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PERF'ECTIONNEbiENTS 'A 'DA. FAB$ii2l'ZpI :I?ES, CONDENSATEURS.
Cette invention est relative à la fabrication de condensateurs fixes. La fabrication de ces condensateurs à diélectrique en feuille impli- que la préparation d'une structure feuilletée dans laquelle le diélectrique et les électrodes alternent. Les deux proxédés les plus communément utili- sés à cet effet sont l'empilage, pour lequel on utilise habituellement des diélectriques rigides comme le mica ou le verre, et l'enroulage qui consis- te à enrouler ensemble les diélectriques et des électrodes flexibles pour former un rouleau. Quel que soit le procédé utilisé, les condensateurs sont habituellement soumis à des opérations subséquentes telles que la mé- tallisation de leurs extrémités par pistolage, la fixation des fils de bor- nes, l'imprégnation, la pose des enveloppes extérieures, etc.
Ces opérations impliquent des manipulations considérables 'et.difficiles, les difficultés étant plus grandes quand les condensateurs ont des dimensions plus rédui- tes. Les très petits condensateurs à empilage sont très difficiles à fabri- quer.
Un but de la présente invention est de faciliter la fabrication des condensateurs à empilage.
Suivant une caractéristique de cette invention, un procédé de fabrication de condensateurs électriques à empilage comprend en combinaison les opérations-consistant à prendre une bande de diélectrique ayant sur une face plusieurs zones métallisées séparées les unes des autres par des zones non métallisées, à la disposer en plusieurs couches de manière à superposer les zones non métallisées l'une sur l'autre, et à diviser cet assemblage en plusieurs empilages séparés, par des coupures transversales dans les zones non métallisées.
La ou les bandes de diélectrique sont de préférence d'abord mé-
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tallisées sur toute leur surface et on forme les zones non métallisées en enlevant le métal de certaines zones pour laisser une série de zones mé- tallisées qui, lorsque la ou'les bandes sont disposées en plusieurs cou- ches, forment dans l'ensemble des empilages individuels constituant des condensateurs.
On peut démétalliser la ou les bandes de diélectrique de telle manière que lorsqu'on les dispose en plusieurs couches, les zones métal- lisées successives de chaque pile partent alternativement d'un côté et de l'autre de la bande de diélectrique et se recouvrent l'une l'autre.
Suivant une autre caractéristique de cette invention, on forme les couches en anneau par enroulement d'une ou de plusieurs bandes autour d'un gabarit, de manière à constituer dans l'anneau un nombre prédéterminé d'empilages de condensateur espacés les uns des autres sur une circonfé- rence, et l'anneau ainsi obtenu est divisé en segments appropriés pour former des condensateurs séparés.
Suivant une autre caractéristique de cette invention, on peut placer des bandes de diélectrique non métallisé entre les bandes de diélec- trique métallisées.
Un mode d'exécution préféré de l'invention consiste à prendre une bande unique de diélectrique en feuille flexible, la métalliser sur une face, la mettre en contact avec une électrode de démétallisation qui enlève le métal du diélectrique en zig-zag sur sa longueurpour laisser un dessin en quinconce de zones métallisées qui forment une suite partant alternative- ment d'un bord et de l'autre de la bande, et enfin à enrouler la bande pour former un anneau constituant un nombre impair prédéterminé de condensateurs de manière que les électrodes successives de chaque condensateur se recou- vrent automatiquement en partant alternativement de l'une et de l'autre fa- ces axiales de l'anneau.
On peut recouvrir de métal par pistolage les extrémités des con- densateurs à empilage fabriqués suivant cette invention, attacher les fils des bornes, les sécher sous vide et les imprégner, avant de découper l'en- semble .
