Brevet FR2460030A1 — publié le 19810116

La présente invention se rapporte aux condensateurs du type à pellicule métallisée enroulée et, plus particu- lièrement, aux condensateurs de ce type dans lesquels deux condensateurs individuels ou deux condensateurs à plaque commune sont convenablement réalisés dans un unique enroulement. Le brevet des E.U.A. no 3 921 041 décrit un conden- sateur double métallisé et son procédé de fabrication. Conformément à ce brevet, deux bandes de pellicule isolan- tes--qui sont métallisées d'un côté sont enroulées en forme sensiblement cylindrique, le côté non métallisé de chaque bande étant en contact avec le côté métallisé de l'autre. A la fin de l'enroulement d'un nombre prédéterminé de spires, selon la capacité voulue, l'enroulement est inter- rompu et une électrode est avancée contre une des couches de métal de la pellicule, une tension lui est appliquée et le processus d'enroulement se poursuit de manière à enle- ver la couche métallique en laissant subsister une région intermédiaire non métallisée ou un entrefer dans l'une des couches métallisées, la longueur de cet entrefer étant suffisante à entourer au moins une fois la section du con- densateur. A la fin de la formation de l'entrefer, l'élec- trode est enlevée et une feuille de matière isolante, par exemple de matière plastique, y est introduite et enroulée de manière qu'elle ressorte à une extrémité afin de former une barrière circulaire qui se prolonge vers l'extérieur de l'extrémité du condensateur ainsi réalisé. La barrière d'i- solation est destinée à séparer les deux plaques de chaque côté de l'entrefer et à permettre d'y effectuer lesconnexions électriques sans court-circuiterl'entrefer. Donc, les deux plaques du condensateur auquel les connexions sont faites sont tout d'abord enduites aux extrémités des conderf- sateurs ainsi réalisés d'une couche métallisée à laquelle les connexions électriques sont effectuées d'une part à l'in- térieur et d'autre part à l'extérieur de la barrière. L'en- trefer ayant une longueur lui permettant d'entourer la section du condensateur au moins une fois, la couche iso- lante doit entourer l'entrefer et doit se prolonger sur plus de deux tours pour en être capable. Bien que les con- densateurs réalisés dans cette technique soient tout à fait satisfaisants, la longueur de l'entrefer nécessaire ainsi que la quantité de matière isolante devant être in- troduite pour pouvoir entourer l'entrefer tendent à ralen- tir le processus d'enroulement et impliquent l'utilisation d'un excédent de matière, d'une part de la pellicule iso- lante métallisée et d'autre part de la feuille d'isolation néce ssaire à entourer l'entrefer. L'invention a pour objet un condensateur double enroulé qui est nouveau et perfectionné et un procédé de réalisation de ce condensateur qui exige moins de matière et qui permet un enroulement très efficace en moins de temps. Ce procédé de production d'un condensateur double à pellicule métallisée facilite l'enroulement de deux con- densateurs individuels ou de deux condensateurs à plaque commune en une unique passe. Selon un mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention, deux bandes de pellicule isolante qui sont métallisées d'un côté sont enroulées sous forme sensible- ment cylindrique, le côté non métallisé de chaque bande étant en contact avec le côté métallisé de l'autre. Le bord métallisé d'une bande est mis à découvert à une ex- trémité du cylindre formé et le bord métallisé de l'autre bande est mis à découvert à l'extrémité opposée du cylin- dre de manière à permettre d'effectuer le contact électri- que avec les plaques du condensateur ainsi formé. A la fin d'un nombre prédéterminé de tours qui est fonction de la capacité voulue, un entrefer est-réalisé sur au moins l'un des côtés métallisés de l'une des bandes isolantes. L'entre- fer peut être réalisé sur une section intermédiaire prédé- terminée de l'une des bandes avant l'enroulementou la couche métallisée peut être enlevée après enroulement d'un nombre prédéterminé de