11b présentant une hauteur ou épaisseur radiale 25 relativement faible au niveau de l'endroit où ce manchon s'applique contre le bord extérieur de la plaquette ou platine inférieure 9 dont le diamètre extérieur est légèrement plus important que le diamètre de l'ensemble foliiforme bobiné 1. Le manchon forme également un bourrelet 11c présentant une hauteur 30 ou épaisseur radiale quelque peu supérieure au niveau de l'endroit où ce manchon est appliqué contre le bord du disque enduit ou renforcé de caoutchouc 10. Les parties terminales du manchon 11 qui faisaient antérieurement saillie ont été respectivement rabattues, grâce au retrait ou a la contraction du chlo-35 rure de polyvinyle s'effectuant sous l'effet de la chaleur, de manière à former respectivement des parties rabattues ou rebords lld et lie au niveau des faces extérieures de la plaquette 9 et du disque 10. Bien que l'ensemble ainsi obtenu après ce stade de fabrication constitue déjà un condensateur complet, 72 07001 6 2128450 un boîtier métallique extérieur 13, constitué par exemple par de l'aluminium, est généralement prévu comme le montre la fig.2, Le boîtier visible sur cette figure se présente comme un corps d'aluminium ayant la forme d'un tube fermé à l'une de ses ex-5 trémité et comportant au niveau de son extrémité supérieure une partie élargie 13a permettant de loger la partie de plus grand diamètre de l'ensemble du condensateur, qui est présentée par le bourrelet 11c du manchon 11. L'élément de transition permettant d'atteindre cette partie élargie est formé par un épau-10 lement annulaire 13b. Après que l'ensemble du condensateur protégé par le manchon lia a été introduit dans le boîtier 13 de manière que la partie formant bourrelet 11c de cet ensemble s'appuie contre l'épaulement 13b, le bord supérieur du boîtier d'aluminium est 15 rabattu circulairement comme le montre la partie désignée par 13c de manière à être en contact avec le disque enduit ou renforcé de caoutchouc 10 de façon à maintenir l'ensemble en position et à fermer le boîtier de manière étanche. Après son retrait ou sa contraction, le manchon de chlorure 20 de polyvinyle lia, qui est logé à l'intérieur du boîtier métallique 13 et coopère avec la plaquette ou platine inférieure 9 et avec le disque enduit ou renforcé de caoutchouc 10, constitue ce qui peut être dénommé un encapsulage primaire que l'on estime réduire considérablement les possibilités d'oxydation 25 des couches de métallisation prévues sur les pellicules ou bandes de polypropylène faisant partie de l'ensemble foliiforme bobiné 1, plus particulièrement du fait que, d'une part, le retrait ou la contraction du manchon lia réduit considérablement la valeur de la zone d'espace libre et disponible entourant l'ensemble folii-30 forme bobiné et que, d'autre part, grâce au fait que le chlorure de polyvinyle est plus facilement oxydable que le polypropylène et que le produit de métallisation de l'ensemble bobiné, la plus grande partie de l'oxygène qui autrement serait susceptible d'oxyder la pellicule ou bande de polypropylène et(ou) son pro-35 duit de métallisation est maintenue intacte pour son utilisation grâce à l'oxydation du manchon de chlorure de polyvinyle. De plus, le mode de réalisation décrit est supposé réduire considérablement les risques d'amorçage du condensateur du fait qu'en plus de réduire la quantité d'oxygène présent à proximité de l'ensemble 72 07001 7 2128450 bobiné, la présence d'un manchon constitué par du chlorure de poyvinyle, qui est lui-même une substance retardatrice de flamme, facilite la réduction des amorçages. De plus, du fait qu'il a été possible d'utiliser un manchon de chlorure de polyvinyle 5 présentant une épaisseur relativement faible grâce à son retrait ou à sa contraction pour établir un élément d'étanchéité enserrant la forme de l'ensemble, ces avantages peuvent être obtenus tout en n'ajoutant qu'un poids extrêmement réduit. Après son retrait ou sa contraction, le manchon de chlorure 10 de polyvinyle réunit également l'ensemble foliiforme bobiné et le disque enduit ou renforcé de caoutchouc, grâce à quoi cet ensemble est suspendu dans le boîtier de manière à constituer un corps unique et rigide, ce qui empêche tout mouvement de l'ensemble foliiforme par rapport à ce disque et, par conséquent, 15 tout risque de détérioration des connexions électriques existant entre chacune des couches métalliques pulvérisées 2 et 3 et les bornes associées 4 ou 5 du condensateur. Les spécialistes de cette technique peuvent facilement se rendre compte que divers détails et modes de réalisation du con-20 densateur décrit jusqu'ici peuvent être modifiés sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, la plaquette ou platine 9 représentée au niveau de l'extrémité inférieure de l'ensemble foliiforme bobiné peut être supprimée et la protection de cette extrémité inférieure de l'ensemble bobiné peut néanmoins être as-25 surée si le manchon 11 présente une longueur plus importante et est conçu de manière à faire saillie, avant le traitement thermique, au delà de l'extrémité inférieure de l'ensemble, selon une quantité approximativement égale au rayon de l'ensemble foliiforme bobiné, cette partie en saillie pouvant alors, après l'élimina-30 