Brevet FR2177633A1 — publié le 19731109

La présente invention se rapporte au domaine des condensateurs électrolytiques à anode frittée. Dans de tels condensateurs, la connexion d'une première armature est constituée par une enveloppe conductrice externe de forme généralement cylindrique, l'autre armature est un bloc de métal disposé à l'intérieur de l'enveloppe, maintenu sans contact avec celle-ci par des anneaux isolants de centrage, et le diélectrique est réalisé par une couche isolante mince déposée sur le bloc de métal. Enfin, un liquide conducteur de l'électri cité, constituant avec l'enveloppe, la première armature du condensateur, remplit celle-ci et assure la continuité électrique avec la couche diélectrique. L'obtention d'une capacité électrique élevée sous un petit volume a conduit à rechercher une surface d'armatures maximale et une épaisseur de diéléctrique minimale, ce qui est réalisé, suivant une technique connue, en adoptant, d'une part, pour l'armature interne un bloc solide moulé de poudre métallique, conduisant à une très grande surface développée en comparaison du volume occupé, l'adhérence mutuelle des grains étant le plus souvent obtenue par une méthode dite de frittage ; et d'autre part, en adoptant pour le diélectrique, une couche isolante mince déposée sur les grains et obtenue par oxydation superficielle de ceux-ci. Une couche d'une telle nature est malheureusement dotée d'une faible résistance mécanique à l'abrasion, et il en résulte un grave inconvénient dans les applications où les conditions de fonctionnement comportent des vibrations ou des chocs. En effet, entre l'armature interne et ses anneaux de centrage est ménagé un certain "3eu", indispensable pour permettre l'introduction de celle-ci dans lesdits anneaux, ce qui laisse la possibilité de déplacements relatifs amIncissant progressivement la couche de diélectrique aux points de contact, et entraînant finalement un court-circuit entre les armatures, et la destruction du condensateur. Le système de fixation selon l'invention ne présente pas cet inconvénient. Il a pour but la fixation de l'armature interne, avec un serrage positif réalisé sans possibilité de déplacements relatifs entre les éléments de fixation et l'armature, tant au moment de l'assemblage qu'en service, lors d'applications. Plus précisément, l'invention consiste en un dispositif de fixation d'électrode pour condensateur, comportant une enveloppe tubulaire faisant partie de l'armature externe du condensateur, une armature interne disposée dans l'enveloppe et constituant l'électrode à fixer, et une couche diélectrique déposée sur celle-ci, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce réalisée en matériau isolant et des éléments géométriques faisant saillie sur la face interne de la paroi de ladite enveloppe, ladite pièce assurant une fixation électriquement isolée, avec serrage positif, de ladite armature interne dans ladite enveloppe, par appui d'une part sur ladite armature interne, et d'autre part sur ladite face interne, la force dudit serrage étant obtenue par déformation élastique de ladite pièce isolante, sous l'action desdits éléments géométriques, et étant ajustée, -par réglage de ladite saillie, à une valeur, par unité de surface, inférieure à celle qui détermine la destruction de ladite couche L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après, en s'appuyant sur les figures annexées, où - la figure 1 représente un premier mode de réalisation du dispositif de fixation selon l'invention, - les figures 2,3,4,5 représentent divers modes de réalisation de l'invention. La figure 1 représente, vu en coupe, un condensateur électrolytique selon l'invention. Il comporte d'une part une enveloppe métallique conductrice externe 1 munie d'un fil de connexion 2, enveloppe servant de réservoir pour un liquide conducteur 7 constituant, en coopération avec elle, une des armatures du condensateur, et d'autre part une armature interne 4 munie à une extrémité d'un fil de connexion 5 qui en réalise le maintien et le centrage. Plusieurs disques isolants tels que 6 et 7 assurent l'étanchéité de l'enveloppe. L'armature interne est constituée, comme le montre la figure 1 en coupe partielle, de grains 9 d'un métal, qui dans l'exemple donné est du tantale,agglomérés entre eux par le procédé du "frittage" , pour constituer un bloc solide conducteur à grande surface développée. Ces grains, partout où ils ne sont pas en contact entre eux, sont recouverts d'une couche mince d'oxyde de tantale Ta205 , isolant constituant le diélectrique du condensateur; ils sont représentés très grossis. Enfin, l'autre extrémité de l'armature interne pénètre dans une pièce de centrage creuse 8 , réalisée en matériau isolant et souple, tel que le téflon (marque déposée) , dont les parois latérales assurent le centrage et l'isolement électrique par rapport à l'enveloppe. Cette structure cependant présente, ainsi qu'il a été dit plus haut , le grave inconvénient de permettre des déplacements relatifs entre l'armature 4 et la pièce de centrage 8 par suite du jeu" existant entre ces deux pièces. Ces déplacements détruisent progressivement par abrasion la couche isolante 9 des grains en contact avec cette pièce et déterminent finalement ' la mise en court-circuit du condensateur. Suivant l'invention, un serrage positif est