Brevet FR2659788A1 — publié le 19910920

PROCEDE DE FABRICATION DE CONDENSATEURS A FILM PLASTIQUE MéTALLISE DE TYPE EMPILE OU BOBINE La présente invention concerne un procédé de fabrication de condensateurs à film plastique souple métallisé de type empilé ou bobiné, plus particulièrement un procédé de réalisation de la marge non métallisée. Actuellement, pour réaliser des condensateurs de type empilé ou bobiné à partir d'un film plastique métallisé, on utilise généralement des films plastiques présentant une zone métallisée et une marge latérale non métallisée. On superpose au moins deux films du type ci-dessus, leur marge latérale non métallisée étant positionnée sur des côtés opposés afin d'obtenir une paire de films constituée d'un film de rang pair et d'un film de rang impair. Ensuite, dans le cas des condensateurs de type empilé, on enroule sur une roue de grand diamètre, au moins une paire de films suivant un nombre de tours déterminés, de manière à réaliser un condensateur-mère comportant des couches de rang pair et impair alternées. Dans le cas des condensateurs de type bobiné, au moins une paire de films est enroulée autour d'un mandrin ou similaire.Puis, on recouvre avec un métal chacune des faces latérales du ruban capacitif ou du condensateur bobiné ainsi réalisé afin d'obtenir les connexions électriques. Ce recouvrement est réalisé par métallisation des couches de même rang lors d'une opération appelée schoopage. Dans ce procédé connu, on utilise des films présentant une marge latérale afin d'éviter soit un court-circuit entre les couches paires et les couches impaires qui sont en différence de potentiel par le biais du schoopage, soit un arc électrique au moment de la charge et de la décharge qui engendre un courant important favorisé par les effets de pointe du bord métallisé en faible épaisseur. L'obtention d'un film diélectrique souple métallisé présentant une marge non métallisée est actuellement obtenue en utilisant un procédé en deux étapes. La première étape consiste à métalliser un film diélectrique souple de grande largeur tel qu'un film de polyester, de polycarbonate, de polysuifone, de polypropylène ou similaire par un procédé d'évaporation sous vide. La métallisation est réalisée en utilisant un métal tel que l'aluminium, le zinc, des alliages contenant de l'aluminium, du zinc, du chrome ou similaire. Les marges non métallisées sont obtenues durant le procédé d'évaporation sous vide en prévoyant un ensemble de bandes-cache qui permettent d'obtenir des parties non métallisées sur le film de grande largeur.Ceci nécessite donc un dispositif supplémentaire ainsi que des manipulations pour positionner correctement les bandes-cache. Dans une seconde étape, on réalise la découpe du film métallisé de grande largeur en des galettes de film de largeur voulue. Pour utiliser ces galettes dans la fabrication de condensateurs de type empilé ou bobiné tels que décrits ci-dessus, les galettes de film doivent être constituées de galettes de film paires ou impaires, c'est-à-dire présentant une marge droite ou une marge gauche. Pour obtenir ces galettes de film paires ou impairs, il convient de découper le film métallisé de grande largeur, au milieu des marges et au milieu de la partie métallisée entre deux marges. Ceci nécessite un positionnement exact et précis des couteaux de manière à obtenir des galettes de film présentant des largeurs identiques avec des marges droites et gauches elles aussi de même largeur.Ce procédé actuellement utilisé de manière industrielle présente un certain nombre d'inconvénients, notamment lors de la mise en oeuvre du procédé lui-même puisqu'il est nécessaire d'avoir un positionnement exact des couteaux ainsi qu'un positionnement exact des caches mais aussi lors de la gestion des galettes de film qui doivent être stockées et rangées en tenant compte des marges. La présente invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un nouveau procédé de fabrication de condensateurs à film plastique métallisé du type empilé ou bobiné, plus particulièrement une nouvelle méthode pour réaliser la marge non métallisée sur le film plastique métallisé qui soit beaucoup plus simple à mettre en oeuvre que les procédés de l'art antérieur. La présente invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'un condensateur à film plastique souple métallisé de type empilé ou bobiné, ledit procédé comprenant la réalisation d'un condensateur par bobinage d'au moins deux films métallisés présentant chacune au moins une marge non métallisée, caractérisé en ce que, lors du bobinage, l'on utilise deux galettes de film plastique métallisé sur toute sa largeur et en ce que, juste avant la superposition des deux films pour le bobinage, on démétallise les deux films sur au moins une partie du film en utilisant au moins un faisceau laser. De préférence, les films sont démétallisés sur un de leur bord. Ainsi, la démétallisation est réalisée au moment même où le film doit être utilisé. De préférence, la démétallisation laser est réalisée sur la machine de bobinage en un endroit où les deux films sont positionnés longitudinalement et latéralement, c'est-à-dire en un endroit où les deux films sont maintenus en une position fixe par rapport à un repère de telle sorte que le faisceau laser soit correctement focalisé par rapport aux films. Selon un mode de réalisation préférentiel, le faisceau laser est envoyé simultanément sur les deux films à l'aide de deux fibres optiques connectées au même dispositif laser. D'autre part, le fonctionnement du dispositif laser est asservi au fonctionnement du système de bobinage. En effet, le laser doit être synchronisé avec les différentes phases de bobinage, à savoir le démarrage, ltaccélération jusqu a obtenir la vitesse de rotation nominale, la décélération, l'arrêt pour le passage d'un clinquant, dans le cas de la réalisation d'un condensateur-mère, et le défilement à vitesse rapide. