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CONDENSATEURS ELECTRIQUES.
La présente invention est relative à des condensateurs électriques dans lesquels des feuilles de papier sont utilisées ooannaa diélectriques.
Ordinairement les condensateurs utilisant du papier comme diélec- trique sont fabriqués en enroulant des feuilles de papier et de métal entre- lacées, et en les imprégnant avec des substances convenables. L'unité ou les unités de condensateur enroulées sont ordinairement protégées par un récep- tacle, par exemple un boîtier métallique ou isolant. L'enroulement est nor- malement effectué sur un mandrin. Lorsque l'enroulement est terminée le man- drin est enlevé et.des mesures sont prises pour monter le condensateur dans une enveloppe convenable, comme il a été indiqué ci-dessus. L'emploi d'un mandrin devant être enlevé impose en pratique une limite à la dimension la plus petite du condensateur qui peut être obtenu.
De plus, le progrès dans le dé- veloppement de petits condensateurs tubulaires, dits condensateurs miniatures.!' a été limité par les exigences de scellement hermétique dans un espace limité disponible, ainsi@ que par la limite résultant du voltage, de rupture.
Dans la demande de brevet déposée en Grande-Bretagne sous le N . 10892/48, on a décrit une construction de condensateur électrique qui per- met d'atteindre une plus petite dimension au moyen d'une unité de condensateur enroulée sur un noyau, constitué, par deux ou plusieurs fils métalliques qui eux-mêmes servent comme un des conducteurs de sortie du condensateur. Il était encore cependant nécessaire dans cette construction de sceller cette connexion de sortie hermétiquement dans l'enveloppe de l'unité de condensa- teur, par exemple en la faisant passer à travers une ouverture d'enveloppe,, et en ferlant celle-ci par un moyen convenable. par exemple par soudure.
Ceci nécessitait de ménager un espace suffisant entre l'unité de condensateur et l'endroit de la soudure pour éviter d'endommager le condensateur lui-même.
La dimension du condensateur terminé ne pouvait pas en conséquence être réduite au-delà d'une certaine limite.
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Un objet de la présente invention est de réduire encore les dimensions du condensateur électrique pour une capacité donnée.
Suivant une des caractéristiques de la présente invention, cet objet est obtenu en enroulant une unité de condensateur sur un noyau ou mandrin pouvant être enlevé de façon à laisser une des feuilles de métal exposée dans l'ouverture centrale après que le mandrin a été enlevé, et en insérant alors dans l'ouverture centrale un fil de sortie'de forme dissymé- trique qui fait partie d'un bouchon isolant de sortie. Le fil de sortie est alors retourné pour exercer une pression mécanique sur la partie de la feuille métallique exposée.
De cette manière, le bouchon isolant peut être directement juxtaposé sur l'extrémité de l'unité de condensateur, et le minimum de dimension du condensateur électrique est obtenu o De plus, le fil de sortie placé centralement et qui établit une connexion électrique avec une des électrodes du condensateur par pression mécanique, comme il a été indiqué ci-dessus, limite la possibilité de court-circuit entre le con- ducteur de sortie et l'enveloppe à l'intérieur de celle-ci.
L'invention sera mieux comprise à l'aide des descriptions sui- vantes basées sur les dessins ci-joints, dans lesquels:
La figure 1 montre un détail de fabrication du condensateur électrique suivant les caractéristiques de l'invention;
La figure 2 montre une partie du sous-assemblage du condensa- teur;
La figure 3 est une vue de l'extrémité de l'unité de condensateur enroulée;
La figure 4 est une vue latérale de l'unité de condensateur enrou- lée dans laquelle le sous-assemblage de la figure 3 est inséré;
La figure 5 est une vue du condensateur assemblé avant l'impré- gnation;
La figure 6 montre une variante du sous-assemblage représenté dans la figure 2 ;
La figure 7 montre un assemblage de condensateur terminé avec le sous-assemblage de la figure 6 et avant imprégnation.