On décrira maintenant à titre d'exemple un procédé de fabrica- tion de condensateurs à empilage suivant cette invention, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'un appareil pour l'exécution du procédé; la figure 2 est une vue en plan d'un morceau de diélectrique mé- tallisé qui a été partiellement démétallisé au cours du procédé, et la figure 3 est une vue en perspective d'un morceau d'un anneau enroulé par l'appareil représenté sur la figure 1, l'anneau ayant subit cer- taines opérations subséquentes.
Sur la figure 1, la référence 10 indique une bobine d'approvi- sionnement d'une bande unique de diélectrique en papier qui a été métallisée sur une face par un procédé connu de dépôt d'aluminium sous vide. Le dié- lectrique en papier 11 est conduit de la bobine 10 entre les galets 13 et 14 au moyen du galet guide 12. Le galet 13, qui est en contact avec la sur- face métallisée du papier,est en métal et est connecté au pôle négatif ou terre d'une source de courant électrique. L'autre galet 14 est en caoutchouc et sous l'action d'un ressort qui le fait presser la bande 11 sur le galet métallique 13, assurant ainsi un contact électrique effectif. La bande est conduite au delà de ce point autour d'un autre galet 17 porté à l'extrémi- té d'une biellette 18.
Cette biellette est sous l'action d'un ressort 19 qui
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force le galet à presser la face métallisée de la bande sur une roue de dé- métallisation 20 qui est connectée à la borne positive de la source de cou- rant électrique. La bande est finalement conduite sur une forme ronde 21 qui se trouve sur une roue enrouleuse 22 entraînée mécaniquement.
La roue de démétallisation 20 est semblable à celle représen- tée et décrite dans le brevet n 488.523, c'est-à-dire que, brièvement dit, elle a une surface cylindrique ayant une partie surélevée qui suit autour de la circonférence un dessin en zig-zag. Cette surface démétallise une surface correspondante sur la bande de papier pour laisser le dessin des zones métallisées représenté sur la figure 2. On remarquera que le pas du dessin de la roue de démétallisation utilisée dans ce procédé est constant ce qui fait que les zones métallisées 25 et 26 qui touchent aux bords opposés de la bande sont espacées d'une manière régulière.
La roue de démétallisation 20 est entraînée par la roue enrouleu- se 22 au moyen d'une chaîne, de telle manière que la vitesse de la circonfé- rence externe de la forme ronde 21, qui est placée sur la roue entrainante soit égale à la vitesse de la circonférence externe de la roue de démétalli- sation. De cette façon, il n'y a pas de glissement relatif entre le papier et la roue de démétallisation pour la première spire du papier enroulé sur la forme ronde.
La proportion du dessin sur la surface cylindrique de la roue de démétallisation et la circonférence de la forme ronde sont telles qu'un nombre impair prédéterminé de zones métallisées est exactement enroulé sur la forme au premier tour. Au tour suivant., des zones métallisées viendront se placer au-dessus des zones métallisées du premier tour, mais comme elles sont en nombre impair, elles toucheront le bord opposé de la bande. On pour- rait continuer de cette manière à former un anneau comme celui représenté en 24 sur la figure 1 si la démétallisation pouvait se faire à l'endroit où le papier est enroulé pour former l'anneau.
Dans ce cas, le dessin s'allon- geant continuellement qui est nécessaire pour étendre le nombre correct de zones métallisées autour de l'anneau quand son diamètre augmente se présen- terait automatiquement puisque la vitesse du papier augmente par rapport à la vitesse constante de la roue de démétallisation, avec un glissement ré- sultant entre eux. Cependant, cela n'est pas possible en pratique car il y aura toujours une certaine longueur de papier démétallisé entre la roue de démétallisation et l'endroit où le papier est enroulé pour former l'anneau.
Il en résulte un retard entre une augmentation de diamètre de l'anneau et l'arrivée du dessin correctement allongé. Afin de supprimer cette erreur, on utilise le dispositif compensateur suivant.