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation préférentiel avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'une machine de bobinage pour la réalisation de condensateurs de type empilé utilisant un procédé de démétallisation conforme à la présente invention, - la figure 2 est une vue schématique en plan de dessus montrant le positionnement des films pair et impair sur la roue de grand diamètre, et - la figure 3 est une vue en coupe schématique d'un condensateur à film plastique métallisé du type empilé obtenu avec le procédé de la présente invention. La présente invention est décrite en se référant à un procédé de réalisation de condensateurs de type empilé. Toutefois, il est évident qu'elle s'applique aussi à un procédé de réalisation de condensateurs de type bobiné. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement une machine de bobinage utilisée lors de la fabrication de condensateurs à film plastique souple métallisé de type empilé. Cette machine de bobinage comporte essentiellement une roue 1 de grand diamètre sur laquelle sera bobiné, de manière bien connue de l'homme de l'art, un condensateur-mère dont les différentes couches sont symbolisées par la référence 2. Le condensateur-mère est obtenu en enroulant sur la roue de grand diamètre une paire de films 3, 4 présentant une largeur déterminée suivant un nombre de tours déterminés. A titre d'exemple, on peut réaliser un condensateur-mère en réalisant 1000 tours. Ensuite, on insère un clinquant permettant de séparer deux couches de condensateurs-mère et on recommence l'opération de bobinage. Conformément à la présente invention, les films 3 et 4 sont issus de deux galettes de films constituées chacune d'un film entièrement métallisé sur toute sa largeur. Les films issus des galettes non représentées sont constitués par exemple par des films en polyester, polypropylène, polysulfone, polycarbonate ou similaire, qui ont été métallisés sur toute leur largeur par une métallisation en zinc, en aluminium ou similaire ou alliages contenant aluminium, zinc, chrome ou similaire en utilisant un procédé de métallisation connu tel qu'un procédé d'évaporation sous vide. Comme représenté sur la figure 1, les films 3 et 4 sont guidés à partir d'un dispositif de dévidage des galettes par l'intermédiaire de galets 10, 11, 12, 13 vers des moyens 14, 15 de positionnement des deux films 3 et 4, l'un par rapport à l'autre.En effet, comme cela est représenté sur la figure 2, les deux films 3 et 4 sont enroulés sur la roue 1 en présentant un décalage l'un par rapport à l'autre d'une distance d appelée débord ; ce débord est nécessaire pour la connexion des couches paire et impaire. Les deux films 3 et 4 sont alors positionnés longitudinalement et latéralement. Ils sont ensuite superposés l'un sur l'autre en passant sur une roue de guidage 16 avant d'être amenés sur la roue de grand diamètre 1 comme représenté sur la figure 1. Conformément à la présente invention, on réalise la démétallisation des films 3 et 4 à l'aide d'un faisceau laser issu d'un dispositif laser 17. Cette ( émétallisation a lieu entre le moment où les films 3 et 4 sont positionnés longitudinalement et latéralement et le moment où les deux films sont superposés l'un sur l'autre, c'est-à-dire entre les moyens 14 et 15 et la roue 16. A titre d'exemple, le faisceau laser est transmis vers les deux films à partir du dispositif 17 par l'intermédiaire de deux fibres optiques 18, 19 connectées au dispositif 17.A l'aide de ce faisceau laser, on réalise une démétallisation d'un des bords de chaque film, à savoir le bord droit du film 3 et le bord gauche du film 4 de manière à obtenir les marges m et m' comme représenté sur la figure 2, ces marges se trouvant sur des bords opposés. De préférence, les marges m et m' présentent une largeur comprise entre 1/10e et 2/ive de la largeur du film. Conformément à la présente invention, le dispositif laser 17 est monté sur la même platine que l'ensemble des différents galets 10, 11, 12, 13, les moyens de positionnement 14 et 15, et la roue 16. Or, cette platine est amenée à se déplacer en hauteur par rapport à la roue de bobinage 1 de telle sorte que l'ensemble soit toujours correctement positionné quelque soit le nombre de tours déjà réalisé.De ce fait, il est possible d'amener les fibres optiques 18, 19 près des films 3 et 4, de telle sorte que le faisceau laser soit correctement focalisé par rapport à la partie à démétalliser. La démétallisation