En se référant aux dessins et d'abord à la figure 1, la feuille métallique 1 est placée entre deux feuilles de papier 2 et deux feuilles de papier 3. Les feuilles de papier 2 et 3 sont tirées de rouleaux d'alimenta- tion pour s'étendre au-delà de l'extrémité de la feuille 1. Une autre feuil- le de métal 4 est tirée au-delà des extrémités des feuilles 2 et 3, et pliée sur les extrémités comme montré. L'extrémité repliée de la feuille 4 et les extrémités des feuilles 2 et 3 sont alors maintenues entre les deux moitiés 5 et 6 d'un mandrin, ici montré à part.
Le mandrin 5,6 est alors amené à tour- ner de quelques tours pour commencer l'enroulement de l'unité de condensateur, les feuilles 1 et 4 et les feuilles de papier 2 et 3 étant tirées de leurs rouleaux d'alimentation respectifs sur un rouleau 5, l'ensemble étant, pen- dant ces quelques tours du mandrin, pressé entre un rouleau non représenté et le rouleau 5. Pendant l'enroulement de ces quelques tours aussi, une courte feuille de papier plus fort que celui des feuilles 2 et 3, mais de largeur moindre, peut être insérée sur le côté intérieur de l'assemblage, de façon qu'un tube renforcé soit formé près du centre de l'unité enroulée.
Après les quelques tours d'enroulement mentionnés ci-dessus, le rouleau est enlevé et l'enroulement de l'unité continue de façon normale. L'enroulement est terminé en insérant une feuille 7, figures 3 et 4, en contact avec la
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feuille 1, et finalement on fait effectuer quelques tours supplémentaires.
La feuille 1 est alors coupée, de l'adhésif est appliqué sur le papier, et un tour ou deux de plus est effectué. Le mandrin est alors enlevé.
L'unité enroulée présente alors, vue de l'extrémité, la disposi- tion de la figure 3 avec une partie 8 de la feuille 4 s'étendant diamétrale- ment au centre de l'ouverture tubulaireo Une forme de conducteur de sortie intégral et un bouchon isolant pour le condensateur sont montrés dans la fi- gure 2. Le conducteur de sortie 9 est inséré à travers une ouverture dans 'un bouchon de céramique 10, et fixé à celui-ci par une soudure 11 qui scelle l'ou- verture dans ie bouchon à travers lequel le fil -9 est inséré. La partie du fil 9 d'un côté du bouchon 10 est formée en épingle à cheveux 12.
Le bouchon 10 est préparé pour la soudure à une enveloppe métallique par argenture à l'ex- térieur, et l'argenture est étamée par une soudure covenable telle qu'une soudure au cadmium-étain. L'épingle à cheveux 12 est alors insérée dans l'ou- verture centrale de l'unité de condensateur enroulée d'un côté de la partie 8 de la feuille, et l'assemblage de la figure 2 est alors amené à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre avec l'unité de condensateur. Les tours intérieurs de l'unité scellent l'épingle à cheveux 12 et fournissent un bon contact électrique et mécanique avec la feuille 4 de l'unité de condensa- teur.
La figure 4 montre l'unité de condensateur avec l'unité terminale de la figure 2 fixée à celle-ci. Une feuille de métal revêtue-de soudure est alors enroulée dans l'enveloppe 13 (figure 5) autour de l'assemblage de la figure 4 avec les bords se recouvrant de la feuille déplacée de 1800 à partie de la feuille 7 se projetant de l'unité. La bande 7 est repliée comme montré dans la figure 5, et un capuchon d'extrémité 14 est inséré dans l'extrémité de 1' enveloppe 13 de façon à serrer l'extrémité de la bande 7 entre le capuchon 14 et l'enveloppe 13. La couture de l'enveloppe 13 et les joints entre l'envelop- pe 13 et le capuchon d'extrémité 14, et entre l'enveloppe 13 et le revêtement d'argenture étamée dans le bouchon 10, sont alors soudés.
Une ouverture 15 peut être laissée dans le capuchon d'extrémité 14 à travers laquelle le récep- tacle peut être rempli d'huile ou d'un autre fluide d'imprégnation. L'ouver- ture 15 est finalement scellée.
