Brevet FR2545844A1 — publié le 19841116

La présente invention se rapporte à un dispositif pour la formation, par électrodéposition, d'un revêtement électriquement isolant comprenant une substance comme du mica sur un corps électriquement conducteur tel qu'une bobine d'une machine électrique rotative. Des peintures électriquement isolantes contenant du mica pour une utilisation pour l'électrodéposition comprennent généralement des particules colloïdales d'une résine ayant un fort poids moléculaire et des morceaux de mica dispersés dans l'eau. Dans un champ électrique, les particules colloïdales et le mica se trouvent chargés négativement. Si un objet conducteur comme une bobine d'une machine électrique rotative forme l'anode dans un bas d'électrodéposition comprenant une telle peinture, le mica et les particules colloïdales émigrent vers l'objet et s'y attachent, formant un revêtement isolant. Les morceaux de mica qui sont en suspension dans la peintured1électrodéposition ont tendance à sombrer par la force de la gravité. En conséquence, un certain moyen doit être employé dans des dispositifs d'électrodéposition pour empêcher les morceaux de mica de sombrer au fond du réservoir d'électrodéposition afin de pouvoir obtenir une distribution uniforme du mica dans le bain. Les moyens usuels employés sont des mélangeurs qui agitent la peinture d'électrodéposition, et des pompes qui produisent un écoulement de la peinture d'électrodéposition. La figure 1 montre un type d'un dispositif d'électrodéposition couramment utilisé, pour une utilisation avec une peinture d'électrodéposition contenant du mica. Sur la figure, le chiffre 1 désigne un réservoir d'électrodéposition contenant une peinture d'électrodéposition 2 comprenant des particules colloïdales d'une résine ayant un fort poids moléculaire et des morceaux de mica 4 Le chiffre 5 est un objet électriquement conducteur à enduire d'un revêtement électriquement isolant. Dans le cas présent, l'objet 5 est une bobine d'une machine électrique rotative. L'objet 5 est électriquement connecté à l'anode d'une source d'alimentation en courant continu 6. Ainsi, quand l'objet 5 est immergé dans la peinture d'électrodéposition 2, les particules colloïdales 3 et les morceaux de mica 4 sont électriquement attie vers lui.Le chiffre 7 représente des orifices latéraux d'entrée, 8 est un orifice d'entrée au fond et 9 représente des orifices latéraux de sortie , tous étant connectés à une pompe de circulation (non représentée sur le dessin). La pompe de circulation force la peinture 2 a s 'écouler dans le réservoir 1 par les orifices d'entrée 7 et 8 puis à sortir du réservoir par les orifices de sortie 9 dans les directions indiquées par les flèches. Les morceaux de mica 4 sont entrainés avec cet écoulement et ne peuvent se déposer au fond du réservoir. Tandis que ce type de dispositif d'élecbxdeposition permet d'atteindre une distribution uniforme du mica 4 à travers toute la peinture 2, il présente l'inconvénient qu'une vitesse considérable d'écoulement des orifices d'entrée 7 et 8 à l'orifice de sortie 9 est nécessaire pour empêcher le mica 4 de se déposer. Cet écoulement est important en direction horizontale. Du fait de la forte vitesse d'écoulement,les surfaces de l'objet 5 qui sont tournées vers l'amont (c'est-à-dire vers les orifices d'entrée 7) sont enduites bien plus rapidement que les surfaces tournées vers l'aval (c'est-à-dire vers les orifices de sortie 9). Afin d'obtenir un revêtement uniforme, l'orientation de l'objet 5 doit être inversée à laitoitié bu processus d'électrodéposition.En effet, les surfaces qui étaient tournées vers l'aval sont forcées à faire face vers l'amont et inversement. Un dispositif (non représenté sur le dessin) doit être employé pour accomplir ce changement d'orientation, ce qui augmente le prix et la complexité du dispositif d'électrodéposition. Une forte vitesse d'écoulement a également pour résultat un revêtement non uniforme, certaines parties du revêtement ayant un pourcentage pondéral bien plus élevé de mica que d'autres parties, le pourcentage pondéral moyen du mica étant plus faible que celui souhaitable. Cette variation de la teneur en mica a pour résultat de mauvaises caractéristiques d'isolement dans des conditions de haute température et haute tension. La présente invention a pour objet un dispositif pour l'électrodéposition d'un revêtement électriquement isolant rendant inutilele changement de l'orientation de l'objet à enduire pendant leproeessus d'électrodéposition. La présente invention a pour objet un dispositif pour l'électrodéposition de revêtements électriquement isolants qui produise un revêtement isolant uniforme que l'on ne peut obtenir en utilisant les dispositifs actuellement existantS La présente invention a pour autre objet un dispositif pour l'électrodéposition de revêtements