Brevet FR2034323A1 — publié le 19701211

La présente invention concerne et a essentiellement pour objet un dispositif formant interrupteur ou disjoncteur de circuit dans le vide ou analogue et les diverses applications et utilisations résultant de sa mise en oeuvre, ainsi que les appareils, 5 systèmes, circuits, ensembles, unités, machines, équipements et installations qui en sont pourvus. Cet interrupteur ou disjoncteur est du type comportant une enveloppe ou un boîtier métallique délimitant une chambre ou enceinte d'extinction ou de soufflage d'arc, une paire de pièces de contact respectivement fixe et 10 mobile dans l'enveloppe ou le boîtier et une chambre électriquement - isolante, fixée à au moins une extrémité de la chambre ou enceinte d'extinctionoudesoufflage d'arc. Comme tous les interrupteurs ou disjoncteurs de circuit dans le vide sont actionnés ou fonctionnent dans le vide, on 15 peut prévoir qu'ils possèdent,entre autres avantages, les suivants: 1 °- la dimension globale diminue beaucoup parce qu'une très petite distance de séparation entre les pièces de contact permet à l'interrupteur ou au disjohcteur de résister à de hautes tensions. 20 2°- cette diminution en dimension entraîne à la fois la simplification du mécanisme de manoeuvre ou de commande associé et un accroissement de la vitesse de réponse ou de réaction de celui-ci. 3°- à cause de la grande vitesse à laquelle des ions 25 produits sont diffusés et éteints immédiatement après une interruption du courant particulier, l'interrupteur est rapidement rétabli dans son état isolant pour résister à tout nouvel à-coup de tension en assurant qu'il peut interrompre rapidement et efficacement une forte intensité de courant s'écoulant à travers 30 celui-ci tout en améliorant la fiabilité ou sûreté de fonctionnement » 4°- les deux pièces de contact ou électrodes ont des surfaces respectives maintenues propres à tout moment et susceptibles d'entrer toujours en contact mutuellement l'une avec l'autre dans 35 un état sans oxydation en permettant ainsi à une haute intensité de courant de les traverser facilement. En outre, il n'est pas à craindre que l'intérieur de l'enceinte ou enveloppe à vide, mise sous vide puisse être contaminée ou poluée jusqu'à détériorer ou affecter la capacité de l'interrupteur. Ainsi une longue durée de 40 vie utile est assurée sans aucun entretien. r 69 07390 2 2034323 Des interrupteurs de circuits dans le vide, possédant les avantages précités, sont décrits et revendiqués par exemple dàns les brevets américains N° 3.230.286, 3.231.705 et 3.082.307. Dans les interrupteurs de circuit dans le vide classiques, l'enveloppe 5 ou l'enceinte comportant une paire de pièces de contact susceptibles d'entrer mutuellement en contact, disposéesdans celle-ci, est généralement constituée par l'une quelconque des matières métalliques qui peuvent être facilement i-amollies quand elles sont chauffées et oxydées jusqu'à diminuer en résistance mécanique et augmenter 10 en perméabilité auxgaz à des températures élevées. Par ailleurs, afin d'empêcher une tension extraordinaire de se produire entre les deux pièces de contact, due à la coupure, ou à l'écrêtage du courant lors de l'interruption, ainsi que pour empêcher les pièces de contact de se souder l'une à l'autre, 15 il a été proposé d'inclure un métal à bas point de fusion^tel que le bismuth, le tellure, l'antimoine, l'argent ou analogue, dans la matière destinée à former les pièces de contact, comme cela a été divulgué dans les brevets américains il0 2.975.255 et 3.246. 979. 