Brevet FR2313758A1 — publié le 19761231

La présente invention concerne les condensateurs électriques sous boîtier étanche et résistant à la pression et, plus spécialement (mais non exclusivement) , aux condensateurs destinés à être utilisés dans des circuits de puissance, par exemple dans des circuits alimentant des lampes fluorescentes ou des moteurs électriques. Dans certaines conditions de fonctionnement anormales, des décharges peuvent se produire à l'intérieur de l'élément doué de capacité électrique et l'augmentation résultante de la pression dans le boîtier peut entraîner une fuite de la substance d'imprégnation (dans le cas des condensateurs imprégnés avec des liquides isolants ou des solides à bas point de fusion) ou de la matière plastique fondue (dans le cas de condensateurs en matière plastique non imprégnés) ou même une explosion du condensateur. Pour éviter les détériorations survenant de cette façon, on a proposé de réaliser le boîtier du condensateur de manière que sa dilatation ait lieu de façon contrôlée, par exemple en formant des ondulations annulaires dans sa paroi d'extrémité ou dans une paroi périphérique, de telle sorte que, Si une pression exagérée vient se manifester, une partie du boîtier se déplace par rapport à une autre partie de ce dernier et que ce déplacement serve à actionner un dispositif de coupure pour débrancher le condensateur du circuit associé. Dans un des agencements de ce type, l'élément doué de capacité se trouve dans la partie inférieure d'une boîte métallique comportant des ondulations annulaires dans la partie supérieure de sa paroi périphérique et le dispositif de coupure consiste en un conducteur frangible tendu entre, d'une part, l'élément ou un autre composant quelconque qui est fixe par rapport à la partie inférieure de la boite et, d'autre part, une borne se trouvant sur l'élément de fermeture formant la partie supérieure de cette boîte. On a constaté, toutefois, qu'il existe un risque important de rupture prématurée du conducteur frangible, cela habituellement pendant l'assemblage. Selon la présente invention, un condensateur électrique comprend un élément doué de capacité, un boîtier qui enferme ledit élément doué de capacité et qui peut se dilater sous l'effet d'une pression interne supérieure à la pression normale mais inférieure à la pression d'éclatement du boîtier, cela de telle sorte que les première et seconde parties de la paroi du boîtier se déplacent l'une par rapport à l'autre, et un conductéur 'électrique frangible relié mécaniquement à la première partie de paroi et à la seconde partie de paroi et passant autour d'un bord ou arête d'une matière dure de manière qu'il ne puisse pas s'étendre rectilignement entre ses points immédiats de connexion mécanique afin que, lors de la dilatation du boîtier au-delA d'une limite prédéterminée, le conducteur se tende en venant porter contre l'arête et soit coupé par celle-ci. Le conducteur frangible est habituellement un des conducteurs relié à l'élément doué de capacité et, dans ce cas, la connexion mécanique à la première partie de paroi est obtenue normalement par fixation du conducteur dans une ouverture qui y est ménagée (ou, si la première partie de paroi est métallique, dans une bague isolante montée dans cette ouverture) ou par connexion de ce conducteur à une borne traversante. distincte montée dans ladite ouverture en vue d'assurer un contact extérieur; la connexion mécanique à la seconde partie de paroi peut tre obtenue par fixation de l'élément à cette dernière ou en prévoyant un élément de retenue coopérant avec le conducteur; si on le désire, chacun. des conducteurs peut être pourvu d'un dispositif de coupure tel que décrit.Dans une variante, le conducteur peut être relié à un second contact extérieur et non pas à l'élément; cette disposition est avantageuse par exemple quand. il n'est pas souhaitable d'ouvrir le circuit du condensateur sans déconnecter de la source d'alimentation l'appareil associé. De préférence, l'arête coupante est fixe par rapport à la seconde partie de la paroi du boîtier. Quand le conducteur frangible est relié directement à l'élément, il convient habituellement que la pièce formant l'arête coupante se trouve dans le boîtier entre l'élément et l'extrémité du boîtier portant les bornes extérieures (extrémité que l'on appellera par la suite le "sommet" du boîtier) et, habituellement, que le conducteur frangible soit relié directement à l'extrémité supérieure de l'élément. L'arête coupante est de préférence en acier ou en tout autre métal approprié mais des matières isolantes dures qui ne fondent pas dans les conditions (y compris