Brevet FR2548823A1 — publié le 19850111

__ __ __ _ __ i PROCEDE DE FABRICATION D'UN CONDENSATEUR FEUILLETE La présente invention concerne un procédé de fabrication de condensateurs feuilletés constitués d'un empilement de couches de diélectriques séparées par des couches métalliques ou armatures, celles de rangs pair et impair étant respectivement destinées a être 5 reliées entre elles par des connexions électriques latérales Elle concerne plus particulièrement la réalisatson de condensateurs mères obtenus par bobinage sur une roue de grand diamètre de films diélectriques métallisés, chaque condensateur mère étant séparé des condensateurs mères suivants par une couche séparatrice et/ou 10 intercalaire Chaque condensateur mère peut être ensuite, si cela est nécessaire, découpé en condensateurs individuels de dimensions plus réduites Ils peuvent être dans d'autres cas, utilisés tel quel. Une telle technique de réalisation de condensateurs mères et de condensateurs individuels obtenus par découpage de ces conden15 sateurs mères est décrite dans le brevet français 2 011 553 Elle consiste à bobiner simultanément deux films diélectriques métallisés décalés latéralement l'un par rapport à l'autre de manière a réaliser un premier empilement sur la jante d'une roue de grand diamètre. Une couche intercalaire de largeur supérieure à la largeur du 20 condensateur mère ainsi formé est alors introduite sur celui-ci de la manière décrite par exemple dans la demande allemande 2 424 368, le bobinage d'un second condensateur mère s'effectuant ensuite sur la couche intercalaire, sans nécessiter de couper les films diélectriques métallisés Un tel procédé de réalisation de condensateurs 25 présente de nombreuses variantes telles que celles décrites dans les deux brevets précités Il est également possible de réaliser l'empilage des films diélectriques sur une surface plane tel que décrit dans les brevets français 879 280 ou 903 040 Quel que soit le procédé d'empilage utilisé, il est également utile d'utiliser des couches intercalaires permettant le schoopage simultané des flancs latéraux de tous les condensateurs mères et facilitant leur séparation après schoopage. Si ce procédé ne présente pas de difficultés lorsqu'on utilise 5 des films diélectriques et métalliques assez larges, on constate que pour des films relativement étroits, il devient nécessaire de limiter la hauteur de l'empilement des condensateurs mères, sinon l'empilement se couche à droite ou à gauche par rapport à la roue, ce couchage pouvant se produire aux différentes étapes du procédé de 10 fabrication. La limitation de la hauteur des différents empilements ou de l'ensemble des empilements sur chaque roue réduit considérablement l'intérêt que peut présenter un tel procédé lorsqu'on l'utilise avec des films de faible largeur de l'ordre de quelques millimètres On 15 constate en pratique que si l'on utilise des films de l'ordre de I cm de largeur, on peut réaliser une pluralité d'empilements sur une hauteur de l'ordre de 10 cm Par contre lorsqu'on utilise des films de 5 mm de largeur, la hauteur de l'empilement est limitée à 2 cm environ. L'invention permet de résoudre le problème posé d'une manière simple et efficace Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que: a on réalise N condensateurs mères côte à cote sur un même support, de manière connue en soi, b on dépose un intercalaire commun sur les N condensateurs mères, c on réalise sur cet intercalaire commun un nouvel ensemble de N condensateurs mères côte à côte dont les bords sont sensiblement alignés sur ceux de l'étage précédent dans la même pile, d on réalise ainsi successivement m étages de N condensateurs mères, e on schoope globalement les deux flancs latéraux adéquats de l'ensemble, f on sépare, parallèlement aux flancs latéraux schoopés, entre deux empilements successifs de condensateurs mères, de manière à créer deux ensembles de condensateurs mères comportant un flanc latéral revêtu de métal de schoopage et un flanc latéral non schoopé, g on schoope l'autre flanc latéral de chaque ensemble, h on recommence les étapes f et g si nécessaire, de manière à obtenir