<B>Condensateur et procédé de</B> fabrication <B>de celui-ci</B> On utilise beaucoup les condensateurs au papier, qui sont en général constitués par deux bandes de papier enroulées l'une sur l'autre et dont chacune présente, sur une de ses faces, une électrode constituée par une feuille métal lique ou par un dépôt de métal effectué di rectement sur le papier. Ces condensateurs présentent, en général, de bonnes caractéris tiques électriques, mais sont relativement vo lumineux. En effet, les bandes de papier sont habituellement enroulées sur une pièce cylin drique isolante, cette pièce occupant un volume parfois assez grand par rapport au volume total du condensateur.
Ces condensateurs pré sentent une inductance non négligeable lorsque le contact entre les bornes et les électrodes est fait en un seul point, car chaque électrode forme des spires successives. Pour éviter cette inductance indésirable, on décale axialement les deux bandes, de façon que les deux élec trodes du condensateur fassent respectivement saillie sur les deux faces du cylindre constitué par l'enroulement des bandes. On peut alors faire couler un alliage à point de fusion rela tivement bas sur chacune des faces, pour relier électriquement entre elles toutes les spires d'une électrode.
Cependant, la température nécessaire à la fusion de cet alliage ne permet pas de remplacer le papier par des résines synthétiques présentant d'excellentes propriétés diélectriques, notamment par des résines de la classe des polyesters ou des polycarbures vinyliques, qui ne supportent pas de fortes élévations de température.
On connaît aussi des condensateurs formés par une seule bande de matière diélectrique enroulée sur elle-même et dont une seule face est recouverte de deux dépôts conducteurs dis posés côte à côte et formant les deux électrodes du condensateur. Ces deux dépôts recouvrent pratiquement toute la face de la bande diélec trique et sont disposés de façon à laisser une zone libre entre eux, cette zone ayant la forme générale de zigzags.
De cette façon, lorsque la bande est enroulée, certaines parties d'une électrode se trouvent en regard des parties de l'autre électrode situées sur la spire suivante. Cependant, comme la longueur des spires varie continuellement lorsqu'on enroule la bande sur elle-même, il se produit des décalages entre les parties en regard des deux électrodes, de sorte que la capacité de l'ensemble reste rela tivement faible pour un volume donné.
La présente invention a pour objet un condensateur dont la capacité peut être élevée sous un volume réduit, grâce au fait qu'il est constitué par un ruban en matière diélectrique dont chacune des faces est recouverte d'une électrode, ce ruban étant plié en zigzag.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication de ce condensateur. Ce procédé est caractérisé en ce qu'on effectue un dépôt métallique sur chaque face d'une feuille de matière diélectrique, en ce qu'on plie celle- ci en zigzag de façon à former un corps allongé de forme sensiblement parallélépipédique et en ce qu'on tronçonne ensuite ce dernier, chacun des tronçons obtenus formant un condensateur.
Le dessin annexé représente, schématique ment et à titre d'exemple, une forme d'exécu tion et des variantes de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue explicative en pers pective.
La fig. 2 représente en coupe un conden sateur selon la première forme d'exécution. Les fig. 3 et 4 représentent deux formes d'exécution de la liaison électrique entre les bornes du condensateur et ses électrodes.
La fig. 5 illustre une mise en oeuvre parti culière du procédé de fabrication du conden sateur.
La fig. 1 montre en perspective un ruban 1 en matière diélectrique dont chacune des faces est recouverte d'une électrode 2, respective ment 3. Cette figure montre que le ruban 1 est plié en zigzag et qu'il est ensuite serré de façon à remplir complètement un volume pa rallélépipédique. Grâce à ce pliage en zigzag, les électrodes 2 et 3 n'entrent jamais en contact l'une avec l'autre.
A la fig. 1, le ruban 1 présente une épais seur très grande par rapport à la réalité, ceci afin de rendre plus clair le dessin. Cependant, le ruban 1 peut être en matière très mince et l'on a, par exemple, obtenu d'excellents résul tats en le constituant par une bande de résine de la classe des polyesters de 0,006 mm d'épaisseur. Les électrodes 2 et 3 étaient cons tituées par un dépôt métallique effectué sous vide sur chacune des faces de la bande 1. Un tel condensateur permettait d'obtenir une ca pacité de 1 #tF sous un volume d'environ 1,2 cm3 et pour une tension maximum d'envi ron 1000 volts.