tion du montage de traitement thermique 12, 12a s'effectuant à la fin du traitement thermique, être déformée par retrait ou contraction de manière à constituer un large rebord recouvrant l'extrémité inférieure de l'ensemble foliiforme bobiné. De plus, bien que dans les modes de réalisation représentés 35 ici toutes les bornes soient prévues au niveau de la même extrémité de l'ensemble foliiforme bobiné, l'invention est également applicable à des condensateurs pour lesquels les deux bornes sont prévues au niveau des extrémités opposées de l'ensemble, soit en utilisant un boîtier ouvert au niveau de ses deux extrémités, 72 07001 8 2128450 permettant ainsi à chaque borne de rester isolée électriquement par rapport au boîtier, soit en utilisant un boîtier qui est connecté électriquement à l'une de ces bornes, auquel cas l'une des connexions extérieures doit être réalisée sur le boîtier 5 lui-même. De plus, au lieu de présenter une forme tubulaire à gradin ou épaulement telle que celle décrite en se référant à la fig. 2, le boîtier peut être un boîtier du type dénommé en C, c'est-à-dire un boîtier présentant la forme d'un récipient cylindrique dont le diamètre intérieur est suffisant pour permettre 10 l'introduction de la partie en bourrelet 11c de l'ensemble du condensateur et en prévoyant un épaulement annulaire faisant saillie vers l'intérieur de manière à permettre d'appliquer le bord inférieur de la partie en bourrelet 11c du manchon lia constitué par une matière plastique telle que le chlorure de 15 polyvinyle. Il est également aisé de se rendre compte que la température et la durée du traitement thermique ne sont pas critiques et qu'elles peuvent également être modifiées de manière à s'adapter par exemple à des modifications concernant les matières et les 20 dimensions. D'autres modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine de^équivalences techniques, sans s'écarter de 1'invention. 72 07001 9 2128450 REVENDICATIONS 1.- Condensateur sec du type foliiforme bobiné, caractérisé en ce que son ensemble foliiforme bobiné, qui constitue une cartouche formée par un enroulement en spirale serrée d'une pelli- 5 cule ou bande comportant des électrodes ou armatures déposées par pulvérisation ou appliquées à l'aide d'un autre processus de revêtement, est enfermé dans une enveloppe précontrainte en tension ou traction et formée par un manchon constitué par une matière plastique subissant un retrait ou une contraction sous l'effet 10 de la chaleur. 2.- Condensateur sec suivant la revendication 1, caractérisé _ en ce que l'ensemble foliiforme bobiné qui est enfermé dans l'enveloppe comprend un disque monté au niveau d'une extrémité de la cartouche et présentant au moins un perçage permettant le passage 15 d'un fil métallique de connexion, l'un des tronçons de l'enveloppe étant conçu de manière à former un rebord annulaire coopérant avec la face extérieure du disque. 3.- Condensateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un disque supplémentaire est prévu au niveau de l'autre ex- 20 trêmité de la cartouche, un second tronçon de l'enveloppe étant conçu de manière à former un rebord annulaire supplémentaire coopérant avec la face extérieure de ce disque supplémentaire. 4.- Condensateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe est constituée 25 par une matière plastique telle que du chlorure de polyvinyle subissant un retrait ou une contraction sous l'effet de la chaleur . 5.- Condensateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pellicule ou bande diélec- 30 trique est constituée par une pellicule ou bande de polypropylène. 6.- Condensateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est enfermé dans un boîtier métallique. 7.- Procédé pour fabriquer un condensateur sec du type fo- 35 liiforme bobiné comportant un ensemble foliiforme bobiné qui " comprend une cartouche bobinée constituée par une pellicule ou bande diélectrique sur laquelle ont été appliquées des électrodes ou armatures à l'aide d'un processus de revêtement, caractérisé 72 07001 2128450 en ce qu'on place autour de cet ensemble un manchon constitué par une matière plastique subissant un retrait ou une contraction sous l'effet de la chaleur de manière que les deux extrémités de ce manchon fassent respectivement saillie au delà des 5 deux extrémités de l'ensemble, on soumet l'assemblage résultant à un traitement thermique tel qu'il provoque un retrait ou une contraction du matériau constituant le manchon, qui suffit pour qu'après ce traitement thermique la paroi du manchon enserre l'ensemble sous des contraintes de tension ou de traction et 10 pour que les parties en saillie soient déformées de manière à constituer des parties rabattues appliquées contre les extrémités de l'ensemble du condensateur. 8.- Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'on utilise un manchon constitué par une matière plastique 15 telle que du chlorure de polyvinyle et qu'on effectue le traitement thermique par chauffage à une température d'environ 80°C et pendant une période de temps ne durant pas moins que 4 minutes. 9.- Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le traitement thermique est effectué pendant une période de 20 temps durant environ 5 minutes'.