Un bras 27 est monté librement à une extrémité sur l'arbre 28 qui porte la roue de démétallisation et il porte à son autre extrémité un galet de caoutchouc 29. Le bras est rappelé par un ressort de manière à main- tenir le galet 29 contre l'anneau à un point écarté d'une certaine distance du point d'enroulement. La biellette 18 pivote sur le bras 27 en un point 30 qui se trouve entre les deux extrémités de celui-ci et, comme il a été décrit antérieurement, cette biellette porte à son extrémité libre le galet 17 qui maintient le papier en contact avec la roue de démétallisation. Par conséquent, à mesure que le diamètre de l'anneau 24 augmente, le bras 18 est déplacé et force le galet 17 et le papier en contact avec la roue de dé- métallisation à se déplacer d'une petite distance dans le sens de la rota- tion de la roue de démétallisation.
Il résulte de ceci un allongement local momentané du dessin sur le papier, dont l'empleur est déterminée par les dimensions des bras et les positions des galets respectifs. On s'arrange pour compenser ainsi l'erreur signalée plus haut.
Quand l'anneau 24est complètement enroulé.; on coupe le diélec- trique en papier et l'extrémité libre de l'anneau est fixée au moyen d'un adhésif approprié. A ce stade, l'anneau contient plusieurs sections de con- densateurs individuels qui ressemblent géométriquement au type de condensa-
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teur empilé bien connu dans la technique. Comme le montre la figure 3 en 32, les empilages s'étendent radialement vers l'extérieur comme des sections de l'anneau et sont évidemment légèrement incurvés. Cependant, le rayon de courbure est grand par rapport aux dimensions des empilages ce qui fait qu'il ne constitue un inconvénient ni du point de vue technique ni du point de vue commercial. On comprendra que chaque empilage comprend des couches de diélectrique ayant chacune une zone métallisée.
Les zones métallisées par- tent alternativement des faces axiales opposées de l'anneau pour constituer les deux séries d'armatures du condensateur. Les piles sont séparées sur la circonférence par le diélectrique non métallisé.
Lorsqu'un anneau a été enroulé suivant la description précéden- te, on l'enlevé de l'appareil d'enroulage. Cela se fait en enlevant d'un bloc l'anneau avec la forme ronde, les opérations subséquentes étant effec- tuées sur l'anneau alors qu'il est encore sur la forme.
La première opération consiste à cuivrer par pistolage les faces latérales de chaque empilage et pour ce faire, on place des caches sur cha- que face axiale de l'anneau de manière à ne pistoler en fait que la surface d'extrémité de chaque empilage. La principale raison pour agir ainsi est que l'anneau est plus tard séché et imprégné sous vide et que si l'entièreté des faces axiales était recouverte de cuivre, l'anneau deviendrait imperméa- ble. La partie cuivrée des faces d'extrémité des piles est indiquée par 33 sur la figure 3.
L'opération suivante consiste à souder les fils des bornes sur les extrémités des condensateurs et on peut le faire à la main ou automati- quement. Dans un cas comme dans l'autre, il est avantageux de monter l'anneau et la forme sur un support de manière à pouvoir amener chaque condensateur à son tour au poste de soudure. Les fils des bornes sont représentés en pla- ce sur les sections de condensateurs en 34 et 35 sur la figure 3.
Suivant la pratique normale, l'opération suivante est le séchage sous vide et l'imprégnation. Il est particulièrement avantageux d'utiliser comme matière d'imprégnation une matière appropriée qui puisse être solidi- fiée de manière permanente après imprégnation, par la chaleur ou une action chimique. En général, on préfère les matières pouvant se polymériser et ayant de bonnes propriétés d'imprégnation et de diélectrique. Deux de ces matières se trouvent sur le marché sous les marques déposées "Marco" (SB-28C) et "Aral- dite" (Résine B). En utilisant ces matières,l'anneau entier devient en fait solide, ce qui offre un avantage qu'on verra plus tard.
Après les opérations de séchage et d'imprégnation, les condensa- teurs, alors qu'ils sont encore dans l'anneau, sont essayés et imprimés.