La fig. 2 représente une forme d'exécution d'un condensateur dans lequel le ruban 1 re plié est disposé dans un boîtier 4 en résine synthétique qui est fermé par un couvercle 5. Le bloc formé par le ruban replié 1 est serré entre deux plaques de métal 6 et 7 qui sont chacune reliées par soudure à des fils conduc teurs 8 et 9 sortant du boîtier 4 et du cou vercle 5 par des trous prévus à cet effet. Des anneaux 10 et 11 en caoutchouc sont disposés à l'intérieur du boîtier 4 et pressent élastique- ment les plaques 6 et 7 l'une contre l'autre.
Comme on le voit, les plaques métalliques 6 et 7 constituent chacune un pôle du conden sateur et se trouvent respectivement en contact avec chacune des faces du ruban 1 près des extrémités opposées de celui-ci. Pour augmen ter la résistance mécanique du condensateur et le protéger contre toute influence atmo sphérique, on pourrait remplir le boîtier 4 d'une résine synthétique polymérisable, par exemple de la classe des éthoxylines. Au lieu de constituer les bornes du condensateur de la façon représentée à la fig. 2, on pourrait aussi, comme indiqué à la fig. 3, relier deux conducteurs 12 et 13 aux deux électrodes dis posées de part et d'autre du ruban 1,
par exemple par soudure ou par pression élastique.
La fig. 4 représente une variante dans la quelle la liaison entre les électrodes et les pôles du condensateur est obtenue par des plaquettes 14 et 15 glissées dans des plis du ruban 1. On pourrait évidemment prévoir plu sieurs plaquettes pour chaque pôle, ces pla quettes étant reliées électriquement entre elles et disposées dans différents plis du ruban 1.
Les condensateurs du genre représenté à la fig. 1 sont très avantageux, car ils sont cons titués par une seule bande sans que leur capacité en soit pour autant diminuée. Grâce à la disposition adoptée, ils ne présentent pra tiquement aucun effet d'induction. D'autre part, la distance entre les deux électrodes, qui sont constituées par un dépôt métallique effec tué par évaporation sous vide, ne dépend que de l'épaisseur du ruban diélectrique 1, ce qui permet d'obtenir une très grande constance de la capacité.
Il est aussi possible d'obtenir des conden sateurs ajustés avec précision à la capacité désirée, ceci en prévoyant un ruban 1 un peu trop long pour que la capacité soit supérieure à celle que l'on veut atteindre et en coupant progressivement des parties de ce ruban jus qu'à l'obtention de la capacité voulue. On peut effectuer ces coupes successives sans inter rompre pour autant la mesure de la valeur du condensateur.
En outre, l'humidité n'exerce aucune in fluence sur la valeur du condensateur, car elle ne peut pas pénétrer entre les électrodes et le diélectrique.
La fig. 5 illustre un procédé avantageux de fabrication d'un condensateur du type pré cité. Selon ce procédé, on effectue un dépôt métallique sur chaque face d'une feuille 16 de matière diélectrique, puis on plie cette feuille en zigzag, de façon à former des plis équidistants et parallèles à un de ses bords et à lui donner la forme d'un corps allongé de forme sensiblement parallélépipédique, comme montré très schématiquement à la fig. 5. En suite, on coupe ce corps en plusieurs tronçons, suivant les lignes<I>A, B,</I> C, et chacun de ces tronçons forme un condensateur.
Avant d'effectuer le pliage de la feuille 16, on peut effectuer les dépôts métalliques sur toute la surface des deux faces de celle-ci. Il en résulte que, lorsqu'on a coupé le tronçon, par exemple par sciage, les deux dépôts métal liques qui constituent les électrodes peuvent présenter des parties susceptibles de former un court-circuit entre les deux faces de la feuille par-dessus un bord de celle-ci. Comme le dépôt métallique est excessivement mince, notamment lorsqu'il est effectué par évapora tion sous vide, il suffit d'appliquer une tension électrique aux bornes du condensateur ainsi obtenu pour que les parties de dépôt qui for ment court-circuit soient volatilisées par la décharge électrique qu'elles provoquent.
