Brevet FR2294526A1 — publié le 19760709

L'invention est relative à un procédé de fabrication de condensateurs électriques et,plus parti culi erement de condensateurs électrolytiques en bottier d'aluminium. les condensateurs électrolytiques destinés à un usage professionnel doivent comporter en général un bottier isolé électriquement pour des raisons de sécurité et protégé contre la corrosion pour éviter une dégradation de leurs propriétés électriques quand ils opèrerrt dans des conditions climatiques sévères. Evidemment les exigences d'isolement et de protection sont les nes pour la partie portant les bornes et obturant le bottier. Un moyen connu de protection et d1isolation consiste à glisser sur le bottier une gaine en matière plastique,tel que du polyéthylène irradié,et à la rétracteur par de la chaleur. Un autre moyen connu consiste à utiliser un manchon et un capuchon en matière plastique, tel que l'acétate de cellulose, et à les assembler par thermo-soudage. En réalité taus ces moyens protègent mal le bottier contre des conditions climatiques sévères parce qu'on ne peut réaliser une enveloppe complètement étanche à cause des bornes reliant le condensateur au circuit d'utilisation et parce que ces matières plastiques n'adhèrent pas directement sur la surface du bottier. L'humidité atmosphérique et des liquides ou des gaz corrosifs peuvent notamment stinfiltrer à la longue entre la surface externe du bottier et la face interne de la gaine ou du manchon isolant et y rester emprisonnés créant ainsi un risque de corrosion. En outre, il n'est pas rare de constater des fendillements dans ces enveloppes plastiques quand les condensateurs sont portés aux basses températures, par exemple aux températures voisines de -550C. Pour éviter ces inconvénients,on a alors essayé un revêtement à base de re'ses époxy polymérisées à froid ou à chaud. Ces résines sont en général des bons isolants électriques et donnent satisfaction aux épreuves climatiques. Toutefois,quand les épaisseurs augmentent, il leur manque alors la souplesse mécanique suffisante pour résister à des opérations comme le pliage ou le sertissage, avec un taux de rebut acceptable. En particulier, lorsqu'on sertit lue bord extrême d'un bottier cylindrique sur un joint circulaire s'appuyant sur un obturateur du bottier afin d'assurer ltetan- chéité de ce bottier,an constate parfois des fractures ou décollememt de ces résines à l'endroit serti. Pour résister à ces opérations, il faut par conséquent un revêtement plutôt flexible qui accompagne la torsion du métal-support de façon qu'il ne se produise aucune craquelure, ni décollement ou amincissement de la couche ou des couches de revêtement. On ne peut pas appliquer les résines durcissables à des fortes températures, par exemple supérieures à 100 C, sur le bottier d'un condensateur électrolytique terminé sans lui faire subir,en général,une dégradation de ses propriétés électriques. En conséquence,il faut donc appliquer le revêtement de résine sur le bottier encore vide et le traiter ensuite thermiquement. Mais dans ce cas,si le bottier doit être rempli, au cours des opérations ultérieures de fabrication, avec un électrolyte de type anhydre,il peut arriver qu'accidentellement une certaine quantité d'électrolyte, par exemple quelques gouttes au moins de cet électrolyte, vienne en contact avec la surface du revêtement.Or ces revêtements à ltépaxy ne résistent pas bien à l'attaque de certains solvants organiques agressifs composant certains types d'électrolytes anhydres d'où une attaque et un affaiblissement du revêtement préjudiciables aux bonnes protection et isolation du bottier. Parmi ces solvants on peut citer,en particulier,ceux des classes des esters cycliques et des amides mono et di-substitués ou un mélange de ces corps. De plus, si lors des opérations de revêtement des projections accidentelles de résine époxy ont eu lieu à l'intérieur du bottier, le contact permanent des solvants agressifs et de la résine aura pour conséquence une libération des faibles traces de chlore que contiennent en général ces résines. Si les électrodes du condensateur sont en aluminium, il en résulte un empoisonnement de ces éleo- trodes et,par conséquent,une réduction de la durée de vie du condensateur devient inévitable. Un but de la présente invention est de réaliser des condensateurs électrolytes anhydres dont le reVQtement