introduit entre la pièce de centrage 8 et l'armature 4 , après introduction de l'une dans l'autre, par compression extérieure du metal de l'enveloppe selon une gorge 40 déterminant sur la paroi interne de I'enveloppe,un bourrelet en saillie, dont la présence provoque la compression de la paroi latérale élastique de la pièce 8 et par conséquent un serrage de l'armature suivant une zone annulaire 12 . La pression unitaire exercée sur la couche d'oxyde des grains présents en ce point doit autre déterminée à une valeur maximale inférieure à celle qui correspond à un écrasement et un percement de cette couche, dans l'échelle des duretés Brinell par exemple. L'ajustement optimal de cette valeur dépend du choix des grandeurs géométriques adoptées, essentiellement les valeurs relatives des diamètres des parties en contact. A titre d'exemple, dans le cas d'un condensateur à armature cylindrique interne de tantale fritté, d'un diamètre de 5,7 mm, à couche diélectrique d'oxyde de tantale, la saillie maximale du bourrelet, pour un diamètre externe de la pièce de centrage en Téflon de 6,90 mm, est de 0,2 mm. La figure 2 représente une variante de réalisation du dispositif de centrage suivant l'invention. I1 diffère de celui de la figure 1 d'une part par la position de la gorge, et d'autre part par la forme de la face interne des parois latérales 15 de la pièce de centrage 14. Cette forme est conique, et détermine par déplacement axial de la pièce sous l'influence de la pression due à la formation du bourrelet 16 , un serrage positif suivant une zone annulaire 17. La figure 3 représente une autre variante de réalisation. L'armature interne du condensateur est munie d'une partie terminale 18 en forme de cône, qui repose sur la partie supérieure de la pièce de centrage 19 , dont le rebord 20 est aminci pour permettre un serrage positif doué d'élasticité lors de la formation du bourrelet 16 La figure 4 représente une autre variante du dispositif selon l'invention. La pièce de centrage 29 comprend une partie conique 30 pénétrant dans une cavité cylindrique 31 réalisée dans l'armature interne 4 . Le serrage positif est assuré, comme dans les variantes précédentes, par la présence d'un bourrelet 16 qui par la mise en torsion de la base 29 de la pièce de centrage, développe une force dans un sens parallèle à l'axe de l'armPwture. La figure 5 représente encore une autre. variante de réalisation, différant seulement de celles qui sont décrites sur les figures 2 et 3 par l'emplacement du bourrelet assurant le serrage. I1 est en effet quelquefois nécessaire de fixer les disques 6 et 7 en matériau isolant par des bourrelets réalisés par écrasement localisé du métal de l'enveloppe. La variante de la figure 5 met à profit la nécessité d'em ploi da ces bourrelets, pour leur faire tenir en supplément la fonction qui était assurée, dans le cas des figures 3 et 4, par le bourrelet 16. Cependant, comme il est indispensable, pour obtenir un serrage positif, que le déplacement de l'armature interne s'effec- tue parallèlement à l'axe du condensateur, la forme des gorges effectuées dans l'enveloppe extérieure peut être avantageusement rendue, vue en section droite, triangulaire, avec un côté 25 du triangle plus grand que le côté 26, pour provoquer une force de compression à composante axiale tendant à appuyer l'armature interne sur la pièce de centrage inférieure, en réalisant un résultat analogue à celui obtenu sur les modes de réalisation des figures 2 et 3 . 3 REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation d'électrode pour condensateur, comortant une enveloppe tubulaire faisant partie de l'armature externe, une armature interne (4) disposée dans cette enveloppe et constituant 11 électrode à fixer, et une couche diélectrique, déposée sur celle-ci, caractérisé en ce qu'il comprend - une pièce (8) réalisée en matériau isolant, et - des élements géométriques (11) faisant saillie sur la face interne de la paroi de ladite enveloppe ladite pièce assurant une fixation avec serrage positif de l'armature interne dans l'enveloppe, par-appui d'une part sur une parsie de ladite armature interne, et dtautre part sur ladite face interne, la force du serrage étant obtenue par déformation élastique de ladite pièce isolante sous l'action desdits éléments géométriques, et étant ajustée par réglage de ladite saillie à une valeur, par unité de surface, inférieure à celle qui détermine la destruction de la couche diélectrique. 2. Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie de l'armature interne est cylindrique et ladite pièce comporte une surface d'appui conique. 7. Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie de l'armature interne est conique et ladite pièce comporte une surface d'apoeJui cylin- drique. 4. Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments géométriques faisant saillie sur la face interne de l'enveloppe tubulaire sont réalisés par déformation permanente de cette enveloppe. 5. Dispositif de fixation selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits éléments géométriques sont réunis de façon continue déterminant un bourrelet annulaire interne dans la paroi de ladite enveloppe. 6. Dispositif de fixation selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit bourrelet annulaire interne a une section droite triangulaire à c8tés inégaux.