En pratique, il suffit d'appliquer une tension au condensateur pendant quelques secondes pour que toutes les parties susceptibles de former un court-circuit soient éliminées et que le condensateur soit prêt à l'emploi. II y a lieu de remarquer que l'on peut couper les tron çons en choisissant leur longueur, de façon à obtenir la capacité désirée pour chaque con densateur.
En variante, et au lieu d'effectuer un dépôt unique sur toute la surface de chacune des faces de la feuille 16, on pourrait couvrir cha que face de celle-ci de plusieurs dépôts métal liques en forme de bandes parallèles, ceci de façon que chaque bande d'une face se trouve en regard d'une bande de l'autre face. Ensuite, on plie plusieurs fois la feuille de manière que les plis soient perpendiculaires à la direction longitudinale des bandes et l'on coupe ensuite la tige ainsi formée en plusieurs tronçons, la coupe étant effectuée entre les bandes de dépôt métallique. De cette façon,
l'opération méca nique de coupe ne risque pas de mettre des parties d'un dépôt métallique d'une face en contact avec des parties du dépôt de l'autre face, de sorte qu'il est inutile de soumettre le condensateur à une tension électrique pour éliminer les courts-circuits éventuels.
<B> Capacitor and method of making </B> <B> same </B> Paper capacitors are widely used, which are generally made up of two strips of paper rolled up on top of each other and each of which has, on one of its faces, an electrode constituted by a metal sheet or by a deposit of metal made directly on the paper. These capacitors have, in general, good electrical characteristics, but are relatively bright. Indeed, the strips of paper are usually wound on an insulating cylindrical part, this part occupying a volume which is sometimes quite large compared to the total volume of the capacitor.
These capacitors present a not insignificant inductance when the contact between the terminals and the electrodes is made at a single point, since each electrode forms successive turns. In order to avoid this undesirable inductance, the two bands are axially offset, so that the two electrodes of the capacitor project respectively on the two faces of the cylinder formed by the winding of the bands. An alloy with a relatively low melting point can then be cast on each of the faces, in order to electrically connect all the turns of an electrode to one another.
However, the temperature required for the melting of this alloy does not make it possible to replace the paper with synthetic resins having excellent dielectric properties, in particular with resins from the class of polyesters or vinyl polycarbons, which do not withstand high elevations. temperature.
There are also known capacitors formed by a single strip of dielectric material wound on itself and of which a single face is covered with two conductive deposits arranged side by side and forming the two electrodes of the capacitor. These two deposits cover practically the entire face of the dielectric strip and are arranged so as to leave a free zone between them, this zone having the general shape of zigzags.
In this way, when the strip is wound up, certain parts of one electrode are located opposite the parts of the other electrode located on the next turn. However, as the length of the turns varies continuously when the strip is wound on itself, shifts occur between the parts facing the two electrodes, so that the capacity of the assembly remains relatively low for a volume. given.
The present invention relates to a capacitor, the capacity of which can be high in a reduced volume, thanks to the fact that it consists of a strip of dielectric material, each side of which is covered with an electrode, this strip being folded in a zigzag fashion. .
The subject of the invention is also a method of manufacturing this capacitor. This method is characterized in that a metallic deposit is carried out on each face of a sheet of dielectric material, in that the latter is folded in a zigzag manner so as to form an elongated body of substantially parallelepiped shape and in that 'the latter is then cut, each of the sections obtained forming a capacitor.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, one embodiment and variants of the subject of the invention.
Fig. 1 is an explanatory perspective view.
Fig. 2 shows in section a capacitor according to the first embodiment. Figs. 3 and 4 show two embodiments of the electrical connection between the terminals of the capacitor and its electrodes.
Fig. 5 illustrates a particular implementation of the method for manufacturing the condenser.
Fig. 1 shows in perspective a tape 1 made of dielectric material, each side of which is covered with an electrode 2, respectively 3. This figure shows that the tape 1 is folded in a zigzag fashion and that it is then tightened so as to completely fill a pa ralelepipedic volume. Thanks to this zigzag folding, electrodes 2 and 3 never come into contact with each other.