Une variante d'assemblage est montrée dans la figure 6. Celui-ci consiste en un bouchon de céramique cylindrique 16 possédant une tige centrale 17 scellée dans celui-ci. D'un côté du bouchon 16, la tige 17 est plate comme en 18. Un collier métallique 19 est fixé autour de l'extérieur du bou- chon 16. La partie aplatie 18 est insérée dans l'ouverture centrale de l'uni- té de condensateur enroulée, comme montré dans la figure 7. La feuille 7, faisant projection à partir de l'unité de condensateurs est soudée à un con- ducteur de sortie 20.
L'unité de condensateur enroulée est alors insérée dans un réceptable tubulaire ouvert à une extrémité 21 d'un diamètre tel qu'il embrasse l'extérieur du bouchon 16 et bute contre le collier 19, le conducteur 120 étant fileté sur l'ouverture 22 à l'extrémité du réceptacle 21 à l'opposé du bouchon 16. Le conducteur 20 est alors scellé: dans l'ouver- ture 22, et l'enveloppe 21 est soudée au collier 19. Le réceptacle peut être rempli de liquide d'imprégnation à travers une ouverture 23 qui est-ensuite scellée.
Il est clair qu'une couverture isolante peut être prévue sur la partie extérieure de l'enveloppe métallique ou condensateur terminé.
Bien que l'invention ait été décrite en relation avec des exem- ples particuliers de réalisation, et certaines modifications de ceux-ci, il doit être bien compris que cette description est seulement donnée à ti- tre d'exemple et non pas comme devant limiter la portée de la présente inven- tion.
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ELECTRIC CAPACITORS.
The present invention relates to electric capacitors in which sheets of paper are used ooannaa dielectric.
Usually capacitors using paper as the dielectric are made by winding sheets of paper and interlocking metal, and impregnating them with suitable substances. The coiled capacitor unit or units are usually protected by a receptacle, for example a metallic or insulating case. Winding is normally carried out on a mandrel. When winding is complete the core is removed and steps are taken to mount the capacitor in a suitable enclosure as noted above. The use of a mandrel to be removed in practice places a limit on the smallest dimension of the capacitor which can be obtained.
In addition, progress in the development of small tubular capacitors, known as miniature capacitors. was limited by the hermetic seal requirements in a limited available space, as well as by the resulting voltage limit of rupture.
In the patent application filed in Great Britain under the N. 10892/48, a construction of an electric capacitor has been described which enables a smaller dimension to be achieved by means of a capacitor unit wound on a core, consisting, of two or more metallic wires which themselves serve as one of the output conductors of the capacitor. It was still necessary in this construction, however, to seal this outlet connection hermetically in the casing of the capacitor unit, for example by passing it through a casing opening, and closing it by. a suitable way. for example by welding.
This required that sufficient space be left between the capacitor unit and the place of the solder to avoid damaging the capacitor itself.
The size of the completed capacitor could therefore not be reduced beyond a certain limit.
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An object of the present invention is to further reduce the dimensions of the electric capacitor for a given capacitor.
According to one of the features of the present invention, this object is achieved by winding a capacitor unit onto a removable core or mandrel so as to leave one of the metal sheets exposed in the central opening after the mandrel has been removed, and then inserting an asymmetrically shaped lead wire which forms part of an insulating outlet plug into the central opening. The lead wire is then turned over to exert mechanical pressure on the exposed portion of the foil.
In this way, the insulating plug can be directly juxtaposed on the end of the capacitor unit, and the minimum dimension of the electric capacitor is obtained.In addition, the output wire placed centrally and which establishes an electrical connection with a electrodes of the capacitor by mechanical pressure, as indicated above, limits the possibility of short-circuiting between the output conductor and the casing therein.
The invention will be better understood with the aid of the following descriptions based on the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 shows a detail of the manufacture of the electric capacitor according to the characteristics of the invention;
Figure 2 shows part of the capacitor sub-assembly;
Figure 3 is a view of the end of the coiled capacitor unit;
Figure 4 is a side view of the coiled capacitor unit in which the sub-assembly of Figure 3 is inserted;
Figure 5 is a view of the assembled capacitor prior to impregnation;
Figure 6 shows a variant of the sub-assembly shown in Figure 2;
Figure 7 shows a capacitor assembly completed with the sub-assembly of Figure 6 and before impregnation.
