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STRUCTURES DE BORNES POUR DISPOSITIFS ELECTRIQUES. la présente invention concerne des structures de bornes pour des dispositifs électriques tels que des condensateurs et plus particulièrement un procédé et des moyens pour réaliser un scelle- ment hermétique entre les bornes et le bottier métallique contenant un condensateur ou autre appareil électrique.
Dans la technique usuelle, les bornes de sortie de conden- sateurs électriques traversent le bottier métallique au moyen d' une vis ou d'un rivet monté de manière isolante dans une paroi du bottier. La vis ou le rivet est maintenu centré au moyen de ron- delles isolantes en liège, bakélite ou analogue collées sur le bottier par une plaque ou un vernis. Une telle structure de borne de condensateur ne fournitpas un scellement convenable du bottier et ne protège pas le condensateur contre la pénétration d'humidité atmosphérique.
Même si le bottier peut recevoir un scellement con-
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venable au moment de la fabrication, il existe un certain degré de coulage à froid ou contraction de la bakélite, du liège, du caout- chouc ou autre substance, ainsi qu'une contrainte mécanique exercée sur la borne qui tendent à relâcher le joint de borne, et par suite détruire ou diminuer la qualité du scellement.
Un des objets de la présente invention est de .surmonter cette difficulté et de prévoir un montage de borne pour des conden- sateurs électriques ou autres appareils électriques qui assure un scellement hermétique permanent entre le bottier protecteur et les bornes du condensateur ou autre appareil électrique.
Les objets et caractéristiques de l'invention seront ex- posés en détail dans la description suivante donnée en relation avec les dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 représente une vue en section droite d'un condensateur utilisant une structure de borne incorporant des carac- téristiques de l'invention; la figure 2 est une vue agrandie en section droite d'un élément métallique qui est utilisé dans une structure de borne mo- difiée incorporant des caractéristiques de l'invention; et,
Les figures 3 et 7 représentent des vues partielles mon- trant d'autres modifications de structures de bornes incorporant des caractéristiques de l'invention.
Sur les dessins, les éléments correspondants des diverses figures sont désignés par les mêmes références numériques.
Se référant plus particulièrement à la figure 1, un con- densateur 10 du type roulé bien connu ou de tout autre type convena- ble est monté dans un boîtier métallique 11 ayant un fond 12 et un couvercle 13 hermétiquement fixés de toute manière convenable sur les parois latérales du récipient, parexemple par soudure ou brasure comme indiqué en 14 et 15 respectivement. Le couvercle 13 est pour- vu d'ouvertures à travers lesquelles sont enfilés des oeillets ou manchons métalliques 17 ayant un rebord 18 qui repose sur la sur- face extérieure du couvercle au voisinage des ouvertures. Le rebord 18 est hermétiquement fixé sur le couvercle 13 par exemple par sou-
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dure ou brasure comme indiqué en 19.
Un conducteur 21 est disposé centralement par rapport à l'oeillet 17 et en est isolé par un bloc en substance isolante 20 remplissant complètement l'espace intérieur et en liaison intime avec la paroi intérieure de l'oeillet.Les fils de connexion des électrodes du condensateur 10 sont électriquement reliés aux conducteurs 21 par exemple par soudure ou de toute autre manière convenable. Une rondelle plastique 23 en caoutchouc ou ana- logue pourvue d'une ouverture centrale est placée sur la portion prolongée du conducteur 21 en contact avec le bloc isolant 20 et la face supérieure du rebord 18 de l'oeillet.
Le conducteur passe de plus à travers un manchon ou oeillet 24 s'adaptant étroitement sur le conducteur et ayant à son extrémité inférieure un rebord 25 en contact avec la rondelle plastique 23 et son autre extrémité 26 dis- posée pour être soudée ou connectée d'une autre manière sur un con- ducteur d'un circuit électrique. Une autre rondelle 27 en substance isolante sensiblement rigide par exemple en porcelaine, bakélite, fibre ou analogue, pourvue d'une ouverture centrale entoure le man- chon 24 en contactant la face supérieure du rebord 25. Le manchon 24 est électriquement et mécaniquement fixé au conducteur 21 de toute manière convenable par exemple par sertissage ou écrasement du dit' manchon 24 comme représenté en 29 et 29' respectivement.
