Condensateur électrique. La présente invention a pour objet un con densateur électrique fermé à une extrémité par un disque isolant comportant un dispo sitif de connexion qui est particulièrement bien adapté pour la réalisation de condensa teurs à électrolyte sec bien qu'il soit évident qu'il puisse être utilisé avec les mêmes avan tages dans des condensateurs à électrolyte liquide. Comme bien connu, les condensa teurs à électrolyte sec contiennent un électro lyte plus ou moins visqueux ou pâteux entre les électrodes, cet électrolyte étant ordinaire ment maintenu dans les pores d'un sépara teur fibreux, tandis que dans les condensa teurs liquides une solution électrolytique occupe dans un récipient scellé l'espace entre les électrodes voisines du condensateur.
Dans la réalisation ordinairement em ployée pour les condensateurs électrolytiques, et plus particulièrement dans ceux du type sec, on avait l'habitude de- prévoir une pla quette de connexion partant d'une électrode du condensateur en découpant dans la plaque de l'électrode un ruban d'environ 1 cm de largeur et en repliant ce ruban de manière qu'il soit en saillie par rapport à l'élément de condensateur.
Cette languette est électri quement fixée sur une borne telle qu'une borne à fil ou à vis par un rivet ou de toute autre manière convenable, et le joint entre la languette et la borne est protégé contre l'effet de l'électrolyte en le recouvrant soigneuse ment avec de la cire, de la poix ou toute autre substance convenable pour empêcher la corro sion par l'électrolyte de la connexion lan- guette-à-borne. Un tel dispositif est satisfai sant pour des condensateurs utilisant une feuille unie, car le volume occupé par le con densateur est dans ce cas suffisamment grand pour faciliter l'opération de connexion au cours de la fabrication.
Dans les condensateurs utilisés actuelle ment qui comprennent une feuille gravée ou rendue rugueuse, ce qui permet de réduire la dimension de l'anode à. 1/,, ou moins de la di mension d'anode utilisée dans le type précé dent à feuille unie, le mode de réalisation susmentionné devient tout à fait peu pra tique.
A titre d'exemple, un condensateur de 8 microfarads à 450 volts utilisant une feuille unie nécessite une anode d'environ 50 cm de longueur sur 7,5 cm de largeur d'où il s'en suit que la surface d'extrémité de l'élément de condensateur obtenu en enroulant en hélice l'anode avec une cathode et des sépa rateurs fibreux intercalés a un diamètre d'en viron 18 mm.
D'autre part, en utilisant une feuille gravée pour un condensateur prévu pour la même capacité électrique et la même tension de fonctionnement, la surface d'extrc-- mité est d'environ le cinquième de la valeur ci-dessus et l'on voit facilement que dans ce cas l'espace disponible est insuffisant pour permettre le découpage d'une languette de 12,5 mm de largeur et qu'on ne peut river ou assembler d'une autre manière une telle lan guette de façon simple et économique.
Comme bien connu, les condensateurs élec trolytiques surchargés ou soumis à, des con ditions de fonctionnement défavorables de viennent chauds, ce qui libère des gaz à 1'i n- térieur du récipient qui contient l'élément du condensateur. Si cet état de chose se prolonge pendant un temps plus ou moins long, il peut entraîner une détérioration rapide ou une destruction complète du condensateur. Pour éviter ce danger, on prévoit ordinairement un évent ou soupape dans le récipient ou boîtier contenant le condensateur.
Cet évent est éta bli pour s'ouvrir à une pression de gaz déter minée développée à. l'intérieur du condensa teur, pour permettre à l'excès de gaz de s'échapper de l'intérieur du récipient. Une forme bien connue de soupape consiste en une calotte de caoutchouc percée montée de ma nière appropriée dans une partie de la paroi du récipient, de préférence dans le couvercle ou le disque de fermeture, et disposée pour être distendue sous l'action de la pression de gaz, de manière que l'ouverture s'ouvre et permette aux gaz de s'échapper.
Ce type de soupape présente certains in- convénients qui peuvent dans certains cas nuire à. son fonctionnement et sa sécurité après un emploi prolongé. L n de ces inconvé nients est le fait que le fonctionnement est sensiblement détruit avec le vieillissement en raison de la détérioration ou durcissement du caoutchouc.
Un autre inconvénient est. dû au fait que l'ouverture ou trou d'épingle dans 1e diaphragme en caoutchouc se bouche avec des impuretés extérieures ou des sels précipités de l'électrolyte, ce qui produit une interrup tion complote ou un non-fonetionnement pratique de l'action d'une telle soupape.
Le dessin ci-joint montre, à titre d'exem ples, quatre formes d'exécution de l'objet de la présente invention.
La fig. 1 représente une coupe verticale d'un condensateur électrolytique.