N ensembles de m condensateurs-mères dont les deux flancs latéraux adéquats sont schoopés, i on sépare les condensateurs-mères les uns des autres. La réalisation de condensateurs individuels à partir des condensateursrneres est alors effectuée de manière connue en soi. L'étape de séparation entre deub: empilements peut s'effectuer de différentes manières: 1 On peut schooper latéralement les deux flancs adéquats, séparer entre les empilements N et n-l; schooper les deux flanes latéraux ainsi créés, recommencer la même opération entre les empilements n-I et n-2, etc 2 Lorsque N est pair, on peut effectuer la séparation entre les 20 erpilements I e 2 d'une parts N et n-1 d"autre part, schooper les quatre flancs latere,: u ainsi crees, etc Cette façon de procéder est plus intéressante industriel Iemenm lorsque les condensateurs ont été bobinés sur une roue qui est mise ern rotation en cours de schoopage, la durée des opérations de amute tion aint ansi diminuée. On a constaté dans le procédé décrit ci-dessus que la présence d'un intercalaire commun permettait d'obtenir une plus grande stabilité de lensemble au cours du bobinage et d'atteindre ainsi à nouveau les mêmes hauteurs d'empilements que pour les condensateurs réalisés avec des films de grande largeur On constate 30 également que lors de la séparation parallèlement aux flancs latéraux schoopés (étape f), la présence du schoopage sur l'un des flancs de l'ensemble permet d'éviter l'affaissement dudit ensemble malgré la faible largeur du f ilrn et la grande hauteur de l'ensemble Il suffit ensuite d'assurer normalement le schoopage de l'autre flanc pour 35 amener un maintien définitif. Bien entendu, les deux alternatives de l'étape f citées cidessus peuvent être combinées Par exemple, lorsque l'on a un nombre impair de condensateurs mères bobinés côte à côte (n impair), on peut comme dans la deuxième alternative, séparer 5 simultanément les ensembles d'empilements externes de cet ensemble de m x N condensateurs mères jusqu'à l'obtention de trois condensateurs mères cote à côte auquel cas on applique alors la première alternative. L'intercalaire commun utilisé dans le procédé selon l'invention 10 doit être séparable en une pluralité d'intercalaires au cours de l'étape f du procédé Dans ce but, cet intercalaire sera de préférence un film de matière plastique de rigidité suffisante, découpable à la scie, a l'aide d'un fil chaud, un faisceau laser, etc ou déjà prédécoupé par une série d'entailles successives sous forme de 15 pointillés de manière à faciliter la séparation Cet intercalaire peut également être un film métallique découpable à la scie ou prédécoupé comme ci-dessus. La distance séparant chaque condensateur mère (mi, ni) d'un empilement, du condensateur le plus proche de l'empilement voisin 20 (mi, ni+ 1 ou ni 1) sera de préférence suffisante pour qu'après séparation de deux ensembles adjacents, les intercalaires débordent suffisamment pour jouer le rôle de couches intercalaires après schoopage des flancs latéraux adéquats Toutefois, il est possible également de les positionner suffisamment près les uns des autres 25 pour permettre uniquement le passage du moyen de découpe entre deux empilements verticaux de m condensateurs-mères superposés, la fonction essentielle de l'intercalaire commun étant d'être commun en cours de bobinage et jusqu'au schoopage d'un flanc latéral assurant une stabilité suffisante à un ensemble de m conden30 sateursmères. L'empilage des films s'effectuera par bobinage sur une roue de grand diamètre de manière connue en soi De préférence, on réalisera un bobinage simultané des N condensateurs mères de chaque étage Bien entendu, il est préférable pour des questions de stabilité, que chacun des N empilements disposés côte à côte entre deux intercalaires successifs ait sensiblement la même hauteur, c'est-à-dire en pratique que l'on bobine simultanément le même nombre de tours pour chaque empilement. s Pour réaliser de manière simple, efficace et économique le procédé décrit ci-dessus, on utilisera de préférence une roue de grand diamètre équipée d'une pluralité de jantes (n-I jantes séparables lème