Cela se fait en plaçant l'anneau dans une machine qui fait tourner l'anneau cran par cran de manière à amener tour à tour chaque condensateur aux postes d'essai et d'imprimerie. Aux postes suivants, l'anneau est coupé en sections de condensateur appropriées et celles-ci sont éjectées. Dans ce dernier cas, les condensateurs sont convenablement retenus sur la forme entre les stations de coupage et d'éjection par les propriétés adhésives de la matière d'impré- gnation solidifiée; un condensateur dans cette position est représenté en 38 sur la figure 3.
Si la technique de fabrication l'exige, on peut essayer les con- densateurs ensemble sur l'anneau au lieu de le faire individuellement. On peut le faire en connectantde manière appropriée leurs fils de bornes pour mettre les condensateurs en parallèle l'un avec l'autre. S'ils résistent en- semble à un essai de décharge et qu'ils atteignent un certain pourcentage de la capacité totale désirée, on peut les considérer comme satisfaisants. S'il n'en est pas ainsi et qu'un des essais ou tous les deux prouvent que les con- densateurs n'ont pas la valeur requise, on peut les essayer subséquemment in- dividuellement pour déterminer ceux qui sont défectueux.
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L'opération finale à effectuer est l'application d'une enveloppe de protection au condensateur. Ceci est une opération séparée qui peut être faite par n'importe quel procédé connu. Avant cela, on peut désirer dans certains cas aplatir les condensateurs légèrement incurvés et cela peut se faire au moyen d'une machine appropriée.
L'exemple suivant se rapporte à un condensateur à empilage fabriqué à partir d'une seule bande de diélectrique en papier métallisé par le procédé décrit.
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Largeur <SEP> du <SEP> papier <SEP> 0,5 <SEP> pouce <SEP> (12,7 <SEP> mm)
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<tb> Epaisseur <SEP> du <SEP> papier <SEP> 0,00036 <SEP> pouce <SEP> (0,009 <SEP> mm)
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<tb> Nombre <SEP> de <SEP> spires <SEP> ou <SEP> de <SEP> couches <SEP> 200
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<tb> Longueur <SEP> du <SEP> condensateur <SEP> 0,5 <SEP> pouce <SEP> (12,7 <SEP> mm) <SEP> = <SEP>
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<tb> largeur <SEP> du <SEP> papier
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<tb> Largeur <SEP> du <SEP> condensateur <SEP> 0,3 <SEP> pouce <SEP> (7,6 <SEP> mm)
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<tb> Epaisseur <SEP> du <SEP> condensateur <SEP> 0,072 <SEP> pouce <SEP> (1,8 <SEP> mm)
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<tb> Longueur <SEP> des <SEP> zones <SEP> métallisées <SEP> 0,4375 <SEP> pouce <SEP> (11 <SEP> mm)
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<tb> Largeur <SEP> des <SEP> zones <SEP> métallisées <SEP> 0,2375 <SEP> pouce <SEP> (6 <SEP> mm)
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<tb> Capacité <SEP> 0,05 <SEP> mfd
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La matière d'imprégnation était la résine mise sur le marché sous la marque déposée "Marco" n SB-28C.
On comprendra que bien qu'on ait parlé uniquement du papier com- me diélectrique, on peut utiliser d'autres diélectriques appropriés comme par exemple la matière plastique appelée polystyrène.
REVENDICATIONS.
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1. - Procédé de fabrication de condensateurs électriques à empi- lage comprenant en combinaison les opérations consistant à prendre une ban- de de diélectrique ayant sur une face plusieurs zones métallisées séparées les unes des autres par des zones non métallisées, la disposer en plusieurs couches de manière à superposer les zones métallisées l'une à l'autre, et di- viser l'ensemble par des coupures transversales dans les zones non métalli- sées pour former plusieurs empilages de condensateur séparés.