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" Fabrication de condensateur électrique"
La présente invention a pour objet un perfectionnement aux condensateurs électriques du type décrit dans Ion breveta a- méricains 2.405.529 du 6 août 1946, 2,526,703 du 24 octobre 1950, 2.696.577 du 7 décembre 1954 et 2.526.704 du 24 octobre 1950, et plue particulièrement un procède de fabrication d'un tel condensa- teur perfectionné.
Ainsi qu'on la dit dans les breveta ci-dessus, un con-
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densateurs de ce type est compote d'une pluralité de bandes de verre minces séparées par des feuilles Métalliques Minet* qui dépassent alternativement des borda opposée de la bande de verre et qui sont encastrées entre ces bande* de verra ou qui portent des rubans métalliques minet.
séparés, ou fila, fixés à ces feuil- les métalliques minées, ces rubans ou fils dépassant des borde op- ponds et dans ce cas les feuilles métalliques sont complètement enfermées entre les bandes de verres La fabrication de condensa- tours de ce type décrite dans lendits breveta exigeait initiale- ment la formation d'empilagesverticaux latéralement espacés, de feuilles minoen en métal disposées de la façon indiquée entre des bandes continues de verre,
L'assemblage obtenu était alors chauf- féà la proscion atmosphérique puis soumis à la pression de rou- leaux compresseurs pour former un corps unitaire soudé ou assem- blé qui peut être divisé pour former un condensateur individuel de toute manière appropriée.Le brevet américain 2.696.577 du
7 décembre 1954 traite en outre de la formation des borda exté- rieurs de ces feuilles qui sont recourbée.
Dans la fabrication de condensateurs suivant les mé- thodes des breveta cités, l'air emmagasiné entre les feuilles mé- talliques et le verre servant de matière diélectrique pouvait se transformer en bulles sphériques quand le verre était chauf- fé au point de ramollissement au cours du procédé de soudure her- métique, Ce procédé de soudure hermétique, qui était réalisé à la pression atmosphérique en employant des rouleaux de pression pou- vait entraîner la production de bulles sphériques d'une dimension telle qu'elles traversaient la matière diélectrique en réduicantd' une dimension telle qu'elle traversait la matière diélecrique en réduisant ainsi d'une façon importante la résistance diélectrique du condensateur.
Les rouleaux de pression peuvent appliquer une pression suffisante pour sceller le condensateur et pour comprimer l'air emprisonné mais ne réduisent pas les dimensions de ces bul- les emprisonnées d'une façon permanente puisque le verre doit être
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plastique lorsqu'il passe entre les rouleaux ce qui permet aux bul- les de retourner à leur dimension originale après Passage entre cesrouleau%* En outre, ces bulles ne pourraient pas être réduites après tire devenues rondes, par exemple en soumettant l'assemblage à des pressions élevées après la soudure hermétique,
puisque les feuilles métalliques se déformeraient dans les régions de ces bulles provoquant dos caractéristiques et une résistance diélectri- que irrégulièrement variables du condensateur obtenu
L'invention a pour objet un condensateur perfectionné! hermétiquement soudé, où l'air emprisonné pendant le procédé de soudure n'a pas d'influence appréciable sur les caractéristiques du condensateur* Elle a aussi pour objet un procédé perfectionné pour souder hermétiquement un condensateur.
L'invention couvre en outre un procédé pour souder her- métiquement un condensateur grâce auquel la valeur du condensateur n'est pas influencée d'une façon importante par l'air emprisonné et un procédé économique de soudure hermétique de condensateurs permettant d'avoir une sélection de condensateurs de haute quali- té. aussi
Il est possible/par cette méthode d'avoir une rigidité diélectrique qui n'est pratiquement pas affectée par l'air empri- sonnée D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre et à l'aide des dessins joints sur lesquels .on a représenté, à titre d'exemple uniquement, les formes de réalisation préférées de l'invention.
Conformément à la présente invention, un condensateur hermétiquement soudé et n'étant pas affecté pratiquement par 1' air emprisonné peut être obtenu en soudant tout d'abord les feuil- les minces du condensateur au verre formant le diélectrique, en chauffant l'empilage à environ la température de ramollissement du
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verre qui, avant que l'air emprisonné loua la forme de soufflures plates ne soit transformé en bulles sphériques, en soumettant 1' assemblage à une pression levée tout en maintenant une températu- re approximativement égale au point de ramollissement du verre,
en produisant ainsi la soudure hermétique des fouilles de verre formant le condensateur et en obligeant l'air emprisonné à se comprimer et à former des bulles relativement petite n'ayant qu'un effet négligeable sur les caractéristiques du condensateur et en réduisant ensuite la température pour l'amener en dessous de la température de rammollissement du verre tout en le maintenant sous la haute pression, en solidifiant le diélectrique et les plaques de verre et en maintenant l'air emprisonné noue la forme de petites bulles sphériquee.