de protection et d'isolation ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur cités précédemment. Elle a notamment pour objet un procédé pour réaliser sur un bottier en aluminium un revêtement isolant qui soit capable de résister à une tension disruptive de 3500 volts sous courant continu, qui soit inerte ou résistant vis á-vis de l'humidité, d'agents corrosifs et de certains électrolytes de type anhydre et,de plusXqui soit aussi flexible pour résister sans dommage aux opérations de pliage et de sertissage lors de la fermeture étanche du bottier. L'invention a aussi pour objet des moyens d'obturation du bottier qui sont au moins aussi isolant électriquement et aussi résistant aux agents cités précédemment que le revêtement revendiqué. Le procédé est caractérisé principalement en ce que le revêtement du bottier est constitué par une ou plusieurs couches à base de polyamide de type 11 et une sous-couche ou une couche primaire à base d'un matériau adhèrant particulièrement bien, d'un c8té à l'aluminium du bottier et, de l'autre caté au polyamide 11. Les objets et caractéristiques de la présente invention apparattront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels : La figure 1 représente schématiquement une vue en coupe longitudinale d'un bottier vide comportant un premier type de revêtement conforme au procédé selon l'invention. La figure 2 représente une vue agrandie en coupe de l'extrémité de la paroi du bottier encerclée représenté par a figure l. La figure 3 représente une vue agrandie en coupe de l'extrémité de la paroi encerclée du bottier de la figure 1 comportent un deuxième turne de revêtement selon le procédé de l'invention. La figure 4 représente une vue en perspective d'un exemple de condensateur perfectionné selon l'invention. La figure 5 représente une vue en coupe longitudinale, selon un plan AA', du condensateur représenté par la figure 4. La figure I représente la coupe longitudinale d'un bottier l cylindrique,vide, qui a été fabriqué en aluminiwi ou en alliage d'aluminium selon des méthodes connues en soi. Il comporte une extrémité axiale ouverte 2 ainsi qu'une gorge circulaire 3. Une extrémité de bord 4(encerclée)du bottier l a été représentéenotablement agrandie dans les figures 2 et 3. Dans cet exemple de réalisation, on a préféré repré- senter un bottier cylindrique, mais d'autres fouines sont évidemment possibles pour y loger les éléments capacitifs d'un condensateur, Ce bottier est revêtu par au moins deux couches 5 et 6 en matériau plastique de constitution chimique différente, selon le procédé qui va maintenant être décrit en détails. La première opération consiste à nettoyer les surfaces du bottier I à revêtir de façon à enlever toutes les graisses ou souillures qui s'y trouvent avec des solvants appropriés et,si cela est nécessaire, à grenailler la surface pour enlever au maximum les couches d'oxydes. On applique ensuite au moyen d'un pistolet électrostatique une première couche de résine en poudre du type époxy sur toutes les surfaces externes du bottier 1, sur le bord supérieur 4 ainsi que sur la surface interne située entre la gorge 3 et le bord supérieur 4 du bottier I. Un traitement thermique est alors appliqué au bottier dans un four tunnel dont la température et le temps de passage sont choisis de façon qu'à la sortie du four la couche de résine époxy soit gélifiée ou soit dans un état de prépolymérisation. De préférence on applique une température comprise entre 0o et 180 C pendant un laps de temps court, de L'ordre de quelques minutes. La quantité de résine époxy déposéedoit être sensiblement uni farine et son épaisseur être comprise entre 30 et 50 microns. L'opération suivante consiste à projeter électrostatiquement sur toute la couche d'époxy,le plus uniformément possible ,une poudre à base de polyamide 11 (onze). Dans ce but on peut par exemple utiliser une poudre de polyamide 11 connue sous le nom commercial de "Orgassan", de la société "Aquitaine Total Organico". le bottier ainsi traité est passé à nouveau dans un four tunnel de façon à fondre la couche de polyamide 11 et en memeA temps à polymériser complètement la résine époxy. On opère de préférence avec une température d'entrée du four tunnel de l'ordre de 180 C et une température intérieure maximum de 2200C,. Le temps de passage est réglé par exemple entre 2 et 5 minutes pour une épaisseur de