les conditions de fonctionnement anormales) qui risquent d'être rencontrées peuvent être-utilisFes si besoin est. Cette arête est de préférence le bord d'une plaque annulaire (non nécessairement circulaire) qui peut être supportée directement ou indirectement par une ou des parois du boîtier; ou bien, si l'élément est annulaire et est maintenu en place par une broche ou colonne s'étendant vers le haut depuis le fond du boitier, l'organe assurant la présence de l'arête coupante peut être supporté par un prolongement de cette broche ou colonne; ou bien encore on peut utiliser d'autres moyens de fixation.Si le support est assuré par la paroi périphérique d'un boîtier tubulaire, une plaque annulaire ordinaire et unie peut être supportée par des nervures ou des ondulations formées dans cette paroi, dans une variante, la plaque peut aussi comporter des dents sur sa périphérie extérieure et être montée à force dans une paroi périphérique ordinaire unie. De façon similaire, une plaque annulaire comportant des dents sur sa périphérie intérieure peut être montée à force sur une broche ou colonne maintenant en place l'élément et, dans ce cas, l'arête coupante peut être le bord ou arête des parties évidées se trouvant entre les dents.Des plaques annulaires dentées de façon appropriées sont vendues dans le commerce, par exemple sous la désignation de wStarlock". De préférence, le conducteur frangible se trouve sous une tension mécanique suffisante pour être en contact léger avec l'arête coupante avant qu'une dilatation se produise. Pour obtenir le déplacement relatif nécessaire entre les première et seconde parties du boîtier, on peut utiliser des ondulatiöns de la manière classique; toutefois, spOciale- ment lorsque le boîtier n'est pas métallique et/ou a une section autre qu'une section circulaire, il est préférable d'utiliser l'élément de fermeture décrit dans la demande de brevet français déposée ce même jour au nom de la demanderesse pour "Condensateur électrique comportant un boîtier pourvu d'un élément de fermeture perfectionné". Dans certains cas, une fermeture en matière flexible peut être suffisante pour assurer le mouvement nécessaire. L'élément lui-même est habituellement du type métallisé (par exemple du polypropylène métallisé ou du papier métallisé). Dans certains cas, le conducteur frangible peut également servir de fusible de protection contre les surintensité indEpendamment de son rôle dans le mécanisme décrit de coupure de circuit en cas de surpression. On va maintenant décrire de façon plus détaillée la présente invention, à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé, sur lequel: les fig. 1, 3 et 4 sont des coupes de trois modes de réalisation différents de condensateurs réalisés suivant la présente invention; et la fig.- 2 est une coupe partielle du condensateur de la fig. 1 tel qu'il apparaît après le fonctionnement du dispositif de coupure de circuit. Le condensateur des fig. 1 et 2 comprend un élément 1 en polypropylène m & allisé enroulé sur un support tubulaire 2 et supporté dans une boîte d'aluminium 3 dont il est isolé par des chapeaux d'extrémité 4, 5 en matière plastique. L'extrémité supérieure du boîtier est fermée par un élément de fermeture 6 qui est réalisé selon la demande de brevet français précitée déposée ce mEme uour par la demanderesse et qui comprend une feuille extérieure 7 en caoutchouc d'éthylène-propylène et une feuille intérieure 8 en papier encollé de résine-synthétique. La feuille intérieure est divisée en une zone centrale 9 et en une zone extérieure 10 par une incision circulaire (représentée schématiquement) qui est formée par poinçonnage et qui s'étend sur presque toute-1'-êpatseur'-de la couche de papier encollé de résine. Des bornes extérieures 11 sont montées dans la zone centrale de ; ment de fermeture et l'élément doué de capacité est relié à ces bornes par des conducteurs 12, 13. Le conducteur 12, qui s'étend en étant légèrement tendu devant une arate 14, est fixé sur un mince disque carré 15 formé par de l'acier étamé et supporté par le chapeau d'ex extrémité 4 de manière telle qu'il ne peut positivement pas suivre un trajet rectiligne depuis la borne jusqu'à son point de fixation 16 sur l'élément doué de capacité. Le conducteur 13 présente relativement un certain mou. Une résistance de décharge 17 et un téton de montage 18 peuvent être prévus si on le désire. Si un fonctionnement anormal entraîne l'apparition d'une pression excessive à l'intérieur du boîtier, la zone centrale 9 de I'élément de fermeture est refoulée vers le haut en décollant, de la zone extérieure 10 de la feuille intérieure, la feuille extérieure 