Dans le montage de la structure de borne, le conducteur 21 est enfilé à travers la rondelle plastique 23, le manchon 24 et la rondelle isolante 27, puison exerce une pression sur la face extérieure de la rondelle 27 pour comprimer la. rondelle plastique 23 et tout en maintenant cete rondelle comprimée, on exécute le sertissage du manchon 24. On obtient ainsi une monture de borne qui, tout 'en assurant une connexion mécanique robuste entre le bottier et le conducteur de borne, assure également une résistance appro- priée du joint entre le conductuer 21 et le manchon 17 et le bloc isolant 20 à la flexion ou autres efforts exercées sur le conducteur ou la borne pendant le transport et la manipulation du condensateur.
Le rebord 25 du manchon 24 peut être formé après $insertion de la borne à travers l'ouverture centrale de la rondelle 27. De préférence,
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cependant, le manchon 24 est moulé en une rondelle ou autre pièce de substance thermoplastique avant l'assemblage, comme représenté par exemple plus clairement sur la figure 3.
La substance isolante 20 consiste de préférence en un verre mou ou un compound céramique capable de couler facilement et de réa- liser une liaison ferme avec la surface de la paroi intérieure de l'oeillet 17 et avec le conducteur 21. Afin d'assurer une liaison ferme entre la surface intérieure de l'oeillet 17 et la substance isolante 20, l'oeillet 17 consiste en un métal ou alliage métallique convenable ayant sensiblement le même coefficient de dilatation en fonction de la température que la substance isolante, ou d'une autre manière, puisque de tels métaux sont coûteux, l'oeillet peut être réalisé à partir d'une feuille bi-métallique comme représenté sur la figure 2;
cet élément bi-métallique est constitué par une feuille extérieure plus résistante 40 en un métal relativement bon marché et une couche intérieure mince 30 en platine ou en un alliage métal- lique présentant les caractéristiques sus-mentionnées pour assurer un scellement efficace et une liaison intime entre l'oeillet et le, substance isolante 20. Le conducteur 21 peut consister dans la même substance que l'oeillet 17 ou la couche 30 ou peut également être de structure bi-métallique comprenant un coeur ou noyau interne en un métal relativement bon marché tel que le cuivre ou analogue revêtu d'une couchede platine ou d'un alliage équivalent à peu près de la. même manière que pour l'oeillet bi-métallique comme représenté sur la figure 2.
Le métal extérieur 31 peut être du cuivre, du nickel, du fer ou autre métal ou un alliage peu coûteux qui peut facilement être étamé et soudé sur le couvercle 13 du bottier 11.
Des alliages qui conviennent pour la couche intérieure de l'oeillet 17 ou si désirable pour l'oeillet entier au cas où la substance isolante 20 est du verre ou autre substance fusible céra- mique ou vitreuse, sont connus sous les marques déposées de Kovar, Fernico ou Dumeit. La Demanderesse a cependant trouvé qu'une feuille bi-métallique comprenant une couche mince de platine présente des avantages particuliers en raison de la quantité relativement faible
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de platine nécessaire pour produire un tel ruban bi metallique.
Le ruban bi-métallique peut être réalisé de façon convenable en brasant l'un sur l'autre un ruban de cuivre, de nickel ou analogue avec un ruban notablement plus mince de platine puis en laminant la bande composite à l'épaisseur désirée. D'une autre manière, la première bande métallique peut être revêtue d'un cote d'une couche mince de platine électrolytiquement ou par réduction chimique de sels de pla- tine.
Pour ce dernier procédé,, du chlorure de platine peut être pul- vérisé et mélangé avec deux parties environ en poids d'une huile aromatique telle que.de l'huile de romarin ou analogue afin de réa- liser une peinture qui est appliquée sur la surface du métal de base au moyen d'un pinceau ou par un dispositif pulvérisateur convenable. la feuille de métal de base peinte est alors soumise à une augmen- tation graduelle de température jusqu'à 4000 a. environ, sur quoi la couche de platine résultante sera intimement liée au métal de base. Dans certains cas, la Demanderesse a trouvé désirable d.ajouter pendant la préparation de la peinture une petite quantité dchlorure d'or pour faciliter l'étamage ultérieur de la couche métallique.