J de la nime solidaire de la roue) Chaque jante est par exemple fixée à la précédente de manière à permettre un démontage aisé La 10 largeur de chaque jante est supérieure à la largeur des films à bobiner pour réaliser les condensateurs mères et supérieure ou egale à chaque intercalaire après séparation de l'intercalaire comnmun. Autrement dit, la somme de la largeur des jantes est sensiblement égale à la largeur de l'intercalaire commun. Bien entendu, on peut bobiner côte à cote des films de différentes largeurs et faire ainsi simultanément des condensateurs mères plus larges que d'autres Il suffit pour cela d'adapter la largeur des jantes et celle des condensateurs à réaliser, selon les indications données ci-dessus. 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 en coupe illustrant le procédé de l'art antérieur, les figures 2 à 5, les différentes étapes du procédé selon l'invention dans le cas simplifié de deux ensembles de condensateurs mères bobinés côte à cote, la figure 6, une vue en coupe simplifiée d'une roue multijantes permettant de bobiner simultanément une pluralité de con30 densateurs mères. Sur la figure 1, est représentée, schématiquement en coupe, une vue partielle d'un ensemble d'empilements de condensateurs mères selon l'art antérieur Une roue I de grand diamètre supporte sur sa jante une pluralité de condensateurs mères 2 séparés entre eux par des intercalaires 3 de largeur supérieure à la largeur des condensateurs mères 2, de manière à permettre au cours de l'étape suivante de schoopage de l'ensemble des condensateurs mères ainsi superposés le débordement desdits intercalaires de manière à faci5 liter la séparation des condensateurs mères 2 après schoopage Une telle technique est décrite dans l'art antérieur en particulier dans les brevets précités On remarque sur cette figure l'inconvénient de ce procédé à savoir l'instabilité de l'empilement lorsque la largeur des condensateurs mères 2 est faible, ce qui limite nécessairement 10 le nombre de condensateurs mères superposés afin d'éviter la chute de l'ensemble avant la fin de l'opération de schoopage. Sur les figures 2 à 5, sont représentées les différentes étapes du procédé selon l'invention, illustrées schématiquement avec deux ensembles d'empilements cote à côte. Deux supports jointifs 10 et 11 (par exemple deux roues A et B situées côte à côte ou une roue sur laquelle serait fixée une jante 11) reçoivent chacun une pluralité d'empilements respectivement 13 et 12 (m empilements 12 et 13 en hauteur), chaque ensemble de deux empilements (n = 2 dans le cas présent) étant muni d'un intercalaire 20 commun 14 qui déborde légèrement de part et d'autre respectivement du bord gauche de l'empilement 13 et du bord droit de l'empilement 12 sur la figure Le débord aura une valeur sensiblement de l'ordre de d, cette valeur permettant à l'intercalaire 14 de remplir également une fonction de séparation après schoopage Les 25 ensembles d'empilements 13 et 12 sont séparés d'une distance de l'ordre de 2 d l'un de l'autre, et sont disposés de manière sensiblement symétrique par rapport à l'axe AA le long duquel les deux supports A et B sont jointifs Bien entendu, si le mode de séparation de l'intercalaire selon la ligne AA comme on le verra ci-après 30 entraîne au cours de cette opération la disparition d'une bonne partie de l'épaisseur 2 d, on devra éventuellement tenir compte de ceci en rajoutant ladite épaisseur à la dimension 2 d pour permettre à l'intercalaire de remplir également ladite fonction. g 548823 - Sur la figure 2, les empilements 12 et 13 sont réalisés par bobinage simultané respectivement de deux films diélectriques métallisés possédant une marge latérale métallisée comme cela se pratique couramment dans l'art antérieur La hauteur des empilements est la même, la largeur de chacune des jantes 10 et 11 comparativement à celle du film n'a pas d'importance dans le cas de deux condensateurs, seule étant importante la position sensiblement symétrique (mais non nécessaire) de l'ensemble par rapport à l'axe AA. Sur la figure 3, est représentée l'étape suivante du procédé selon l'invention, étape au cours