tours. Une feuille de matière iso- lante est introduite entre les bandes, cette couche iso- lante étant placée sur l'entrefer qu'elle entoure et se prolongeant vers l'extérieur de l'une des extrémités de ce dernier de manière à former une barrière circulaire de 2460030' recouvrement qui sépare les parties métallisées de chaque côté de l'entrefer. L'entrefer ainsi réalisé correspond sensiblement à moins d'un enroulement du condensateur et peut ne pas dépasser 3,2 mm, selon la tension pour la- quelle le condensateur ainsi réalisé est étalonné et selon la propreté de l'élimination de la métallisation. Après introduction de la couche isolante, l'enroulement est achevé et les bords extrêmes extérieurs de la barrière circulaire de recouvrement formés par la couche isolante sont mis en fusion. Des revêtements métalliques sont dépo- sés sur chaque extrémité des condensateurs ainsi réalisés et les connexions électriques sont effectuées avec les deux côtés de la barrière et avec l'autre extrémité du condensa- teur afin de réaliser ainsi deux condensateurs comportant une électrode commune. En réalisant des entrefers dans les deux bandes métallisées qui sont entourées par la couche isolante se prolongeant vers l'extérieur aux deux extrémités du conden- sateur ainsi réalisé, en faisant fondre les deux barrières et en revêtant chaque extrémité de métal, puis en effectuant les connexions électriques sur les deux côtés des barriè- res réalisées à chaque extrémité, deux condensateurs indé- pendants sont réalisés en un unique enroulement. Il est possible de remplacer la mise en fusion des extrémités de la barrière par une couche isolante plus large de manière à former la barrière de façon que le revê- tement métallique soit appliqué par pulvérisation sur les extrémités du condensateur, cette pulvérisation étant ef- fectuée suivant un certain angle. Ce processus empêche aussi le'pontage ou le court-circuit de l'entrefer. La quantité de matière utilisée est d'autant plus faible et les vitesses du processus d'enroulement sont d'autant plus grandes que l'entrefer qui peut être réali- sé au préalable dans les bandes déroulées ou qui peut être réalisé pendant l'enroulement est court. Par ailleurs, lorsque l'entrefer est réalisé au préalable dans le rouleau d'alimentation, il est possible de régler avec plus de pré- cision la qualité de l'entrefer ainsi que ses dimensions. L'invention va être décrite plus en détail en re- gard des dessins annexés à titre d'exemples nullement li- mitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective illus- trant schématiquement le mode d'enroulement d'un condensa- teur selon l'invention; - la figure 2 est une coupe transversale partielle à échelle agrandie d'un condensateur enroulé de la manière représentée sur la figure 1 et illustre ls séparation des plaques du condensateur et la formation d'une barrière qui les entoure; - la figure 3 est une élévation avec coupe axiale partielle du condensateur réalisé conformément à l'inven- tion et illustre la mise en fusion des extrémités de la barrière par immersion de cette dernière dans un solvant; - la figure 4 est une élévation avec coupe axiale partielle analogue à celle de la figure 3 et illustre la mise en fusion des extrémités de la barrière à l'aide d'une plaque chaude - la figure 5 est une vue en perspective d'un con- densateur achevé et conforme à l'invention - la figure 6 est un schéma électrique équivalent du condensateur de la figure 5; - - la figure 7 est une coupe transversale partielle à échelle agrandie qui illustre la mise en oeuvre du procé- dé de l'invention pour la réalisation, de deux condensateurs individuels en un unique processus d'enroulement; et - la figure 8 est le schéma électrique équivalent du-condensateur de la figure 7. La figure 1 représente un condensateur 40 en cours d'enroulement sur une broche tournante 10 d'une machine classique d'enroulement.Une pellicule isolante 12 à surface métallisée ou portant un revêtement métallique mince 14 d'un côté et se prolongeant jusqu'au bord droit de la