9 au fur et à mesure qu'elle se soulève, et ceci tend le conducteur 12 au droit de l'arête 14 et entraîne son sectionnement, comme on peut le voir sur Ia fig. 2, le circuit aboutissant à l'élément doué de capacité 1 se trouvant de ce fait interrompu. On voit par conséquent que la zone centrale 9 constitue la première partie de paroi et que le boîtier 3 constitue luimême la seconde partie de paroi. A titre d'exemple, on notera qu'un fil conducteur de 0,32 mm de diamètre s'est révélé approprié pour être utilisé dans un condensateur d'amorçage de lampes fluorescentes dans lequel la zone centrale 9 avait une superficie de 470 mm2 et était délimitée par un poinçonnage traversant presque toute l'épaisseur de la couche de papier contenant une résine comme liant. Le condensateur de la fig. 3 est similaire aux condensateurs décrits sauf que le boîtier 19 est en matière moulée par injection et que, de ce fait, aucun chapeau d'extrémité n'est nécessaire. Le disque 20 en acier étamé est circulaire et est assemblé par force sur des nervures 21 présentes sur la face intérieure du boîtier. Le conducteur 13 est pourvu d'un manchon isolant 22 pour empêcher tout contact accidentel avec le disque 20. Le condensateur de la fig. 4 est similaire à celui de la fig. 3 à l'exception du disque 23 en acier étamé qui est disposé et supporté différemment. Le boîtier 19 est moulé et comporte une colonne centrale 24 (de section circulaire mais pourvue d'une fente 25 destinée au conducteur 13) qui en fait partie intégrante et cette colonne supporte le disque 23 dans lequel on a formé des dents en l'emmanchant à force sur la colonne. Le conducteur 12 traverse l'intervalle entre les dents et l'arête 14 est formée par la périphérie intérieure du disque comprise entre deux dents. I1 est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention dont l'étendue est définie par les revendications ci-annexées. REVENDICATIONS 1. Condensateur électrique comprenant un élément doué de capacité électrique, un boîtier enfermant ledit élément doué de capacité et pouvant se dilater sous l'effet d'une pression intérieure supérieure à la normale mais inférieure à la pression d'éclatement du boitier, cela de telle manière que des première et seconde parties de la paroi du boîtier se déplacent l'une par rapport à l'autre, et un conducteur électrique frangible relié mécaniquement à la première partie de paroi ainsi qu'à la seconde partie de paroi, le condensateur électrique susvisé étant caracterisé par le fait que le conducteur frangible (12) passe autour d'une arête (14) en matière dure qui l'empêche de s'étendre rectilignement entre ses points immédiats de connexion mécanique de telle sorte que, lors de la dilatation du boîtier au-delà d'une limite prédéterminée, le conducteur se tende en venant en contact avec l'arête et soit coupé par cette dernière. 2. Condensateur électrique suivant la revendication 1, dans lequel le conducteur électrique frangible constitue un des conducteurs relié à l'élément doué de capacité et est relié électriquement et mécaniquement, à une de ses extrémités, à un contact extérieur se trouvant sur la première partie de paroi et, à son autre extrémité, à l'élément doué de capacité, lequel est fixe par rapport à la seconde partie de paroi, le condensateur électrique susvisé étant caractérisé par le fait que l'organe constituant ladite arête en matière dure se trouve entre la première partie de paroi (9) et l'extrémité adjacente de l'élément (1) doué de capacité. 3. Condensateur suivant les revendications 1 ou 2, caractrisé par le fait que l'arête (14) en matière dure est fixe par rapport'à la seconde partie (3) de la paroi du boîtier. 4. Condensateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la matière dure constituant l'arête (14) est un métal. 5. Condensateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la matière dure constituant 11 arête (14) est de l'acier. 6. Condensateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'arête (14) se trouve sur une plaque annulaire (15, 20) supportée directement ou indirectement par les parois du boîtier. 7. Condensateur suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que la plaque (15) est supporté par un chapeau d'extrémité (4) destiné à supporter l'élément (1) doué de capacité 8. Condensateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'élément doué de capacité est annulaire èt est maintenu en position par une broche ou colonne s'étendant vers le haut depuis le fond du boîtier, caractérisé par le fait que l'organe (23) assurant la présence de ladite arête (14) est supporté par un prolongement de ladite broche ou colonne (24).