peut être réalisée, par exemple, à l'aide d'un dispositif laser de type YAG. Elle est réalisée à grande vitesse, à savoir à une vitesse supérieure à 10 m/s. Il est évident pour l'homme de l'art que d'autres types de laser peuvent être utilisés et que pour l'obtention d'une marge dont les bords soient relativement rectilignes, on peut utiliser plusieurs tirs lasers avec une fréquence de tir élevée à partir d'un même dispositif laser ou de plusieurs dispositifs lasers. D'autre part, conformément à la présente invention, le tir laser est synchronisé avec les différentes phases de bobinage. En effet, la roue 1 est entraînée en rotation à différentes vitesses suivant les phases opératoires. Le tir laser doit donc être synchronisé avec des opérations de démarrage, d'accélération, de rotation à la vitesse nominale lors du bobinage, puis de décélération et d'arrêt pour passage d'un clinquant entre les différentes couches de condensateurs-mère ainsi qu'à des opérations de défilement à vitesse réduite. De ce fait, le dispositif laser est donc asservi de manière connue avec ltentraînement de la roue 1. Une fois les opérations de bobinage terminées, on obtient, suite à des opérations de schoopage et de sciage connues, un condensateur de type empilé tel que représenté à la figure 3. Ce condensateur est un condensateur bien connu de l'homme de l'art. Il est constitué d'un empilement de couches de rangs pairs et impairs alternées référencées 21 et 22. Chaque couche est constituée par un film plastique souple formant diélectrique. Chaque film diélectrique possède sur une de ces faces une zone métallisée 23 et une marge latérale 24 de largeur m ou m' identique non métallisée. D'autre part, comme représenté sur la figure 3, des connexions électriques ont été déposées sur chacune des faces latérales 25, 26 du condensateur.Ces connexions latérales permettent de relier électriquement et mécaniquement les zones métallisées de toutes les couches de même rang en connectant respectivement les parties en débord des zones métallisées. De manière connue, ces connexions électriques sont réalisées par schoopage. Le fait de démétalliser les marges m et m' directement sur la machine de bobinage à l'aide d'un dispositif laser permet de simplifier le procédé de réalisation de condensateurs de type empilé. En effet, on supprime l'utilisation de bandes-cache lors de la métallisation du film plastique de grande largeur utilisée pour réaliser les galettes de film. D'autre part, lors de la découpe du film de grande largeur, il n'est plus nécessaire de positionner des couteaux au milieu d'une marge de faible largeur, ce qui simplifie de beaucoup le réglage de la machine et diminue les déchets. De plus, une gestion rigoureuse des stocks de galettes de film ntest plus nécessaire puisqu'il ne faut plus stocker les films en films pairs ou impairs. D'autre part, l'utilisation d'un laser pour réaliser la démétallisation des bords permet d'obtenir une marge beaucoup plus régulière avec une largeur bien mieux déterminée que dans le cas d'une marge obtenue par découpe du film. La présente invention a été décrite en se référant à la réalisation d'une marge sur l'un des bords du film, il est évident pour l'homme de l'art qu'elle peut aussi s'appliquer à la réalisation d'une marge centrale ou de plusieurs marges. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un condensateur à film plastique souple métallisé de type empilé ou bobiné, ledit procédé comprenant la réalisation d'un condensateur par bobinage (1) de deux films (3, 4) métallisés présentant chacun au moins une marge non métallisée, caractérisé en ce que, lors du bobinage, l'on utilise deux galettes de film plastique métallisé sur toute sa largeur et en ce que, juste avant la superposition des deux films pour le bobinage, on démétallise les deux films sur au moins une partie du film en utilisant au moins un faisceau laser (17). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux films sont démétallisés sur un de leur bord de manière à obtenir des films présentant respectivement une marge non métallisée sur le bord droit pour l'un et une marge non métallisée sur le bord gauche pour l'autre. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la démétallisation laser est réalisée sur la machine de bobinage en un endroit où les deux films sont positionnés longitudinalement et latéralement. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le faisceau laser est envoyé simultanément sur les deux films à l'aide de deux fibres optiques connectées au même dispositif laser. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fonctionnement du dispositif laser est asservi au fonctionnement de la roue de bobinage. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la marge présente une largeur comprise entre 1/10e et 2/10e de la largeur du film plastique. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le film plastique est un film en polyester, polycarbonate, polysulfone ou polypropylène. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la métallisation est réalisée à l'aide d'un métal choisi parmi l'aluminium, le zinc, les alliages contenant de l'aluminium, du zinc, du chrome ou similaires.