Referring to the drawings and first to Figure 1, the metal foil 1 is placed between two sheets of paper 2 and two sheets of paper 3. The sheets of paper 2 and 3 are drawn from feed rollers for extending beyond the end of sheet 1. Another metal sheet 4 is pulled past the ends of sheets 2 and 3, and folded over the ends as shown. The folded end of the sheet 4 and the ends of the sheets 2 and 3 are then held between the two halves 5 and 6 of a mandrel, here shown separately.
The mandrel 5,6 is then rotated a few turns to begin winding the capacitor unit, with sheets 1 and 4 and sheets of paper 2 and 3 being drawn from their respective feed rollers onto a roller 5, the assembly being, during these few turns of the mandrel, pressed between a roller not shown and the roller 5. During the winding of these few turns too, a short sheet of paper stronger than that of the sheets 2 and 3, but of less width, can be inserted on the inner side of the assembly, so that a reinforced tube is formed near the center of the coiled unit.
After the few winding turns mentioned above, the roll is removed and the winding of the unit continues as normal. Winding is completed by inserting a sheet 7, figures 3 and 4, in contact with the
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sheet 1, and finally we do a few more turns.
Sheet 1 is then cut, adhesive is applied to the paper, and a further turn or two is made. The mandrel is then removed.
The coiled unit then has, viewed from the end, the arrangement of Figure 3 with part 8 of sheet 4 extending diametrically through the center of the tubular opening. A form of integral output conductor and An insulating plug for the capacitor are shown in Figure 2. The output conductor 9 is inserted through an opening in a ceramic plug 10, and secured thereto by a solder 11 which seals the hole. verture in the plug through which the -9 wire is inserted. The part of the wire 9 on one side of the plug 10 is formed into a hairpin 12.
The plug 10 is prepared for soldering to a metal shell by silver plating on the outside, and the silver plating is tinned by a covenable solder such as cadmium-tin solder. The hairpin 12 is then inserted into the center opening of the coiled capacitor unit on one side of part 8 of the foil, and the assembly of Figure 2 is then rotated in the clockwise with the capacitor unit. The interior turns of the unit seal the hairpin 12 and provide good electrical and mechanical contact with the foil 4 of the condenser unit.
Figure 4 shows the capacitor unit with the terminal unit of Figure 2 attached to it. A weld-coated sheet of metal is then wound in the casing 13 (Figure 5) around the assembly of Figure 4 with the edges overlapping the sheet moved from 1800 to part of sheet 7 projecting from it. 'unit. The strip 7 is folded back as shown in Figure 5, and an end cap 14 is inserted into the end of the casing 13 so as to clamp the end of the band 7 between the cap 14 and the casing 13. The seam of the casing 13 and the seams between the casing 13 and the end cap 14, and between the casing 13 and the coating of tinned silver in the plug 10, are then welded.
An opening 15 can be left in the end cap 14 through which the receptacle can be filled with oil or other impregnating fluid. The opening 15 is finally sealed.
An alternative assembly is shown in Figure 6. This consists of a cylindrical ceramic plug 16 having a central rod 17 sealed therein. On one side of the stopper 16, the rod 17 is flat as in 18. A metal collar 19 is fixed around the outside of the stopper 16. The flattened part 18 is inserted into the central opening of the uni. Coiled capacitor tee, as shown in Fig. 7. The foil 7, projecting from the capacitor unit is welded to an output conductor 20.
The coiled capacitor unit is then inserted into a tubular receptacle open at one end 21 of a diameter such that it embraces the outside of the plug 16 and abuts against the collar 19, the conductor 120 being threaded on the opening 22. at the end of the receptacle 21 opposite the plug 16. The conductor 20 is then sealed: in the opening 22, and the casing 21 is welded to the collar 19. The receptacle can be filled with liquid. impregnation through an opening 23 which is then sealed.
It is clear that an insulating blanket can be provided on the outer part of the metal casing or finished capacitor.
Although the invention has been described in connection with particular exemplary embodiments, and certain modifications thereof, it should be understood that this description is only given by way of example and not as a front. limit the scope of the present invention.