de liaqiuelle onr schoope les flancs latéraux de l'ensemble des empilements 12 et 13, formant ainsi des connexions latérales de schoopage respectivement 15 et 16 sur les flancs latéraux de chaque condensateur mère Après schoopage, les 15 intercalaires 14 dépassent encore légèrement dudit schoopage en des points tels que 17 Ce schoopage est réalisé de manière connue en soi à l'aide de pistolets de schoopage respectivement 18 et 19 déplacés de manière relative, simultanément ou séquentiellement devant chacun des flancs latéraux à schooper. Sur la figure 4, est représentée schématiquement l'étape de découpage de l'ensemble des emplements Ce découpage s'effectue de la maniere indiquée ci-dessus suivant le type d'intercalaire l' uilisé Ce decoupage doit s'effectuer sensiblement le long de l'axe AA pour que chaque intercalaire J après séparation le long de AA -5 pu'sse également remplir sa fonction de sépearat-ion Bien entendu, ceci encore une lois ne serait pas nécessaire dans le cas de deux empilements côte à côte tels que représentés sur ces figures, dans le cas ou iesdii:s empilements sereaient situés à une distance supérieure a la distance 2 d, l'essentiel (selon un mode préférentiel de réali30 sation de J'invention) étant qu'après découpage des intercalaires, chaque intercalaire déborde par rapport aux flancs latéraux des condensateurs mères d'une distance d'au moins d (en considérant que la distance d est la distance minimale nécessaire pour que l'intercalahre après schoopage puisse perjmettre la séparation aisée des g condensateurs mères Cette distance dépend bien entendu notamment des conditions de schoopage). Sur la figure 5, les deux supports 10 et 11 ont été séparés l'un de l'autre par exemple la roue 10 d'un côté et la jante 11 de l'autre, 5 chaque support A et B supportant un ensemble d'empilements 13 séparés par des intercalaires ou portions d'intercalaires 14 Ces empilements, de hauteur beaucoup plus grande que celle de la figure 1 bien que les condensateurs mères aient une section identique, se maintiennent en équilibre du fait de la présence d'une couche de 10 schoopage ( 15, 16) sur l'un de leurs flancs latéraux La dernière opération du procédé selon l'invention consiste donc à réaliser un schoopage des flancs latéraux non encore schoopés de ces empilements à l'aide des pistolets de schoopage 20 et 21, réalisant ainsi des couches de schoopage 23 et 22 A ce stade du procédé, on se 15 retrouve dans les mêmes conditions que dans l'art antérieur, et la séparation des condensateurs mères des uns des autres ainsi que la découpe éventuelle en condensateurs individuels peut s'effectuer de manière bien connue de l'homme de métier. Sur la figure 6, est représentée une vue en coupe schématique 20 de N x m empilements disposés côte à côte, chaque ensemble de m empilements étant réalisé sur une jante fixée à la précédente Dans cet exemple, on montre la réalisation de condensateurs mères ayant la même largeur comme expliqué ci-avant, la réalisation de condensateurs de largeurs différentes se déduisant aisément de cet exem25 pie Une roue 40 tournant autour dun axe 41 supporte une pluralité de jantes 42, 43, 44, etc 45, sur la partie droite de la figure, et 46, 47, etc 48, sur la partie gauche de celle-ci On a ainsi, par exemple, n/2 I jante sur la partie gauche de la roue 40 fixée à celle-ci, et n/2 jante fixée sur la partie droite de la roue 40 Chaque 30 jante est par exemple fixée à l'aide de plusieurs vis (une seule représentée sur la figure) à la jante précédente, telles que les vis 50 qui fixent la jante 42 à la roue 40, 51 fixant la jante 43 à la jante 43, 52 fixant la jante 44 à la jante 43, etc ou 53 fixant la jante 46 à la roue 40, 54 fixant la jante 47 à la jante 46, etc Chaque jante a ici une largeur identique et identique à celle de la roue qui sera appelée j dans toute la suite de l'exposé Sur chacune de ces jantes sont bobinés simultanément des condensateurs mères tels que 60, 61, 62, etc 63, etc 64, 65, 66, etc 67 Après bobinage du nombre de 5 tours simultanés du nombre de tours voulus, on introduit un intercalaire commun 70 au-dessus de l'ensemble de ces condensateurs