3e tels métaux à bas point de fusion, lorsqu'ils sont évaporés 20 ou vaporisésjont tendance à adhérer facilement à des métaux tels que le fer, le nickel, etc... Dans le cas ou l'enveloppe est constituée par du fer ou du nickel, un tel métal à bas point de fusion,;tel que Récrit ci-dessus et incorporé aux pièces de contact, peut être évaporé ou vaporisé et adhère à la surface de paroi 25 interne de l'enveloppe pendant l'opération combinée de chauffage et de mise sous vide et lors de la formation ou de l'amorçage d'un arc entre les pièces de contact qui produit une diminution de l'aptitude de l'interrupteur associé à résister à des hautes tensions. _ 30 Afin de vider l'enveloppe de l'interrupteur pour la mettre sous un vide élevé tout en la maintenant à une température élevée dans le but d'améliorer les caractéristiques de celui-ci ainsi que pour augmenter la durée de vie utile ou de service, il est très désirable de prévoir une matière métallique pour l'enveloppe 55 qui soit à résistance thermique élevée, difficile à oxjrder aux températures élevées et à faible perméabilité au^gaz, alors qu'en même temps un métal impliqué à ba.s point de fusion est difficile à faire adhérer à la matière métallique. Il est également désirable' d'empêcher l'enveloppe , mise sous un vide élevé à une haute 40'température, d'être déformée par l'air environnant ou ambiant. COPY 69 07390 3 2034323 En conséquence, c'est un but de l'invention de créer un nouvel interrupteur ou disjoncteur perfectionné de circuit dans le vide susceptible d'être vidé pour être mis sous un vide élevé à une haute température pour augmenter ainsi sa fiabilité ou 5 sûreté de fonctionnement. C'est un autre but de l'invention de déterminer la corrélation entre le diamètre extérieur d'une enveloppe métallique d'ion interrupteur de circuit dans le vide et son épaisseur de paroi pour permettre à l'interrupteur d'être vidë jusqu'à un vide élevé 10 à une haute température en entraînant un accroissement supplémentaire de la -fiabilité ou sûreté de fonctionnement. C'est encore un autre but de l'invention de créer un nouvel interrupteur ou disjoncteur perfectionné de circuit dans le vide, comportant une paire de pièces de contact susceptibles d 'entrer 15 en contact l'une avec l'autre, contenant un métal à bas point de fusion et disposées dans une enveloppe ou un boîtier métallique et susceptible d'être chauffé à une haute température et vidée jusqu'à un vide élevé pour améliorer ainsi la fiabilité ou sûreté de fonctionnement de l'interrupteur ainsi que pour lui conférer 20 d'excellentes propriétés en vue de son aptitude à résister à des hautes tensions. C'est un autre but&e l'invention de créer un interrupteur de circuit dans le vide comprenant des moyens perfectionnés pour empêcher l'air environnant de déformer l'enveloppe métallique . 25 concernée mise sous un vide élevé à une haute température. L'invention réalise les objectifs précités par la création d'un interrupteur dasn le vide comprenant une paire d'organes ou éléments de contact de commutation ou d'interruption, une paire de tiges électriquement conductrices, portant respectivement les 30 deux éléments de contact' d'interruption ou de commutation et une enveloppe ou un boîtier métallique comportant ladite paire d'éléments de contact disposée dans celui-ci, ledit interrupteur éi?ant caractérisé en ce que l'enveloppe cylindrique est constituée par de l'acier inoxydable et comporte, disposé à au moins une extrémité, 35 un isolant électrique sous la forme d'un cylindre creux pour constituer une enveloppe vidée ou mise sous vide, l'isolant entourant la tige conductrice associée en étant en liaison étanche au vide avec celle-ci. Au moins l'un des éléments de contact peut de préférence 40 contenir un métal à bas point de fusion, dont les points respective 69 07390 4 2034323 ment de fusion et d'ébullition sont respectivement inférieurs et dont la pression de vapeur est supérieure à ceux du cuivre. L'acier inoxydable peut être avantageusement un acier inoxydable non magnétique à structure austénitique consistant en 5 au moins 10% en poids de chrome, au moins Sfo en poids de nickel et le restant étant constitué par du fer à l'exception de très petites quantités d'impuretés occasionnelles. Afin d'empêcher l'enveloppe cylindrique, constituée par l'acier inoxydable non magnétique tel que décrit ci-dessusjd'être 10 déformée à l'état chauffé et mis sous vide par l'action d'une force extérieure telle que la pression de l'air ambiant, l'enveloppe peut avoir un diamètre extérieur D en mm et une épaisseur T en mm satisfaisant à la relation suivante : ^ - 0)8 D (D - 20) - 1 15 100 2 où î a une valeur minimale de 0,5 mm et D est remplacé par 240 pourvu que le diamètre extérieur ait une valeur excédant 240 mm. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'interrupteur de circuit dans le vide peut comprendre une paire d'éléments 20 de contact d'interruption ou de commutation, une enveloppe cylindrique en acier inoxydable comportant une paire d'éléments de contact disposée dans celle-ci, une plaque d'extrémité métallique perforée ou. traversée par un trou, montée ou ajustéedans au moins une extrémité de l'enveloppe cylindrique et soudéeà cette 25 extrémité et un isolant électrique sous la forme d'un cylindre creux, fermé à une extrémité et- fixé par l'autre extrémité à la plaque extrême ou terminale pour créer une enveloppe mise sous vide. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caracté-30 risques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront au cours de la description explicative qui va suivre, en se reportant aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemples illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels : 35 - la figure ^représente une vue en élévation^partiellement en coupe longitudinale, d'un interrupteur de circuit dans le vide ou analogue construit conformément aux principes de l'invention; - la figure 2 est une vue semblable à la figure 1 mais représentant une variante ou modification de l'invention; 40 - la figure 3 est une vue fragmentaire en élévation, partielle 69 07390 5 2034323 ment en coupe longitudinale, d'un autre mode de réalisation de l'invention, représentant une pièce de contact fixe et les composants associés; - la figure 4 est une vue fragmentaire en élévation, 5 partiellement en coupe longitudinale, d'encore une autre variante de l'invention, représentant une pièce de contact mobile et les composants associés; - les figures 5 et 6 sont des vues semblables respectivement aux figures 3 et 4 mais représentant différentes modifications 10 de l'invention; et - la .figure 7 est une vue en coupe d'un dispositif de chauffage qui peut être utilisé dans l'invention, certaines parties étant représentées en élévation . Dans toutes les figures, les mêmes chiffres de référence 15 désignent des composants correspondants ou similaires. En se reportant maintenant aux dessins et en particulier à la figure 1, on voit que l'agencement représenté dans celle-ci comprend une enveloppe circulairement cylindrique 10 en une matière métallique, qui sera décrite ci-après, ayant une plaque 20 extrême ou terminale 12 ou 13 en toute matière métallique appropriée, comportant un orifice central 14 ou 15 et ajustéeétroitement, ou encastrée dans chaque extrémité de l'enveloppe cylindrique 10 pour former une chambre d'extinction d'arc désignée d'une façon générale par le chiffre de référence 16. les plaques extrêmes 25 12 et 13 sont de préférence constituées par la même matière que l'enveloppe 10 avec une épaisseur relativement grande e£ ont les surfaces extérieures sensiblement alignées ou en affleurement avec les faces terminales respectives de l'enveloppe 10. Les plaques extrêmes 12 et 13 sont alors soudées par les bords 5) périphériques extérieurs respectivement aux extrémités adjacentes de l'enveloppe 10 en assurant une liaison d'assemblage étanche au vide entre l'enveloppe et chacune des plaques extrêmes. ïïn manchon ou une douille métallique 20 ou 21" a une portion extrême ajustée ou encastrée avec une liaison d'assemblage étanche au vide dans T> l'orifice central 14 ou 15 respectivement de la placue 12 ou 13 et l'autre extrémité reliée suivant une jonction étanche au vide à une extrémité d'un isolant électrique 22 ou 23 sous la forme d'un cylindre creux. Les isolants 22 et 23 peuvent être -constitués en toute matière électriquement isolante appropriée telle que le 40 verre ou la céramique. Un couvercle ou chapeau métallique perforé 69 07390 6 2034323 ou traversé par un orifice 24 ou 25, sous la forme d'une cuvette ou coupelle, esf relié ,suivant une jonction étanche au vide, à l'autre extrémité de l'isolant 22 ou 23 avec son ouverture faisant face à l'isolant associé, les manchons et couvercles sont de 5 préférence en toute matière métallique appropriée à coefficient de dilatation thermique proche de celui de la matière des isolants et peuvent être commodément réunis avec les isolants respectifs en mène temps qu'a lieu le moulage de ces derniers. Les manchons métalliques, les isolants et les couvercles métalliques sont 10 disposés- coaxialement les uns par rapport aux autres et par rapport à l'enveloppe 10 pour former, aux deux extrémités de cette dernière ou de la chambre d'extinction d'arc 1 6} une paire de « chambres électriquement isolantes communiquant avec celle-ci et désignées dîne façon générale respectivement par les chiffres de 15 référence 26 et 27. 