Brevet FR2547948A1 — publié le 19841228

PROCEDE DE FABRICATION DE CONDENSATEURS PAR BOBINAGE, DANS LEQUEL ON DIMINUE LES INCLUSIONS D'AIR La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un condensateur dans lequel on bobine simultanément deux films de matière plastique métallisée puis on relie entre elles les armatures métallisées de me me parité par schoopage des flancs latéraux dudit condensateur. L'opération de bobinage de condensateurs pour fabriquer des condensateurs de type bobiné ou des condensateurs de type empilé à partir de condensateurs-meres bobinés sur une roue de grand dia mètre, s'effectue avec des machines munies de système de régulation de la tension mécanique du film. L'opération de bobinage se déroule dans l'atmosphère ambiante. Or, les épaisseurs des diélectriques utilisés ont tendance à diminuer à l'heure actuelle tandis que les vitesses d'enroulement de ces films augmentent, l'ensemble de ces mesures permettant d'augmenter la productivité.On constate alors qu'au cours de cette opératlon de bobinage, de l'air est emmagasiné entre les couches de diélectriques métallisés ce qui donne après bobinage, un élément capacitif constitué de deux diélectriques à savoir l'air et le film plastique ç l'élément capacitif ainsi formé est peu compact et hétérogène. Lorsqu'on réalise des condensateurs de type bobiné à tolérance précise sur la capacité nominale, cette présence d'air en tant que diélectrique permet difficilement de prévoir d'une manière répétitive la capacité qui sera obtenue après un certain nombre de tours de bobinage, toutes choses égales par ailleurs. I1 faudrait pour éliminer ce paramètre que les armatures et les diélectriques soient en contact intime. Pour cela, on a cherché à augmenter les tensions mécaniques que l'on fait subir aux films au cours du bobinage celles-ci sont actuellement proches des limites données par le fabriquant de films sans que l'on constate une amélioration notable. Lors de l'opération ultérieure de traitement thermique des condensateurs entrainant un léger retrait du film, on constate alors des variations de capacité suivant les condensateurs réalisés, provenant des différences de quantité d'air emmagasiné par chacun d'eux. Ces différences de capacité produisent des chutes de rendement, tres gênantes pour un fabriquant Lorsqu'on réalise des condensateurs-meres par bobinage sur une roue de grand diamètre tel que par exemple décrit dans le BF 2 011 553, l'air inclus entre les couches de films lors du bobinage entraine des différences d'homogénéité entre lesdits condensateursmères, ceux se trouvant au centre de la roue (à proximité de la jante) étant plus compacts que ceux situés à leextérieurs ce qui nécessite des systèmes de correction lorsqu'on veut réaliser des capacités de valeur précise. De plus, cette inclusion d'air limite la hauteur daempilement des films en particulier lorsque ceux-ci sont étroits et minces, cette présence d'air entrainant lleffrondrement dudit empilement. Le procédé selon l'invention permet d'éviter ces inconvénients. I1 est caractérisé en ce que l'opération de bobinage des deux films s'effectue en créant une différence de potentiel entre les surfaces métallisées des deux films de manière à créer une attraction entre lesdites surfaces permettant de diminuer les films d'air emmagasinés lors du bobinage. De préférence, ce bobinage sous tension électrique s'effectuera également sous pression réduite, c'est-àdire inférieure à la pression atmosphérique, de manière à diminuer encore la présence d'air. Bien entendu, comme le bobinage sous vide partiel n'est pas une opération très aisée, on préférera en pratique réaliser un vide partiel localisé à la zone de contact entre les films plaqués l'un contre l'autre par la tension électrique et le mandrin ou la roue de bobinage, de manière à éviter l'emprisonnement d'air en ce point précis. Le bobinage sous vide partiel peut s'effectuer toutefois de différentes manières: on peut ne placer sous vide que la partie où les films sont mis au contact l'un de Vautre, ou placer l'ensemble de la machine dans une chambre à dépression. On peut également placer l'ensemble de la machine dans une chambre à dépression associée à un système de dévidoir de films pivotants permettant d'avoir une dépression importante durant le bobinage et une alimentation en films de la machine facile et productive. On constate que ces différentes méthodes permettent de diminuer sensiblement le film d'air inclus entre les films métallisés au cours du bobinage et procure à elles seules une amélioration sensible. Toutefois, les films de matière plastique couramment utilisés pour la réalisation de condensateurs possédant une rugosité déterminée, rugosité nécessaire à leur enroulement et déroulement dans de bonnes conditions, il existe nécessairement, en utilisant uniquement la technique de dépression sous vide, des inclusions d'air dues à la rugosité de surface desdits films. C'est pourquoi, l'utilisation simultanée du placage sous tension et sous vide partiel permet d'améliorer encore les résultats obtenus. Toutefois, on a constaté en utilisant seulement cette méthode de placage sous tension des deux films, une amélioration également sensible de la précision des capacités obtenues, amélioration due à la