La fi-. 2 montre une disposition de borne: modifiée du condensateur de la fig. 1, et Les fi-. 3 et 4 sont d'autres vues en coupe partielle représentant des dispositifs de con nexion modifiés.
Dans les diverses figures, les éléments semblables sont désignés par les mêmes réfé rences numériques.
Se référant. au dessin, la fig. 1 représente un élément de condensateur électrolytique sec, comprenant un récipient métallique 1.(1 fermé à une extrémité et dans lequel est in séré un élément de condensateur roulé 11 comprenant deux ou plusieurs électrodes en ruban séparées par des bandes d'espacement en papier ou en<I>gaze</I> d'une manière bien con nue dans la. technique.
Le récipient 10 pré sente près de son extrémité ouverte un épaule ment ou un élargissement sur lequel repose une pièce de fermeture ou disque en sub stance isolante 13, ce dernier consiste, de pré férence en une substance plastique ou mou- lable, par exemple un produit de condensation de phénol et de formaldéhyde connu sous la. marque déposée de "Bakélite" bien qu'on puisse évidemment utiliser ici d'autres sub stances isolantes. Le disque 13 présente un évidement. périphérique prévu de manière à recevoir une couronne 14 en une substance molle facilement déformable telle que le caoutchouc.
Par-dessus la surface de la cou ronne en caoutchouc 14 se trouve une bague métallique 15 présentant une ou plusieurs languettes en saillie comme indiqué en 16 et 17, afin de faciliter le montage du condensa teur sur un support ou panneau, par exem ple le châssis d'un poste radio. Le disque 13., la couronne 14 et la bague de montage 15, après avoir été assemblés l'un sur l'autre, sont serrés et maintenus fermement en posi tion en emboutissant ou serrant le bord du récipient contre la bague 15, ce qui assure en même temps un joint étanche entre le disque 13 et le récipient 10.
Le condensateur représenté peut être du type usuel où la cathode ou électrode non re couverte est connectée au récipient métal lique, qui sert de borne négative au conden sateur. A cet effet, une languette de con nexion 18 en saillie sur la cathode et pouvant faire partie de la feuille de cathode ou être fixée sur elle de toute manière convenable est disposée dans l'espace compris entre le bord rabattu du récipient 10 et l'ensemble de fermeture susmentionné d'une manière telle que la languette 18 soit fermement pres sée contre la paroi du récipient et maintenue en contact électrique intime avec le récipient et la bague 15 lorsque l'extrémité du réci pient est rabattue de la manière décrite.
La borne positive ou d'anode consiste en un seul fil 12 en un métal formant pellicule tel -que l'aluminium. Ce fil a une portion aplatie reliée à l'anode, par exemple par rive tage, par empilement ou de toute autre ma nière convenable qui assure un contact élec trique effectif entre la portion aplatie et l'électrode en même temps qu'un support mé canique suffisant. Dans la réalisation mon trée, il est de plus prévu une pièce métallique creuse telle qu'un rivet ou un manchon 20, de préférence en aluminium, monté ou fixé sur le disque 13i, de toute manière appropriée, par exemple en étant ,noyé dans le disque pendant le moulage lorsqu'on utilise un disque en ba- ltélite ou autre substance plastique convena ble.
La tête du rivet 20 assure une bonne fixation au disque et si on emploie un man chon, la même fixation peut être assurée au moyen d'un rebord ou d'un prolongement latéral équivalent (voir la fig. 4) pour assu rer un ancrage efficace dans le disque 13.
Le manchon métallique 20 fait saillie sur le disque 18 et afin de réaliser la connexion avec le fil 12, la partie supérieure non apla tie de ce fil est insérée dans le manchon ou rivet 20 et ce dernier est déformé, par exem ple, par écrasement au moyen d'un outil con venable, de manière à venir en contact étroit donc en contact électrique effectif avec le fil. Le fil en saillie peut être de longueur suffisante pour servir de borne de connexion au condensateur ou bien on peut prévoir une borne de soudure séparée 22 dont un manchon 21 s'adapte sur le rivet 20 et est monté ou ancré dans le disque 13 d'une manière ana logue au manchon 20. Dans ce cas, les trois pièces, c'est-à-dire le fil 12 et les manchons 20 et 21, seront amenées à force en contact intime par déformation ou écrasement.
La borne 22 peut consister en un métal différent, par exemple en cuivre, car il n'y a aucun danger que l'électrolyte vienne en contact avec le joint réunissant la borne et le rivet 20, ce qui supprime toute possibilité de corrosion de ce joint.
Les plaquettes de montage 16 et 17 qui peuvent être en tout nombre désiré et prévues dans une disposition relative désirée facilitent beaucoup le montage du condensateur sur un panneau ou un support en enfilant les pla quettes à travers des ouvertures convenables du panneau et en les tordant ou les déformant pour bloquer le condensateur sur le panneau.