On peut avantageusement utiliser à cet effet du chlorure d'or en une quantité allant jusqu'à 25% de la quantité deplatine.
Il est clair que la solution de peinture peut être appli- quée soit sur la feuille de métal de base ou sur .-l'oeillet modelé à l'avance. L'oeillet revêtu de platiné de la figure 2 ou l'oeillet simple de la figure 1 sont fermement fixés sur le verre ou la céra- mique 20 en enfilant le conducteur en platine ou alliage de platine 21 au centre de l'oeillet 17 et en insérant par dessus le conducteur 21 un manchon ou rondelle mis en forme à l'avance 20 en verre ou autre substance isolante et, tout en maintenant le conducteur 21 en position axiale dans l'oeillet 17, en appliquant un échauffement suffisant pour fondre la substance isolante 20 et la faire couler dans l'oeillet 17 et autour du condensateur 21.
Une température con- venable pour fondre la substance isolante 20lorsqu'on utilise du verre mou est de 800 C. à 900 c environ. La substance isolante sera alors intimement liée à la surface intérieure de l'oeillet et
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au conducteur 21. Lorsqu'on utilise un élément bi-métallique, on obtient l'avantage que, par suite de la contraction du métal de base de l'oeillet en se refroidissant, une résistance mécanique addition- nelle est conférée au scellement.
Bien qu'il puisse exister une rigidité mécanique suffi- sante entre l'oeillet 17, la substance isolante 20 et le conducteur 21, la portion en saillie du conducteur 21 peut être facilement ren- due lâche et le scellement brisé par une courbure excessive ou autre contrainte exercée par inadvertance sur le conducteur pendant le transport et la manipulation. Afin de contrebalancer cet inconvé- nient, dans la structure de la figure 1 sont prévus la rondelle iso- lante plastique 23, l'oeillet ou manchon 24 et la rondelle isolante 27 disposés et montés comme décrit ci-dessus.
Il est clair que par ce mode de construction montré dans la figure 1 aucun effort de courbure n'est pratiquement transmis de la portion du conducteur 21 qui s'étend à l'extérieur au scellement ou joint entre le conduc- teur et le bloc isolant 20.
Dans la figure 3 est représentée une autre modification de la structure de borne disposée pour éliminer l'effet d'un effort de courbure sur le conducteur 21. Un oeillet métallique simple ou bi- métallique 33 ayant un rebord 34 se terminant par une portion re- tournée vers le haut 35 est fixé sur le couvercle.13 d'une manière convenable par exemple par brasure ou soudure comme indiqué en 35' et une pièce de borne 36 moulée à l'avance en bakélite ou autre subs- tance plastique, ayant un rebord 37 et une ouverture centrale pour laisser passer la portion prolongée du conducteur de connexion, est fixée sur le bottier en roulant ou écrasant le rebord 35 de l'oeillet en prise mécanique avec le rebord 37 de la pièce 36. Cette dernière possède un manchon de borne 38 fermement moulé en son intérieur en contact avec le conducteur 21.
La borne 38 représentée sur la figure 3 est analogue à celle de la figure 1 et la connexion électrique est obtenue en sertissant le manchon 38 comme précédemment décrit. On doit comprendre qu'on peut utiliser d'autres types de bornes et que la connexion électrique peut être réalisée par soudure ou brasure de
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la borne sur le conducteur 21.
Sur la. figure 4, est représentée une disposition modifiée pour fixer mécaniquement un manchon de borne 24 sur le conducteur al. Le ruban de bakélite ou de porcelaine 40 est pouvu de trous dans lesquels sont montés des oeillets 41 ayant des rebords intérieurs et extérieurs fermement pressés contre la surface supérieure et la sur- face inférieure du ruban. La base des oeillets demeura oontre la surface supérieure externe du couvercle 13 et l'espace interne des oeillets est rempli de soudure 42 pour assurer une connexion mécani- que ferme. Le ruban 40 peut être fixé sur le couvercle 13 de toute autre manière convenable assurant une connexion ferme et étanche au liquide. Une ouverture est prévue dans le ruban isolant pour le pas- sage du conducteur 21.
Afin de connecter convenablement le couvercle 13 à la base de l'oeillet 41, la portion voisine de l'ouverturedans le couvercle 13 est déprimée vers l'intérieur pour recevoir le re- bord 18 de l'oeillet 17 qui y est fixé et qui r emplit le même but que dans la construction précédente.