électriquement isolants permettant de produire un revêtement ayant une forte teneur en mica. Dans le dispositif d'électrodéposition selon l'invention, une peinture d'électrodéposition est forcée à s'écouler lentement et continuellement du sommet au fond d'un réservoir d'électrodéposition plutôt que d'un côté du réservoir à l'autre . Comme l'écoulement est vertical , la vitesse d'écoulement peut être bien plus faible que dans des dispositifs utilisant un écoulement d'un côté àl'autre, et l'électrodéposition n'a pas tendance a'avoir lieu plus rapidement sur les surfaces tournées vers l'amont que sur les surfaces tournées vers liaval de l'objet à enduire. Le dispositif d'électrodéposition selon l'invention comprend un réservoir d'électrodéposition ayant des côtés effilés, une source d'alimentation en courant continu électriquement connectée à l'article à enduire d'un revêtement électriquement isolant, un moyen produisant un écoulement pour forcer la peinture d'électrodéposition à s'écouler lentement et continuellement du sommet au fond du réservoir, un moyen pour amener de la peinture fraîche d'électrodéposition dans le réservoir, et un moyen pour maintenir la surface de la peinture dans le réservoir à un niveau constant. L'invention sera mieux comprise, et-d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels:: - la figure 1 est une vue en élévation en coupe transversale schématique d'un type actuellement existant dè dispositif d'électrodéposition; la figure 2 est une vue en perspective partielle d'un mode de réalisation d'un dispositif d'électrodéposition selon l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe transversale schématique en élévation du mode de réalisation illustré sur la figure 2; - la figure 4 est un graphique du pourcentage pondéral de mica dans un revêtement électriquement isolant, sur l'axe des ordonndes,en divers emplacements, sur l'axe des abscisses, d'une bobine d'une machine électrique rotative avec le revêtement isolant produit en utilisant un dispositif d'électrodéposition du type illustré sur la figure 1 ; et - la figure 5 est un-graphique semblable à la figure 4 pour une bobine enduite en utilisant le dispositif d'électrodéposition selon l'invention. On décrira ci-après un mode de réalisation d'un dispositif pour ltélectrodéposition de revêtements électriquement isolants selon la présente invention, en se référant aux figures 2 et 3 qui montrent une vue en perspective partielle et une vue en élévation en coupe transversale schématique respectivement, de ce mode de réalisation. Sur ces figures des chiffres de référence identiques à ceux utilisés sur la figure 1 indiquent des pièces identiques ou correspondantes. Le chiffre de référence 10 indique un réservoir d'électrodéposition ayant des côtés effilés afin que l'aire en coupe transversale du réservoir 10 soit la plus petite en son fond. Le réservoir 10 est rempli d'une peinture d'électrodéposition 2 qui comprend des particules colloïdales 3 d'une résine ayant un fort poids moléculaire et des morceaux de mica 4. Le chiffre 11 est un orifice de sortie d'écoulement formé au fond du réservoir, et le chiffre 14 représente des tubulures d'entrée d'écoulement qui sont disposées au sommet du réservoir à la surface de la peinture 2. Le chiffre 12 est une pompe de circulation qui est connectée à l'orifice de sortie 11 ainsi qu'aux tubulures d'entrées14. Entre la pompe 12 et les tubulures 14 est prévue une soupape régulatrice d'écoulement 13, grâce à laquelle l'écoulement à travers les tubulures d'entrée 14 peut être contrôlé. La pompe 12, la soupape régulatrice 13 et les tubulures d'entrée 14 forment ensemble un moyen producteur d'écoulement pour forcer la peinture 2 à s 'écouler du sommet au fond du réservoir 10. Le chiffre de référence 15 désigne un tube de débordement qui est rigidement fixé au côté du réservoir 10. Ce tube de débordement 15 sert de moyen pour maintenir la surface de la peinture 2 à un niveau constant. Le chiffre 16 est un réservoir contenant de la peinture fraiche 2 à amener au réservoir 10 tandis que les particules colloïdales 3 et le mica 4 dans le réservoir 10 s'épuisent. Le chiffre 17 est une pompe d'alimentation en peinture qui est connecte au réservoir 16, 19 est un tube d'entrée d'écoulement se vidant dans le réservoir 10 et 18 est une soupape régulatrice d'écoulement d'alimentation en peinture reliant le tube d'entrée d'écoulement 19 à la pompe 17, que l'on utilise pour contrôler l'écoulement à travers le tube 19. Le réservoir 16, la pompe 17, la soupape 18 et le tube 19 forment ensemble un moyen pour amener de la peinture d'électrodéposition 2 dans le réservoir 10. Quand la pompe 12 fonctionne, la peinture 2 sort du réservoir 10, par la pompe 12 puis retombe dans le réservoir 10 par les tubulures 14 à un débit constant de l m3/minute. Ce débit peut être réglé en