pel- licule, dans la représentation du dessin, et s'arrêtant à courte distance de son bord gauche en laissant subsister un ruban non métallisé 16,est déroulée d'un rouleau d'alimentation 18 et dirigée sur la broche 10. Une autre pellicule isolante 20 porte une couche mince de métal 22 qui se prolonge jusque sur le bord gauche, dans la représentation du dessin, mais s'arrête à courte distance du bord droit de manière à laisser sub- sister un ruban non métallique 24 le long de ce bord. La -pellicule isolante métallisée 20 est déroulée d'un autre rouleau d'alimentation (non représenté) et passe par- dessus une électrode cylindrique de cuivre 26. Une autre électrode 28 est montée sur un bras mobile 30 de manière à pouvoir être sélectivement amenée contre la couche mé- tallisée 22 de la pellicule 20 et en être écartée. Une source d'énergie électrique 32 est connectée entre les électrodes 26 et 28. Lorsque les électrodes sont action- nées de manière que l'électrode mobile 28 soit mise en contact avec la couche métallisée 22, elles appliquent une tension à cette couche 22 de manière à éliminer le métal de la pellicule 20 afin de constituer un intervalle ou un entrefer dans cette mince couche de métal 22 afin que le condensateur 40 ainsi réalisé comporte finalement des électrodes indépendantes. La tension ne doit pas avoir une valeur bien déterminée, mais elle doit être suf- fisante pour pouvoir éliminer la couche métallisée 22 lorsqu'elle est appliquée, c'est-à-dire qu'elle doit par exemple être de 40 volts continus. Pour enrouler le condensateur double 40, dont la figure 6 représente le schéma équivalent et qui est cons- titué en réalité de deux condensateurs partageant une pla- *que commune, il faut enrouler simultanément les pellicules 12 et 20 sur la broche 10 de manière classique sur un'nom- bre de tours prédéterminé. Le nombre des tours est fonc- tion de la capacité voulue. Par exemple, lorsque la capa- cité des deux condensateurs doit être égale, il faut ini- tialement enrouler la moitié de la longueur totale de pellicule. A la fin de cet enroulement initial, un entrefer 34 est réalisé dans la mince couche de métal 22 de la pellicule 20. L'entrefer 34 forme une séparation dans la couche mince de métal 22 de manière à constituer deux électrodes telles que représentées sur le schéma équiva- lent de la figure 6. L'entrefer 34 peut être réalisé dans la couche mince de métal 22 par application de l'é- lectrode 28 contre cette couche 22 et application de la tension entre les électrodes 26 et 28. Lorsque l'entrefer 34 a été réalisé dans la couche de métal 22, l'électrode 28 est écartéede la pellicule 20. L'entrefer peut aussi être réalisé par un autre procédé d'enlèvement du métal, par exemple par brûlage au laser ou par attaque chimique. En variante de réalisation, l'entrefer 34 peut être réalisé dans la pellicule 20 telle que déroulée directement du rouleau d'alimentation. Cette variante de réalisation a l'avantage de permettre la formation et le réglage avec précision de l'entrefer lors-de la fabrication de la pelli- cule 20. Par ailleurs, ce mode de mise en oeuvre élimine la nécessité d'interrompre le processus d'enroulement pour réaliser l'entrefer 34 à l'aide des électrodes 28 et 26. Suivant une particularité importante du principe de l'invention,, indépendamment de la&méthode par laquelle l'entrefer est réalisé, ce dernier peut être très étroit et peut avoir une largeur approximative de 3,2 mm. Il est bien entendu que la dimension de l'entrefer est fonction de la tension pour laquelle le condensateur est étalonné et de la propreté avec laquelle la métallisation est en- levée. La réalisation initiale de l'entrefer est avanta- geuse à cet égard. Une feuille de matière isolante 36, par exemple *une pellicule de matière plastique, de mica, de. papier kraft texturé ou autre est introduite et enroulée entre les pellicules 12 et 20 avant l'apparition du début de l'entrefer 34 sur la pellicule 22. Cette feuille de matière isolante 36 est enroulée de manière qu'elle recouvre et entoure