Suivant une autre modification de l'invention, le couvercle, du boîtier est repoussé ce qui remplace et permet de supprimer 1' oeillet précédemment déorit. Une telle disposition est représentée @ sur la figure 5 dans laquelle le couvercle 13 est pourvu d'un colère- poussé conique 45 obtenu en courbant vers l'extérieur avec un certain angle le bord de l'ouverture circulaire du couvercle 13. La portion @ recourbée 45 est revêtue sur sa surface interne d'une couohe 45' d'un métal ou alliage tel que du platine ayant sensiblement le même coefficient de dilatation en fonction de la température que le verre < ou autre substance isolante précédemment décrite.
Une pièce en pour oelaine 46 percée d'un trou est insérée dans le col repoussé 45-45* du couvercle 13 et un composé isolant 47 tel que du verre mou est appliqué à l'état de fusion pour constituer un filet entourant la borne et après refroidissement être en liaison intime avec la surface glacée 48 de la pièce en porcelaine 46 d'une part et avec la coucha intérieure.45 du col 45 d'autre part. Ceci peut être réalisé de la
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manière préoédemment décrite à propos de la figure 2.
D'une autre manière, une couche métallique peut être appliquée sur le glaçage de la pièce en porcelaine comme représenté dans la réalisation montrée sur la figure 6. Dans cette figure, la pièce de porcelaine 46 pourvue d'une ouverture centrale et d'une surface glacée ou revêtue de verre 47 est revêtue d'une couche mé- tallique 50 par exemple en la peignant avec un composé or-platine et en la traitant comme précédemment décrit. La borne de porcelaine revêtue de métal peut être soumise à une température de 800 C. en- viron ce qui fait adhérer fermement la couche métallique 50 sur la paroi 47. :La couche métallique 50 peut être étamée avec de la, sou- dure ordinaire et ensuite soudée dans le col 45 du couvercle 13.
Le col repoussé 45 est d'une forme telle qu'un filet de soudure 51 rai- sonnablement important assurera un joint mécanique robuste entre la pièce de porcelaine 46 et le couvercle 13. Un oeillet métallique 56 est enfilé à travers l'ouverture centrale de la pièce 46 et à travers un tenon de borne convenable 54 puis est pressé ou écrasé pour as- surer un joint mécanique robuste avec une deuxième couche métallique or-platine 55 convenablement isolée de la. couche métallique 50. Un conducteur de borne 56 sert à connecter électriquement une électrode du condensateur à la borne 54 et est enfilé à travers l'oeillet 53 et enroulé autour de la borne 54. Puis le sommet entier de la struc- ture est hermétiquement scellé et le trou de l'oeillet 53 est fermé en lui appliquant une masse de soudure 57.
Dans une modification du dispositif de la figure 6, l'iso- lateur en porcelaine peut être directement appliqué sur le récipient comme représenté sur la figure 7, dans laquelle le couvercle 13 est pourvu d'une ouverture, et une surface circulaire 58 autour de 1' ouverture est convenablement rendue rugueuse par gravure, jet de sable, attaque chimique ou d'une autre manière. La surface rendue rugueuse est revêtue 'd'un émail 59 passé au feu pour assurer la li- aison entre l'émail et le couvercle 13. Un tel procédé d'émaillage peut être analogue aux procédés utilisés dans le commerce pour la fabrication d'émaux de cuisine. Une couche métallique 60 est alors
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appliquée sur la surface émaillée 59 d'une manière précédemment décrite à propos de la figure 6 puis convenablement étamée.
Un oeil- let 61 est inséré dans l'ouverture du récipient et à travers l'ou- verture de la borne 54 et convenablement écrasé. ou pressé en prise mécanique avec les deux face? externe et interne du couvercle 13.
Un fil de connexion 56 est fixé sur la borne 54 d'une manière ana- logue à celle décrite à propos de la figure 6 et l'ensemble est cou- vert de soudure pour effectuer une liaison hermétique de la borne sur le bottier.
Il est clair que, l'invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation décrits et montrés mais est au contraire sus- ceptible de nombreuses modifications et adaptations sans sortir de son domaine.