polyamide 31 déposée comprise entre 80 et 120 microns. On obtient ainsi une liaison remarquable dtune part entre l'époxy et le bottier en aluminium et d'autre part entre le polyamide 11 et l'époxy. Il convient de noter que dan. ce procédé le but de la couche d'époxy est principalement d'être une sous-couche primaire d'accrochage sur aluminium car le polyamide 11 adhère mal sur ce métal mais,par contre,il adhère très bien sur l'époxy quand on opère selon ce procédé qui vient d1tre décrit. On peut d'ailleurs utiliser comme sous-couche primaire d'accrochage d'autres matériaux ou composés de matériaux à condition que ceux-ci répondent aux exigences formulées initialement, notamment qu'une liaison de force suffisante existe entre ces matériaux avec,d'une part,la surface à base d'aluminium et,d'autre part,la couche de polyamide 11 appliquée sur ce matériau et réciproquement. A un tel matériau correspond par exemple une résine phénolique ou contenant une résine phénolique appliquée sous forme de vernis en une couche mince sur l'aluminium. L'épaisseur d'une telle couche primaire est alors de préférence au maximum de 5 microns. Après un traitement à faible température (de l'ordre de 400 - 50 C) pendant cinq minutes, on applique ensuite sur elle,dans les mimes conditions que décrites ci-dessus,une couche de polyamide 11. Une fois traité thermiquement pour fondre le polyamide 11 on applique une deuxième couche de poudre de polyamide ll par projection électrostatique. le bottier revêtu est ensuite repassé dans le four tunnel comme décrit ci-dessus. Dans cette variante du procédé,l'épaisseur à donner à chaque couche de polyamide 11 est comprise de préférence entre 50 et 80 microns. Une vue partielle de l'extrémité du bord 4 du bottier vide 1 est représentée schématiquement par la figure 2. Elle montre la couche 5 d'accrochage en résine d'époxy et la couche de protection 6 en polyamide 11. La variante du procédé à couche primaire phénolique 7 et à deux couches de nylon 8 appliquéessséparément est représentE par la figure 3. les couches 5, 6, 7 et 8 sont dessinées pour une une meilleure compréhension du dessin à une échelle plus grande que les autres parties représentées dans les figures 1 à 5. ta ligne pointille dans la figure 3 montre simplement qu'on a appliqué dans ce cas deux couches successives de polyamide 11, séparées par un traitement thermique. Sn réalité après le second traitement thermique, il nty a pas de discontinuité entre les deux couches mais une seule couche homogène sur la sous-couche ou la couche primaire en résine phénolique. Pour limiter la quantité de poudre projetée sur la face interne du bottier, on peut se servir de masques en forme,par exemple.de disques disposés à la hauteur de 3 a partie saillante interne de la gorge 5. les autres opérations principales pour réaliser un condensateur perfectionné selon l'invention vont être maintenant décrites en liaison avec les figures 4 et 5. La figure 5 représente schématiquement un exemple de réalisation d'un condensateur vu en coupe longitudinale selon le plan AA' du condensateur terminé représenté en perspective par la figure 4. Dans le bottier revêtu selon le procédé décrit précédemnent on met en place les éléments capacitifs constitués par une bobine 9 à électrodes en aluminium et couches intercalaires diélectriques. Des éléments de connexion métallique (non représentés) sont prévus pour relier électriquement les électrodes de la bobine aux bornes de sortie 11. La bobine 9 est calée à l'aide a des deux supports 12 et 13 semblables comportant chacun une tige de centrage 10. Qn remplit l'espace resté libre avec un électrolyte de type anhydre 14 dont la formule choisie est fonction des valeurs de capacité électriques qu'on recherche et des autres propriétés électriques souhaitées. Un couvercle obturateur 15 du bottier est lis en place contre la partie de la gorge 3, qui est saillante à térieur de la paroi 4. Ce couvercle 15 est réalisé en un matériau rigide convenable, tel que du polypropylène chargé en fibres de verre. 