mères L'opération continue ensuite de la manière indiquée ci-dessus jusqu'à l'obtention de m étages dans chaque empilement On notera que chaque empilement a une largeur sensiblement égale de l'ordre 10 de 1, laissant une distance d suffisante pour permettre à l'intercalaire après découpage de remplir sa fonction Bien entendu, il est nécessaire dans le cas présent de réaliser un repérage des flancs latéraux des films en cours de bobinage de manière à les aligner entre eux sensiblement de la même façon quel que soit l'étage rn 15 considéré Ceci se fait de manière connue en soi de la même manière que dans l'art antérieur, o le problème est le même On réalise ensuite le schoopage des flancs extérieurs de l'ensemble comme décrit précédemment puis on sépare les jantes 45 et 48 de l'ensemble Les flancs non schoopés des empilements situés sur ces 20 deux jantes 45 et 48 sont alors schoopés et les condensateurs séparés de manière connue en soi, tandis qu'on effectue également le schoopage des flancs non schoopés des n-2 ensemble de m condensateurs mères restant solidaires de la roue 40, et ainsi de suite jusqu'à l'obtention d'un ensemble de deux condensateurs sur la roue 25 40 auquel cas on procède comme sur les figures 2 à 5. Bien entendu> dans l'exemple ci-dessus, on a supposé que n était un nombre pair comme expliqué ci-avant, si N est un nombre impair (soit 2 p+ l), d'une part, on place p jantes d'un côté de la roue et p jantes de l'autre côté de la roue, et d'aute part, on procède 30 comme précédemment jusqu'à l'obtention de 3 ensembles de m condensateurs mères sur 3 jantes successives On procède ensuite à la découpe selon l'axe AA de manière à ne laisser que d'un côté un ensemble de m condensateurs mères superposes avec un flanc latéral schoopé dont on schoope l'autre côté, et un ensemble de 2 m condensateurs mères avec un flanc latéral schoopé dont on schoope le second côté et l'on procède ensuite comme sur les exemples des figures 2 à 5. Bien entendu, le terme intercalaire a une signification plus 5 générale que celle donnée dans les exemples ci-dessus Ce terme englobe également les couches dites "séparatrices et/ou intercalaires" prévues dans le BF 2 011 553 et leur quatre variantes d'utilisation qui font partie du domaine de l'invention Le seul point nécessaire à la couche "intercalaire" selon l'invention est d'être 10 continue entre deux condensateurs-mères d'un même étage, de manière à assurer Je maintien en hauteur desdits condensateursmères en cours de bobinage Mais cette couche intercalaire et/ou séparatrice n'est pas nécessairement plus large, après découpe que le condensateur-mère luimême, comme expliqué dans ledit brevet 15 français. il REVENDICATIONS i Procédé de fabrication de condensateurs feuilletés constitués d'un empilement de couches diélectriques séparées par des couches métalliques ou armatures, celles de rangs pair et impair étant respectivement destinées à être reliées entre elles par des connexions êlec;riques latérales, caracterisé en ce que: a on réalise N condenrsateurs-mnères ( 123 13) côte à c 8 te sur un même support ( 10: i 1), de manière connue en soi, b on déDose un intercalaire commun ( 14) sur les N condensateursmères ( 12, 13), c on réalise sur cet intercalaire commun ( 14) un nouvel ensemble de N condensaceurs-mères ( 12, 13) côte à côte dont les bords sont sensiblemrent alignés sur ceux de l'étage précédent dans la meme pile, d on réalise ainsi successivement m étages de N condensa15 teursmnères i 12, 13 êj e on schoope globalement les deux flancs latéraux adéquats ( 15, 16) de l'ensemble, f on sépare, parailèlement aux flanes latéraux schoopés, (axe AA) entre deux empilements successifs de condensateurs mères, de 3 '0 manière créer deux ensembles de condensateurs-mères ( 12) comportant un flanc latéral ( 15) revêtu de méital de schoopage et un flanc latéral ( 2 n) non s choop 4, g on schoope l'autre flanc latéral ( 22) de chaque ensemble, h on recommence les étapes f et g si nécessaire, de manière 25 à obtenir N ensembles de m condensateurs-mères ( 12) dont les deux 3 ancs latéraux adéquats ( 15, 22) sont schoopés, i on sépare les condensateurs mères les uns des autres, de manière connue en soi. 2 Procédé de fabrication de condensateurs feuilletés selon la 30 revendication 1, caractérisé en ce que l'étape f de séparation entre deux empilements successifs ( 12, 13) est réalisée tout d'abord entre les empilements N et n-1, cette étape de séparation étant suivie par le schoopage des deux flancs latéraux ainsi créés ( 22, 23), puis on recommence la même opération entre les empilements n-i et n-2, etc jusqu'à obtenir N ensembles de m condensateurs mères dont les deux flancs latéraux adéquats sont schoopés, après quoi on réalise l'étape i du procédé. 