La figure 1 est une vue démontée d'un ensemble de con- densateurs et de plaques de recouvrement,
La figure 2 est une vue en perspective d'un empilage de condensateurs disposés dans un montage.
La figure 3 est une vue en élévation et en bout d'un empilage de condensateurs disposés dans un montage.
La figure 4 est une coupe d'un four à haute pression montrant un emp'ilage de condensateurs au coars de la soudure her- mdtique.
La figure 5 est une courbe de temps en fonction de la température illustrant le procédé de l'invention.
Le point de ramollissement du verre est défini comme étant la température à laquelle la viscosité du verre est de 107,6 poises*
Ainsi qu'on l'a dit dans les brevets cités et ainsi qu' on peut le voir à la figure 1, l'assemblage de condensateur comprend une bande 10 de feuille de verre mince sur laquelle sont disposées, latéralement espacées, une pluralité de feuilles métalliques min- ces 12,
dont l'une des extrémités est à l'intérieur des borde de* bandes 10 et dont l'autre extrémité dépasse des extrémités des ban-
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des 10.oa.l'8M'.e aitttféaité dépasee des extrémités- des bmni des !Ce tlne seconde bande de verre 14 est posée sur les feuille.
12 en alignement vertical avec une seconde série de touilles mé- talliques 16 qui, cependant, dépassent dans une direction opposée à celle des feuilles 12., Une troisième bande 18 de verre mince eet disposée sur les feuilles 16 et alignée verticalement avea les bandes 10 et 14.Le nombre de couchée alternées de bandes de verre et de feuilles de métal est naturellement déterminé par la capaci- tance désirée, toutefois, pour plus de facilité, on a représenté un condensateur n'ayant que deux couches de feuilles métalliques*
Les conducteurs 20 sont fixés par soudure par points ou similaire, à la partie dépassant les feuilles 12 et 16 de chaque condensateur, Lorsque les conducteurs sont des fils,
les extré- mités seront applaties ou façonnées pour en faciliter le raccord.
L'assemblage des condensateurs est ensuite enfermé entre deux plaques de verre formant couvercle 22, chacune comportant une partie plate 24 munie ie long de chaque bord latéral, d'une nervure ou bourrelet 26. L'assemblage peut être réalisé en dis- posant initialement la feuille de verre 10 entre les bourrelets de l'un des couvercles 22, en formant l'ensemble de condensateurs sur cette bande de la manière indiquée , puis en déposant fina- lement l'autre couvercle de verre 22 sur l'assemblage complet avec les conducteurs respectifs 20 dépassant des bourrelets opposée
26 des plaques formant couvercles.
L'assemblage complet 27 est alors placé dans un mon- tage 28 représenté aux figures 2 et 3 comprenant une base 30, les séparateurs de contrôle de l'épaisseur du condensateur 32 et une partie supérieure 34. Cet assemblage est disposé sur la base 30 entre les séparateurs 32 et séparé de ceux-ci avec les fils 36 dépassant de cet assemblage passant entre les séparateurs 32.
@ L'assemblage est couvert par la partie supérieure 34, Les matières constituant les montages 28 peuvent être quelconques à condition
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de pouvoir supporter une température qui est pratiquement celle du point de ramollissement du verre et de ne pas adhérer à ce verre ni au verre à l'état plastique. Un poids 36 est alors placé sur la partie supérieure 34,
Le montage portant le condensateur est alors chauffé environ au point de ramollissement du verre permettant ainsi aux différentes parties constituantes du condensateur d'adhérer entre elles.
Le poids 36 assure la compression de condensateur par le couvercle 34 jusqu'à ce que celui-ci soit arrêté par les espaceurs
32 réglant l'épaisseur du condensateur et assurant l'adhérence des parties constituantes* On a établi qu'un poids exerçant une pression manométrique de 0,0703 à 1,406 kg/cm2 (1 à 20 pais) convenait à cette opération..