In fig. 1, the tape 1 has a very large thickness compared to reality, in order to make the design clearer. However, the tape 1 can be made of a very thin material and excellent results have, for example, been obtained by constituting it with a resin tape of the polyester class 0.006 mm thick. The electrodes 2 and 3 were constituted by a metal deposit carried out under vacuum on each side of the strip 1. Such a capacitor made it possible to obtain a capacity of 1 #tF under a volume of approximately 1.2 cm3 and for a maximum voltage of around 1000 volts.
Fig. 2 shows an embodiment of a capacitor in which the folded tape 1 is placed in a case 4 made of synthetic resin which is closed by a cover 5. The block formed by the folded tape 1 is clamped between two metal plates 6 and 7 which are each connected by soldering to conducting wires 8 and 9 coming out of the housing 4 and the cover 5 by holes provided for this purpose. Rubber rings 10 and 11 are arranged inside the housing 4 and resiliently press the plates 6 and 7 against each other.
As can be seen, the metal plates 6 and 7 each constitute a pole of the capacitor and are respectively in contact with each of the faces of the strip 1 near the opposite ends of the latter. To increase the mechanical strength of the capacitor and protect it against any atmospheric influence, the housing 4 could be filled with a polymerizable synthetic resin, for example of the ethoxylin class. Instead of constituting the terminals of the capacitor in the manner shown in FIG. 2, one could also, as indicated in FIG. 3, connect two conductors 12 and 13 to the two electrodes placed on either side of the strip 1,
for example by welding or by elastic pressure.
Fig. 4 shows a variant in which the connection between the electrodes and the poles of the capacitor is obtained by plates 14 and 15 slipped into folds of the strip 1. One could obviously provide several plates for each pole, these plates being electrically connected between them and arranged in different folds of the ribbon 1.
Capacitors of the kind shown in FIG. 1 are very advantageous, because they are constituted by a single strip without their capacity being thereby reduced. Thanks to the arrangement adopted, they exhibit practically no induction effect. On the other hand, the distance between the two electrodes, which are formed by a metallic deposit effected by vacuum evaporation, depends only on the thickness of the dielectric strip 1, which makes it possible to obtain a very great constancy of the capacity.
It is also possible to obtain capacitors precisely adjusted to the desired capacity, this by providing a strip 1 that is a little too long so that the capacity is greater than that which is to be achieved and by gradually cutting parts of this. tape until the desired capacity is obtained. These successive cuts can be made without interrupting the measurement of the value of the capacitor.
In addition, humidity has no influence on the value of the capacitor, since it cannot penetrate between the electrodes and the dielectric.
Fig. 5 illustrates an advantageous method of manufacturing a capacitor of the above-mentioned type. According to this process, a metal deposit is made on each face of a sheet 16 of dielectric material, then this sheet is folded in a zigzag fashion, so as to form folds equidistant and parallel to one of its edges and to give it the shape of 'an elongated body of substantially parallelepipedal shape, as shown very schematically in FIG. 5. Next, this body is cut into several sections, along lines <I> A, B, </I> C, and each of these sections forms a capacitor.
Before carrying out the folding of the sheet 16, the metal deposits can be made over the entire surface of both sides of the latter. As a result, when the section has been cut, for example by sawing, the two metal deposits which constitute the electrodes may have parts liable to form a short-circuit between the two faces of the sheet over an edge. of it. As the metallic deposit is excessively thin, in particular when it is carried out by evaporation under vacuum, it suffices to apply an electric voltage to the terminals of the capacitor thus obtained so that the parts of deposit which form a short circuit are volatilized by the electric shock that they cause.
In practice, it suffices to apply a voltage to the capacitor for a few seconds so that all the parts liable to form a short circuit are eliminated and the capacitor is ready for use. It should be noted that the sections can be cut by choosing their length, so as to obtain the desired capacity for each condenser.
As a variant, and instead of making a single deposit over the entire surface of each of the faces of the sheet 16, it would be possible to cover each face thereof with several metal deposits in the form of parallel bands, this so that each strip on one side is opposite a strip on the other side. Then, the sheet is folded several times so that the folds are perpendicular to the longitudinal direction of the strips and the rod thus formed is then cut into several sections, the cut being made between the strips of metal deposit. In this way,
the mechanical cutting operation does not risk bringing parts of a metal deposit on one side into contact with parts of the deposit on the other side, so that it is unnecessary to subject the capacitor to a voltage electrical to eliminate any short circuits.