En ce qui concerne l'emploi de certains condensateurs électrolytiques à boîtiers mé talliques ou en aluminium du type susmen tionné ou de tout autre type, le circuit dans lequel on emploie le condensateur peut être prévu de telle manière que le récipient du condensateur constitue l'une des bornes, il peut devenir prudent ou nécessaire d'isoler électriquement le récipient du socle ou du châssis métallique sur lequel est monté le condensateur. Il est usuel de prévoir dans ce but une rondelle isolante entre le récipient et le panneau.
Cet expédient, cependant, ne suf fit pas dans bien des cas, car le récipient peut alors se trouver à un potentiel électrique élevé par rapport au panneau ou au châssis ou à tout autre élément de circuit à découvert ou accessible. Cet inconvénient est éliminé en revêtant la surface extérieure du récipient contenant le condensateur d'une couche mince isolante telle que de l'acétate de cellulose, de la résine, un vernis, de préférence un produit de con densation du phénol tel que le vernis bakélite, du caoutchouc ou toute autre substance ayant des caractéristiques convenables pour réali ser un revêtement isolant qui tienne bien comme représenté en 23 sur le dessin.
Se référant au dessin (fig. 2), dans le dis positif de connexion modifié, le rivet ou man chon 20 est supprimé et le fil est directement inséré dans le manchon 21 de la borne de sou dage 22. Dans ce but, cette dernière est mo-ti- lée ou montée d'une autre manière dans le disque isolant 13. Afin d'empêcher la corro sion par une venue en contact de l'électrolyte avec le fil 12 et le manchon 21, le disque 13 présente une dépression centrale sur son côté inférieur qui est prévue pour loger une rondelle 26 en une substance facilement déformable, telle que le caoutchouc.
Le fil de connexion 12 présente une partie élargie 25 portant contre la rondelle 26 une fois assemblée, tan dis qu'un autre disque isolant 27 est placé sur la face inférieure du disque 13, de manière â serrer la rondelle 26 lorsque les éléments sont serrés l'un sur l'autre pendant l'emboutis sage du bord du récipient 10 contre la bague de montage 15. Afin de faciliter l'assem blage du fil 12 et du disque 27, ce dernier est: de préférence réalisé avec une fente radiale allant du centre à la, périphérie extérieure pour permettre l'insertion latérale de la por tion non aplatie du fil. Dans l'exemple re présenté, cette fente serait à angle droit du plan du dessin.
Se référant à, la fig. 3, la réalisation re présentée du dispositif de connexion est telle que la pièce métallique montée dans le disque 13 a la forme d'un rivet plein présentant un tenon de connexion 31 serré entre son rebord extérieur et le disque 13 et une rondelle de caoutchouc 3? intercalée entre son rebord in térieur et le disque 13. L'extrémité intérieure du rivet. présente un prolongement tubulaire disposé pour recevoir l'extrémité non aplatie du fil 12 et est déformée, par éeraseinent par exemple, pour assurer une connexion élec trique et mécanique entre le fil 12 et le ri vet 29.
Dans ce cas, ce dernier serait en même métal que l'anode pour empêcher la corrosion au joint de connexion. La réalisation représentée sur la fig. -1 est analogue à celle de la fil-. 1 et comprend un manchon de borne 31 ayant un rebord noyé ou moulé dans le disque 13 à une distance suffisante de la surface intérieure du disque pour éviter le contact avec l'électrolyte à. l'in térieur du récipient, et une borne séparée 33 ayant un prolongement tubulaire 32 adapté sur le manchon 31.
Les manchons 31 et 3? et la portion non aplatie du fil sont connec tés et maintenus en contact intime par défor mation d'une manière analogue à celle décrue pour les dispositifs précédents. Afin de libérer le condensateur des gaz en excès pendant le fonctionnement, on peut pré voir une soupape consistant en une bague 31 en un alliage métallique (fig. ?) remplaçant la rondelle en caoutchouc 14 de la fig. 1.
Cette bague 34 consiste en un alliage métal lique d'une composition telle qu'il fonde à une température prédéterminée, ce qui per met aux gaz en excès libérés o-i l'intérieur du condensateur de s'échapper vers l'extérieur.
A. titre d'exemple, des résultats satisfaisants ont. été trouvés avec une combinaison de plomb, d'étain et de bismuth en proportions diverses pour assurer une température de fu sion désirée à laquelle la. soupape commence à fonctionner dans toutes conditions de fonc tionnement données. Le tableau suivant in dique plusieurs combinaisons d'un tel alliage et leurs températures de fusion respectives propres aux buts de l'invention.