contrôlant la pompe 12 et la soupape régulatrice d'écoulement 13. Si l'aire en coupe transversale moyenne du réservoir 10 est s, alors la vitesse d'écoulement vers le bas de la peinture 2, du sommet au fond du réservoir 10,est V1 = 1/s. Les côtés du réservoir 10 sont effilés de façon que les morceaux de mica ne puissent s'accumuler au fond du réservoir mais retournent dans le pompe 12 par l'orifice de sortie 11 pour une recirculation au sommet du réservoir 10. En des temps appropriés,de la peinture fraîche 2 est amenée au réservoir 10 en provenance du réservoir 16 par la pompe 17. La surface de la peinture 2 dans le réservoir 10 est maintenue à un niveau constant par le tube de débordement 15. Les morceaux de mica 4 en suspension dans la peinture 2 sont des grains extrêmement fins ayant tout au plus un diamètre de 0,5 mm et un rapport d'aspect (longueur moyenne x largeur moyenne/épaisseur moyenne) d'environ 1000. S'il n'y a pas d'agitation de la peinture 2 tendant à empêcher les morceaux de mica 4 de sombrer, ils se déposent au fond du réservoir 10 en un temps compris entre plusieurs secondes et plusieurs heures, selon le morceau, mais à une vitesse moyenne relative à la peinture 2 de v2 mètres/minute . Ainsi, si la peinture 2 elle-même s'écoule vers le bas à une vitesse moyenne de v1, la vitesse moyenne absolue des morceaux de mica 4 est v3 = V1 + V2.Cette vitesse absolue v3 peut être maintenue à un niveau très faible (moins de 1 mètre par minute) afin quun écoulement lent et constant de morceaux de mica 4 passe; par l'objet 5 à enduire. Comme a vitesse d'écoulement v3 vers le bas est extrêmement faible, les surfaces de l'objet 5 tournées vers l'amont (c'est-à-dire vers le haut) n'ont pas tendance à être enduite plus rapidement que les surfaces tournées vers l'aval (c'est-à-dire vers le bas). Par conséquent, il n'est pas nécessaire d'inverser l'orientation de l'objet 5 au milieu du processus d'électrodéposition. Un dispositif d'électrodéposition selon la présente invention est ainsi plus simple et meilleur-marché qu-lun dispositif: convention- nel du type représenté sur la figure 1. De plus, la faible vitesse d'écoulement utilisée dans le dispositif d'électrodéposition selon l'invention produit un revêtement électriquement isolant d'une plus grande uniformité et ayant une plus forte teneur en mica que ne le fait un dispositif conventionnel d'électrodéposition. On peut voir cela sur les figures 4 et 5 qui montrent le pourcentage pondéral du mica dans un revêtement isolanten divers emplacements sur des bobines pour machines électriques rotatives, les bobines étant enduites par électrodéposition en utilisant un dispositif conventionnel (figure 4) et un dispositif selon l'invention (figure 5). Le pourcentage pondéral de mica (le rapport du poids de mica dans le revêtement au poids total du revêtement à cet emplacement) sur la figure 4 varie de 65 à 90% tandis que celui montré sur la figure 5 est compris entre 80% et 90%. Ainsi, non seulement le revêtement produit par la présente invention est plus uniforme, mais la teneur moyenne en mica est plus élevée. Comme le dispositif d'électrodéposition selon l'invention produit un revêtement contenant du mica, une substance inorganique, la présente invention est particulièrement appropriée pour une utilisation dans la fabrication d'isolements de classe H et de classe C, pour des usages à haut température et haute tension. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour l'électrodéposition d'un revêtement électriquement isolant sur une pièce électriquement conductrice caractérisé en ce qu'il comprend - un réservoir (10); - une source d'alimentation en courant continu (6) électriquement connectée à la pièce électriquement conductrice à enduired'unrevêtement électriquement isolant; - un moyen producteur d'écoulement (12, 13, 14) pour forcer une peinture d'électrodéposition à s'écouler lentement et continuellement du sommet au fond dudit réservoir. 2. Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que les côtés du réservoir précité sont effilés. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le moyen producteur d'écoulement précité comprend une pompe de circulation (12) dont l'extrémité d'entrée est connectée au fond du réservoir précité, une soupape régulatrice d'écoulement (13) connectée à l'extrémité de sortie de ladite pompe et une tubulure de sortie (14) connectée à ladite soupape et disposée à la surface de la peinture d 'électrodéposition (2). 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comprend de plus un moyen (16, 17, 18, 19) pour amener de la peinture d'électrodéposition dans le réservoir précité. 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comprend de plus un moyen (15) pour maintenir la surface de la peinture d'électrodéposition précitée dans le réservoir précité à un niveau constant.