diminution de la couche d'air entre les deux couches diélectriques métallisées, la force d'attraction existant en chaque point des films en regard l'un de l'autre permettant aux films d'épouser au mieux leurs formes respectives variables suivant la rugosité de surface. Les limites de tension entre les deux films sont de l'ordre de 300 volts par micron d'épaisseur de diélectrique. Pour un gradient de potentiel V/e de 100 volts par micron, on obtient avec des films de polytérephtalate d'éthylène métallises à l'aluminium, une force de l'ordre de 50 Newton/cm2. Dans le cas de condensateurs de type empilé tels que définis plus haut, on a remarqué qu'il était possible d'augmenter la hauteur d'empilement pour une largeur déterminée de films métallisés, les condensateurs-mères ainsi obtenus étant plus homogènes en fonction de leur position dans l'empilement. On constate également que le bobinage sur une roue métallique mise à la masse augmente encore les possibilités d'élimination de l'air dans lesdits condensateurs. Dans les différents moyens pour éliminer l'air entre les couches de films par la technique du vide, on notera également un moyen particulièrement avantageux constitué par une buse à dépression placée le plus près possible du point de contact de l'ensemble des deux films avec l'empilement disposée sur la roue, buse venant aspirer l'air se trouvant entre l'ensemble des deux films et l'empilement de manière à éliminer celui-ci. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples de réalisation suivants, donnés à titre non limitatif, conjointement avec les figures qui représentent: - la figure 1, une vue schématique d'un dispositif de bobinage sous tension selon l'invention, - la figure 2, une variante de réalisation du dispositif de la figure 1. Sur la figure 1, on a représenté une roue dé bobinage de grand diamètre 3, roue métallique reliée à la masse, sur laquelle sont bobinés de films de matière plastique métallisés de manière à former un condensateur mère de la manière décrite par exemple dans le brevet français 1 051 465, ou le brevet français 2 011 553. La face métallisée de chacun des films métallisés 1 et 2 est respectivement connectée à une source de tension V1 et V2, de manière à établir une différence de potentiel V2 - V1 entre les deux films et engendrant un placage des films l'un sur l'autre au point (C) de contact de ceux-ci sur la roue métallique de grand diamètre 3. Les flèches A et B sur la figure 1 montrent respectivement les deux endroits où se font les inclusions d'air dans les condensateurs au cours du bobinage, à savoir respectivement entre les films métallisés plaqués l'un contre l'autre par les sources de tension V1 et V2 d'une part et entre ce couple de deux films et l'empilement déjà présent sur la roue d'autre part. Sur la figure 2, les rnêmes éléments que ceux de la figure 1 portent les mêmes références. On a schématisé par la référence 4 une buse d'aspiration dont l'extrémité est placée à proximité du point de contact C des deux films sur la roue 3. Cette buse a une face inférieure arrondie épousant sensiblement la forme de la roue 3 tandis que sa face supérieure est sensiblement horizontale. On branche entre les deux lèvres définies cidessus de cette buse un système d'aspiration quelconque créant une dépression suffisante pour plaquer les deux films sur la roue et chasser ainsi l'air qui a normalement tendance à s'introduire au point A. Les opérations ultérieures de schoopage des flancs latéraux et découpage en condensateurs individuels s'effectuent de la manière décrite dans l'état de la technique. Quant à la réalisation des condensateurs de type bobiné, elle s'effectue de manière tout à fait habituelle, hormis l'étape caractéristique de l'invention. REVENDiCATIONS 1. Procédé de fabrication de condensateurs dans lequel on bobine simultanément deux films (12 2g de matière plastique métallisée, puis on relie entre elles les armatures métallisées de me me parité par schoopage des flancs latéraux dudit condensateur, caractérisé en ce que l'opération de bobinage des deux films (I, 2) s'effectue en créant une différence de potentiel (V Vg) entre les surfaces métallisées de ceux-ci de manière à créer une attraction entre lesdites surfaces permettant de diminuer les films d'air emmagasiné lors du bobinage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de bobinage s'effectue sous une pression inférieure à la pression atmosphérique. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que cette pression inférieure à la pression atmosphérique est créée au niveau du contact (C) des films sur le moyen de bobinage. 4. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mise sous tension des films métallisés (1, 2) de manière à créer une différence de potentiel (V2, V1) entre eux de manière à provoquer le placage des deux films l'un sur l'autre en vue d'éliminer l'air situé entre eux. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une buse (4) pour aspirer l'air se trouvant entre les films (1, 2) et l'empilement, au niveau du contact (C) des premiers sur le second. 6. Dispositif selon l'une des revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le support (3) de l'empilement des films métallisés (1, 2) est un support métallique connecté à la masse.