EMI0005.0001
Plomb <SEP> % <SEP> 32',0 <SEP> 25,8 <SEP> 25,0 <SEP> 431,0 <SEP> 33,3 <SEP> 10,7 <SEP> 50,0 <SEP> 3i5,8 <SEP> 20,0 <SEP> 70,9
<tb> Étain <SEP> % <SEP> <B>1</B>5,5 <SEP> 19,8 <SEP> <B>1</B>5,0 <SEP> 14,0 <SEP> 33,3 <SEP> 213,1 <SEP> 33,0 <SEP> 52a1 <SEP> 60,0 <SEP> 9-,1
<tb> Bismuth <SEP> % <SEP> 52,5 <SEP> 54,4 <SEP> 60,0 <SEP> 43,0 <SEP> 3,3,3 <SEP> 66,2 <SEP> 17,0 <SEP> 12,1 <SEP> 20,0 <SEP> 20,0
<tb> Temp.
<SEP> de
<tb> fusion <SEP> <B>0</B> <SEP> F <SEP> 204,8 <SEP> 2'13,8 <SEP> 257,0 <SEP> 262,4 <SEP> 293,0 <SEP> 298,4 <SEP> 321,8 <SEP> 357,8 <SEP> 359,6 <SEP> 453,2
<tb> <B>0</B> <SEP> C <SEP> 96 <SEP> 101 <SEP> 125 <SEP> 128 <SEP> 145 <SEP> 148 <SEP> 161 <SEP> 181 <SEP> 182 <SEP> 2,34 D'autres alliages satisfaisants peuvent com prendre du zinc, du cadmium, du magnésium et de l'aluminium en combinaison avec du plomb, de l'étain ou du bismuth.
Un procédé simple pour réaliser un alliage de ce genre consiste à utiliser un creu set en acier ordinaire dans lequel on fond d'abord le métal qui a le point de fusion le plus élevé, puis on ajoute successivement les autres métaux en correspondance de leurs points de fusion, c'est-à-dire que le métal ayant le point de fusion le plus bas est ajouté le dernier. L'alliage est soigneusement mé langé, puis est moulé dans une forme désirée de la manière usuelle ou peut être laminé et découpé. D'une autre manière, on peut obtenir la forme finale par pression ou refoulement d'une manière bien connue.
Dans des condensateurs électrolytiques utilisant des plaques ou une feuille métal lique en une substance constituant une pelli cule telle que de l'aluminium, du tantale, du titane, etc. ou un alliage de deux ou plu sieurs de ces métaux, les électrodes sont en général soumises à un traitement anodique ou oxydation anodique pour former une pelli cule isolante servant de diélectrique dans le condensateur terminé. La pellicule obtenue par traitement anodique ou formation électro lytique consiste en un oxyde d'aluminium et (ou) des formes hylratées d'oxyde d'alumi nium. La surface de la pellicule possède une certaine porosité qui augmente à mesure que la température des électrodes augmente.
Cette augmentation de porosité de la surface de la pellicule est de toute évidence due aux coef ficients différents de dilatation de la surface de la pellicule et de la plaque ou feuille con ductrice constituant l'électrode. Des pertes électriques additionnelles sont produites en résultat de cette augmentation de porosité aux hautes températures et entraînent à leur tour un accroissement additionnel de la tem pérature. Ceci a pour résultat une détériora tion rapide et cumulative et la destruction finale du condensateur à moins de prévoir des moyens pour libérer le condensateur d'une manière sûre et efficace des gaz en excès à partir d'une température déterminée.
Une soupape .;du type susdécrit est par suite par ticulièrement adaptée dans ce but en ce qu'elle permet un réglage critique de la tem pérature de fonctionnement par le choix con venable de la. combinaison d'alliage utilisée pour toutes conditions de fonctionnement données.
Une autre raison en faveur de la sécurité et de l'efficacité de la soupape susdécrite est que la rondelle en alliage métallique se trouve en contact intime avec le récipient métallique contenant le condensateur. De cette manière, lorsque le condensateur s'échauffe pour une raison quelconque de surcharge ou autre, la chaleur engendrée est rapidement conduite par le métal du récipient à la substance de la rondelle. Il en résulte qu'un prompt fonc tionnement est assuré à une température dé terminée, ce qui combat immédiatement à sa naissance toute condition dangereuse.
En d'autres termes, dans la soupape décrite, la cause même de perturbation, c'est-à-dire l'excès de chaleur dû à la surcharge, déter mine le fonctionnement de la soupape plutôt que la pression de gaz qui résulte de cette cause comme c'était le cas dans les soupapes précédentes qui ont été rappelées au début de l'exposé.
Il est clair que l'invention n'est pas limi tée aux exemples de réalisation montrés et dé crits.