11 comporte un logement cireu- laire dans lequel est placé un joint ou une garniture 16 en matériau plastique, par exemple en cacutchouc synthétique complexe de type éthylène/propylène. Pour sceller hermetiqpeDent le bottier, le bord supérieur 4 de la paroi cylindrique du bottier est ensuite replié et serti sur la garniture 16. Par suite de la flexibilité du revêtement employé ici, c'est-à-dire du polyamide 11, on ne constate après cette dernière opération aucun fendillement ou décollement dans la couche du revêtement. Dans ce procédé la couche primaire,ou sous-couche d'acorochage A base de résine époxy ou phénolique, est donc couverte par le polyamide 11 et ne peur,par conséquent, entrer en contact avec un agent corrosif qu'il soit à l'intérieur ou à l'extérieur du boîtier. Même si,accidentellement,elle se serait craquelée sur la partie de paroi sertie, elle serait encore protégée par le revêtement de polyacide n qui,lui,ne se craquèle pers qui reste en place sur la couche primaire ou la sous-couche et continue à la couvrir uniformément où qu'elle se trouve. la couvercle 15 et le joint 16 ont été prévus ici pour répondre aux mêmes exigences de protection et d'isolement que le revêtement du boîtier. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication et de scellement de condensateurs électrolytiques, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les opérations successives suivantes - on forme un bottier en aluminium de façon qu'une seule extrémité soit ouverte et quelle comporte une gorge circulaire sur l'extérieur du bottier, - on nettoie soigneusement le boîtier, - on dépose sur toute la surface extérieure du bottier et sur la surface interne située entre la gorge et la surface extérieure du bottier une première couche d'un matériau à base d'une poudre de résine époxy projette électrostatiquement en épaisseur comprise entre 30 et 50 microns, - on traite thermiquement le bottier ainsi revêtu dans un four à une température et pendant le temps nécessaire à gélifier la résine époxy ou à la prépolymériser, - on applique par projection,au moyen d'un pistolet électrostatique,sur la première couche, une couche à base de poudre de polyamide de type 11 en une épaisseur telle qu'après le traitement subséquent elle soit uniforme et épaisse au moins de 80 microns, - on traite thermiquenent dans un four le bottier enduit desdites couches successives à une température comprise entre 180 et 2200C pendant 2 à 5 minutes, - on monte dans le bottier ainsi préparé les éléments capacitifs en les connectant on aux bornes de sortie puis/remplit le bottier avec un électrolyte de type anhydre, - on met en place le couvercle portant un joint ou une garniture élastique et on replie et sertit le bord extrême du bottier revêtu sur le joint ou la garniture de façon à rendre étanche le bottier. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche de matériau, ad lieu d'être en époxy, peut être constituée par un vernis à base de résine phénolique ou d'un complexe phénolique d'une épaisseur inférieure à 5 microns. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce ou'on applique sur la couche de polyamide 1l traitée thermiquement une seconde couche de polyamide 11, d'épaisseur au moins égale à 80 microns,par pulvérisation électrostatique et qu'on fond ensuite cette couche à une température de 180 à 2200C pendant 2 b 5 minutes. 4. Condensateur électrolytique fabriqué et scellé selon le procédé décrit dans les revendications 1, 2, 3 comprenant principalement un bottier en aluminium dans lequel sont incorporés des éléments capacitifs, des éléments de connexion électrique interne reliant les électrodes des éléments capacitifs aux bornes de sortie, un électrolyte de type anhydre, un couvercle obturateur portant les bornes de sortie, ledit condensateur étant caractérisé en ce que le bottier est revêtu sur toute la surface extérieure et la surface interne comprise entre la gorge et la surface extérieure par au moins une couche d'épaisseur uniforme et suffisante de résine polyamide de type 11 appliquée sur une couche à base de résine époxy ou phénolique servant de couche primaire d'accrochage sur le bottier en aluminium, lesdites couches formant ensemble un revêtement capable de résister à une tension disruptive supérieure à 3500 Volts en courant continu. 5. Condensateur électrolytique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le couvercle obturateur est réalisé en un matériau rigide qui est du polypropylène chargé de fibres de verre. 6. Condensateur électrolytique selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le couvercle est muni d'une garniture ou d'un joint d'étanchéité élastique en caoutchouc synthétique complexe de type éthylène/propylène.