3 Procédé de fabrication de condensateurs feuilletés, dans lequel le nombre N dans l'empilement est un nombre pair, selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours des étapes f, g et h 10 de séparation entre deux empilements et de schoopage des flancs latéraux, on sépare entre les empilements N et n-1 d'une part et les empilements 1 et 2 d'autre part, puis on schoope les quatre flancs latéraux ainsi créés, etc, de manière à obtenir N ensembles de m condensateurs-mères ( 12, 13) dont les deux flancs latéraux adéquats 15 ( 15, 22, 16, 23) sont schoopés, après quoi on passe à l'étape i du procédé. 4 Procédé de fabrication de condensateurs feuilletés selon la revendication 1, dans lequel le nombre m de condensateurs mères est impair, caractérisé en ce que les étapes f, g et h du procédé 20 consistent à séparer les empilements entre les ensembles N et n-I d'une part et 1 et 2 d'autre part, à schooper les quatre flancs latéraux ainsi créés, recommencer l'opération jusqu'à l'obtention de trois condensateurs-mères côte à côte, à séparer les empilements entre deux des trois empilements successifs, à schooper les deux 25 flancs latéraux ainsi créés puis à recommencer la même opération avec les deux empilements restants, enfin à effectuer l'étape i du procédé. Procédé de fabrication de condensateurs feuilletés selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on utilise un 30 intercalaire sous forme d'un film de matière plastique. 6 Procédé de fabrication de condensateurs feuilletés selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'intercalaire commun est un intercalaire métallique. 7 Procédé de fabrication de condensateurs feuilletés selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'intercalaire est pré-découpé aux emplacements situés entre les empilements. 8 Procédé de fabrication de condensateurs feuilletés selon l'une des revendications I à 7, caractérisé en ce que la distance entre chaque condensateur mère (mi, ni) d'un empilement, du condensateur le plus proche que l'empilement voisin (mi, n +I ou ni.1) est suffisante pour qu'apr S séparation des deux empilements adjacents, les intercalaires débordent pour permettre la séparation 10 des condensateurs- mères le long des couches intercalaires apres schoopage des flancs latéraux. 9 Procédé de fabrication de condensateurs feuilletés selon l'une des revendications I à 8, caractérisé en ce que chaque condensateurmère est réalisé par bobinage simultané de deux films de 15 matière plastique métallisée, dont les couches métalliques sont latéralement décalées l'une par rapport à l'autre. Appareil de fabrication de condensateurs feuilletés, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour bobiner N condensateurs-mères ( 60, 67) côte à cote, chaque condensateur-mere ( 60) étant constitué d'une pluralité de couches de films diélectriques métallisés dont les couches métalliques sont latéralement décalées l'une par rapport à l'autre de manière à pouvoir relier entre elles par schoopage les couches de rang pair d'une part et les couches de rang impair d'autre part, des moyens pour introduire un intercalaire 25 commun ( 70) de largeur supérieure ou égale à la largeur de l'ensemble des N empilements ainsi réalisés, et des moyens ( 42, 48) pour supporter lesdits empilements ( 60, 67) disposes cote a côte, ces moyens supports ( 42, 48) pouvant être séparés en N moyens supports élémentaires ( 42) portant chacun l'un des N empilements 30 ( 60) de m condensateurs-mères après séparation des intercalaires.