Avant que l'air emprisonné entre les feuilles du con- @ densateur à l'intérieur de la matière diélectrique, par exemple la bande 14 de la figure 1, ait pu se transformer en bulles spheriques du fait de la tension de surface du verre ramolli, l'assemblage est soumis à une pression de gaz élevée tout en maintenant la tem- pérature pratiquement égale à celle du point de ramollissement du verre. La figure 4 représente un four soue pression 38à l'intérieur duquel cet placé un condensateur 27 sur un support 40 non adhérant au verre. La température est maintenue à l'intérieur du four 38 par un moyen de chauffage approprié 42. Le gaz est amené au four nous pression à partir d'une source appropriée, non représentée, à l'aide du tuyau 44.
La pression appliquée au condensateur oblige l'air emprisonné à se comprimer et à pénétrer partiellement dans le verre en solution. Le volume et le cube des diamètres des sphë- res d'air comprimé résultantes sont proportionnels à la pression appliquée.
La composition du verre employé pour ce condensateur n'est pas impérative et tous les verres à caractéristique diélectri- que élevée peuvent être utilisés. Lee verres qui conviennent le
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mieux août les verres plomb-alcali-silicate à dilatation élevée tels que ceux décrits dans le brevet américain 2.431.980 du 11 octobre 1944.
La figure 5 représente le cycle de soudure d'un con- densateur hermétiquement soudé, Du fait que le point de ramol- lissement varie avec les différents verres, la courbe représentés . correspond à des verres tels que ceux décrite dans le brevet amé- ricain 2,431.980 du 11 octobre 1944 cité ci-dessus. La ligne poin- tillés 46 indique le point auquel l'assemblage est soumis à la pression de gaze La ligne pointillé* 48 indique le point auquel la pression de gaz peut aire supprimée, ce point est en dessous du point de ramollissement du verre,
La pression de gaz est dé- terminée par la dimension des bulles qui peuvent subsister dans le condensateur sans avoir d'influence appréciable sur ses carte- téristiques On s'est aperçu que des pressions au manomètre de 17,58 0 Kg./cm (250 psig) à environ 351.500 kg.cm2 (5000 pais) réduisaient d'une façon satisfaisante la dimension des bulles, toutefois des pressions allant de 52,730 Kg/cm2 (750 psig)à 105,460 kg.cm2 (1500 psig) environ sont celles que l'on préfère pour la plupart des applications.
Il est possible d'utiliser un Cas quelconque, toutefois l'azote ou un gaz inerte similaire sera pré- férable afin de réduire l'oxydation des constituants du condensa- teur qui y sont exposes. La pression de gaz est maintenue pendant l'opération de soudure hermétique et de réduction de la dimension des bulles et pendant la période de refroidissement jusqu'à ce que la température du condensateur soit notablement inférieure à cel- le du point de ramollissement du verre en permettant ainsi aux bulles de conserver leur dimension réduite.
A titre d'exemple, dans des condensateurs formés con- formément au procédé de cette invention auxquels une pression de gaz de 105,460 kg/cm2 (1500 paig) environ a été appliquée, les bul- les résultantes ont été réduites d'approximativement de 100 fois
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en volume de leur dimension à la pression atmosphérique. Le dia- mètre de ces bulles, variant comme la racine cubique du volume, sera approximativement 1/5 du diamètre à la pression atmosphéri'-' que. Les bulles d'air ainsi réduites en dimension n'ont qu'une in= fluence insignifiante sur les caractéristiques du condensateur.
Il est évident que le procédé décrit peut être réalisé en deux opérations* L'assemblage de condensateur disposé dans son montage peut être chauffa approximativement au point de ramullis- sement des éléments de verre à la pression atmosphérique faisant ainsi adhérer les différents éléments entre eux, la température étant ensuite immédiatement réduite en dessous de celle du point de ramollissement du verre .l'assemblage peut alors être enlevé du montage et placé dans un four sous pression où la soudure her- métique peut être effectuée et où l'air emprisonné peut être com- primé pour être amené sous la forme de petites bulles sphériques ainsi qu'on l'a dit,
dans la description du procédé en une opéra- tion. Dans le procédé en deux opérations, le condensateur peut être pressurisé immédiatement après être placé dans le four sous pression puisque l'air emprisonné est soudé dans l'assemblage à la pression atmosphériques
Il est également évident que dans l'opération en deux temps l'adhérence entre les éléments du condensateur peut être cb- tenue en employant des rouleaux de pression tels que ceux décrits dans les brevets déjà mentionnés si l'assemblage n'est maintenu qu'à une température voisine du point de ramollissement du verre pendant une période de temps inférieure à celle nécessaire pour transformer l'air emprisonné sous forme de soufflures plates en bulles pratiquement sphériques.
L'assemblage de condensateurs peut être séparé en condensateurs individuels par tout procédé approprié tels que ceux décrits dans les breveta précédents,