l'en- trefer 34 et ressorte d'au moins une extrémité du conden- sateur de manière à former une barrière circulaire de re- couvrement 38 qui sépare les parties métallisées 22 de chaque côté de l'entrefer 34. L'enroulement se poursuit ensuite et s'achève de manière classique par la découpure des pellicules 12 et 20 et l'enveloppement du condensateur achevé 40 à l'aide d'une bande convenable 35. A la fin de l'enroulement, laphase de fabrication suivante consiste à faire fondre les bords extrêmes de la barrière circulaire 38 entourant l'entrefer 34 qui se re- couvrent et qui ressortent de l'enroulement. La fusion de ces bords extrêmes est destinée à empêcher la mise en courtcircuit ou la formation d'un pont dans l'entrefer lorsque les extrémités du condensateur 40 sont métallisées pour la fixation des connexions électriques. Lorsque la feuille d'isolation 36 formant la barrière 38 est en ma- tière pouvant être ramollie par immersion dans un émollient, il est possible de faire fondre la barrière 38 en la trem- pant dans un émollient dans lequel les parties voisines de cette barrière 38 collent l'une à l'autre. Lorsque la bar- rière est en matière telle qu'un polycarbonate, elle peut être mise en fusion de la manière représentée sur la figu- re 3 par immersion de son bord extrême 36 dans un émollient 42 tel que du chlorure de méthylequi fait fondre les extré- mieés extérieures de la barrière. En variante de réalisation, telle que représentée sur la figure 4, lorsque la barrière interposée 38 est en polyester ou en matière analogue, il est possible de'la faire fondre en la mettant en contact avec une surface chauffée ou une plaque chaude 44, ou en la faisant passer sur cette surface. Les extrémités de la barrière 38 sont alors chauffées juste suffisamment pour être ramollies de façon qu'elles collent l'une à l'autre ou qu'elles fondent. Après fusion, les extrémités du condensateur 40 sont métallisées par pulvérisation de manière classique. Les extrémités de la barrière qui ont été fondues empê- chent le métal pulvérisé d'entrer dans l'entrefer et d'y provoquer un court-circuit ou un pont. En variante de réalisation, une barrière interposée 36 qui est plus large et la pulvérisation ou la métallisation déposée sur les extrémités du condensateur sous un certain angle empêchent aussi le court-circuit ou le pontage de l'entrefer 34. Les extrémités de la barrière 38 sont ensuite sectionnées et éliminées et des fils 46 et 48 sont fixés à l'intérieur et à l'extérieur de la barrière 38, un autre fil 50 étant fixé à l'autre extrémité du condensa- teur de manière à réaliser le condensateur 40 tel que représenté sur la figure 5 et dont la figure 6 illustre le schéma équivalent. Il est possible de réaliser par la même technique deux condensateurs indépendants, dont la figure 8 repré- sente le schéma équivalent, en plaçant un second entrefer 54 dans la surface métallisée 14 de la pellicule 12. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 7, une feuille de matière plastique 36 est interposée et enroulée de manière qu'elle entoure complètement les deux entrefers 34 et 54 et ressorte de chaque côté du condensateur 40 de manière à former des barrières 38 situées sur chaque côté de ce dernier. Les deux barrières ainsi disposées sont mises en fusion, les extrémités du condensateur sont revêtues de métal et des connexions électriques 46 et 48 sont effectuées de la même mani-ère que précédemment d'un côté, tandis que les connexions électriques 56 et 58 sont réalisées de l'autre côté, ces connexions étant effectuées sur les deux côtés des barrières aux deux extrémités du condensateur 40. Dans les modes de réalisation décrits, les entre- fers peuvent être réalisés au préalable et mis en place au cours du processus d'enroulement en étant directement dévidés des rouleaux d'alimentation ou ces entrefers peuvent être réalisés dans la couche métallisée au cours du-processus d'enroulement. Il faut d'autres électrodes associées à la pellicule métallisée 12 pour en enlever les parties correspondantes de la couche mince de métal 14 pour réaliser les entrefers lorsque l'enroulement est effectué dans l'appareil de la figure 1. - La possibilité d'enrouler des condensateurs dou- bles comprenant soit une plaque commune soit des plaques séparées est considérablement accrue conformément à l'in- vention par la réalisation d'un entrefer étroit entre les parties correspondantes du condensateur, le procédé de l'invention permettant de réaliser de manière simple mais efficace des condensateurs doubles ayant un faible encombrement avec économie de matière et de temps au cours du processus d'enroulement. La fusion des extrémités de la barrière réalisée à l'intérieur du condensateur ou la pulvérisation effectuée sous un certain angle par rapport au condensa- teur et la réalisation des connexions électriques sur ce dernier conformément à 1 ' invention minimisent les risques de court-circuiter les plaques du condensateur réalisées séparément. Il va de soi que l'invention n'aété décrite qu'à titre d'exemple et que diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son-domaine. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de production d'un condensateur cylin- drique métallisé double à l'aide de deux bandes de pelli- cule isolante qui sont métallisées d'un côté, un bord métallisé de l'une des bandes étant mis à découvert et un bord métallisé de l'autre bande étant mis à découvert de l'autre côté, procédé caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à: a) enrouler initialement les deux bandes (12, 20) sous une forme sensiblement cylindrique de manière que le côté non métallisé de chaque bande soit en contact avec le côté métallisé (14, 22) de l'autre jusqu'à un em- placement précédant un entrefer (34) réalisé dans au moins l'un desdits côtés métallisés (22), cet entrefer étant formé par élimination du métal d'une partie intermédiaire - de ladite bande (20), ledit entrefer étant notablement plus étroit que la longueur d'un enroulement du condensa- teur (40), b) introduire et enrouler une feuille de matiè- re isolante (36) entre lesdits bandes (12, 20), cette cou- che de matière isolante recouvrant et.entourant ledit en- trefer (34) et se prolongeant vers l'extérieur d'un côté du condensateur de manière à former une barrière circulai- re d'enveloppement (38) qui forme une séparation entre les parties métallisées qui se trouvent de chaque cOté dudit entrefer (34), c) achever l'enroulement d'une longueur prédé- terminée des deux bandes (12, 20), d) faire fondre les bords extrêmes de recouvrement (38) de ladite barrière circulaire (36) qui se prolongent vers l'extérieur de manière à enfermer ledit entrefer (34), e) revêtir de métal chaque extrémité du con- densateur ainsi réalisé, et f) établir les connexions électriques (46, 48, 50) sur les deux côtés de ladite barrière et à l'autre extrémité du condensateur. il 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste par ailleurs à réaliser un entrefer (34, 54) sur le côté métallisé de chacune desdites bandes, à enrouler ladite couche isolante (36) de manière qu'elle entoure lesdits entrefers et qu'elle ressorte des deux extrémités du condensateur de manière à former des barriè- res circulaires d'enveloppement qui séparent les parties métallisées situées de chaque côté de chacun des entre- fers, ces barrières se prolongeant sur les extrémités op- posées dudit condensateur, à faire fondre le rebord extrê- me d'enveloppement de ces barrières circulaires qui res- sort du condensateur et à effectuer les connexions élec- triques (46, 56, 48, 58) sur les deux côtés desdites bar- rières de chaque côté du condensateur de manière à réaliser deux condensateurs indépendants. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser ledit entrefer avant que les bandes soient enroulées sur le condensateur. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser ledit entrefer pendant l'enroulement par mise en contact d'une électrode (28) sous tension avec ladite couche métallisée (22) et à déplacer la bande correspondante (20) dans laquelle l'en- trefer (34) est ainsi réalisé. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite barrière circulaire (38) su- bit la fusion par mise en contact avec une surface chauf- fée (44). 6. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite barrière circulaire (38) est mise en fusion par immersion dans uin émollient (42). 7. Procédé selon l'une des revendications 1 ét 2, caractérisé en ce qu'il consiste à sectionner et à enlever les extrémités fondues de ladite barrière avant d'effectuer lesdites connexions électriques (46, 48, 50). 8. Procédé de réalisation d'un condensateur cylin- drique métallisé double à l'aide de deux bandes de pelli- cule isolante qui sont métallisées d'un côté, un bord métallisé d'une bande étant mis à découvert et un bord mé- tallisé étant mis à découvert sur l'autre bande de l'autre cOté, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à a) enrouler initialement les deux bandes (12, 20) sous une forme sensiblement cylindrique (40) de maniè- re que le côté non métallisé de chaque bande soit en con- tact avec le côté métallisé (14, 22) de l'autre bande, l'enroulement étant effectué jusqu'à un point précédant un entrefer (34) d'au moins l'un desdits côtés métallisés (22), cet entrefer étant réalisé par enlèvement-du métal sur une partie intermédiaire de ladite bande (20), cet entrefer ayant une largeur sensiblement moindre que la longueur d'une spire du condensateur (40), b) introduire et enrouler une couche de matière isolante (36) entre les bandes (12, 20), ladite couche isolante (36) recouvrant et entourant ledit entrefer (34) et ressortant d'une extrémité du condensateur de manière à former une barrière circulaire allongée d'enveloppement (38) qui sépare les parties métallisées de chaque côté dudit entrefer (34), c) achever l'enroulement des deux bandes sur une longueur prédéterminée, d) revêtir de métal l'extrémité du condensa- teur qui comporte la barrière par pulvérisation sous un certain angle par rapport à cette barrière afin d'éviter le court-circuit de l'entrefer, e) revêtir de métal l'autre extrémité du con- densateur, et f) établir les connexions électriques (46, 48, 50) su'r les deux côtés de la barrière et sur l'autre côté du condensateur. 9. Condensateur enroulé cylindrique double formé de parties prédéterminées qui -sont formées par enroulement de deux longueurs de pellicule isolante métallisée de manière à-former deux couches de métal séparées par une couche isolante, caractérisé en ce qu'au moins une desdites couches de métal (22) comprend un entrefer (34) dans une partie intermédiaire prédéterminée, cet entrefer ayant une longueur qui est notablement moindre que celle d'une spire complète du condensateur, une feuille isolante (36) entourant complètement cet entrefer et recouvrant chaque côté de ce dernier, ladite feuille isolante séparant les deux couches de métal sur les côtés opposés de l'entrefer et ressortant du condensateur sur au moins un côté de ma- nière à former une barrière circulaire séparant ladite couche de métal (22) de chaque côté de l'entrefer (34), des éléments de connexion établissant séparément le con- tact électrique avec la couche métallique (22) située à l'intérieur de la barrière et avec la couche métallique (22) située à l'extérieur de la barrièreet un élément de connexion établissant le contact électrique avec l'au- tre couche de métal (14) à l'autre extrémité du condensa- teur. 10. Condensateur double selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend un entrefer (34, 54) dans une partie intermédiaire prédéterminée de chacune des deux couches de métal (14, 22), ladite feuille iso- lante (36) enveloppant entièrement lesdits entrefers et ressortant sur les extrémités opposées des condensateurs de manière à constituer une barrière circulaire (38) de chaque côté de chaque entrefer, des éléments de connexion (46, 48, 56, 58) établissant séparément le contact élec- trique avec lesdites couches métalliques d'une part du côté intérieur et d'autre part du côté extérieur de ladite barrière aux deux extrémités du condensateur.