3n outre, les composants, 10, 12, 13, 20, 21, 22, 23, 24 et 26 forment une enveloppe fermée ou enceinte close destinée à être mise sous vide. Comme le montre la figure 1, un soufflet métallique ou analogue 28 a une extrémité fixée suivant une liaison d'assemblage 20 étanche au vide à l'un des couvercles, à savoir le couvercle inférieur 25 dans cet exemple et l'autre extrémité pénétrant dans l'isolant associé 23 et étant fermée par une plaque métallique extrême 30. k Une tige fixe 32, en une matière électriquement conductrice 25 appropriée quelconque, s'étend transversalement suivant une jonction de fermeture hermétique à travers le couvercle supérieur 24 et s'étend ensuite à travers la chsiibre isolante 26 coaxialement à celle-ci jusqu'à ce qu'elle atteigne .sensiblement la. portion médiane de la chambre d'extinction d'arc 16. La tige fixe 32 comporte 30 un élément de contact fixe 34 porté par l'extrémité- libre située dans la chambre 16. D'une façon similaire, une tige mobile 33j de la même matière que la tige fixe 32, traverse centralement respectivement le soufflet et la chambre isolante inférieure pour pénétrer dans la chambre d'extinction d'arc 16, ladite tige 35 traversant la plaque extrême 30 du soufflet en étant en jonction étanche avec celle-ci. Dans la chambre d'extinction d'arc 16, la tige mobile 33 est alignée d'une façon précise avec la tige fixe 32 et porte,à l'extrémité libre, un élément de contact mobile 35 situé en face ou en regard de l'élément de contact fixe 34 en 40 laissant un intervalle d'écartement ou espacement analogue exister COPY 69 07390 2034323 entre ceux-ci. De cette manière, les éléments de contact 34 et 35 sont approximativement disposés centralement à l'intérieur de la chambre d1 extinction d'arc 16. Les pièces de contact 34 et 35 peuvent être de préférence en cuivre. 5 Comme cela est révélé dans la demande de brevet américain en instance N0 808.263 intitulée "Interrupteur de circuit dans le vide" et déposée le 18 Mars 1969 par les mêmes demandeurs et cédée au même cessionnaire que la présente demande de brevet, un premier élément de protection ou d'écran 36, formant cloison 10 sous la forme d'un anneau mince, est fixé rigidement à la surface intérieure de la plaque extrême supérieure 12, par exemple par soudage ou brasage et un second élément d'écran ou de protection en forme de disque 38 est monté fixement sur la tige fixe 32 entre le premier élément 36 et l'élément de contact fixe 34 dans un but 15 qui sera mis en évidence ci-après. Des éléments 37 et 39, identiques aux éléments 36 et 38, sont fonctionnellement associés respectivement à la plaque extrême inférieure 13 et à la tige mobile 33 de la même manière que les éléments 36 et 38. Les seconds éléments d'écran ou de protection 38 et 39 ont chacun un diamètre 20 extérieur plus grand à la fois que le diamètre de l'orifice central associé 14 ou 15 de la plaque extrême 12 ou 13 et que le diamètre intérieur de l'isolant associé 22 ou 23, tandis que les orifices centraux 14 et 15 ont chacun un diamètre plus petit que le diamètre intérieur de l'isolant associé 22 ou 23. 25 Afin de mettre sous vide les chambres 16, 26 et 27, un tube d'évacuation, de vidage ou d'aspiration 40 s'étend à travers l'une des plaques extrêmes en étant en jonction étanche avec celle-ci, à savoir la plaque extrême supérieure 12 dans l'exemple représenté. Après que cet -ensemble ait été mis sous vide par l'intermédiaire 30 du tube d'évacuation 40, et cette mise sous vide suivie par la fermeture ou l'obturation du tube, un mécanisme de commande (non représenté) peut être actionné pour déplacer la tige de contact mobile 33 afin de la rapprocher et de l'éloigner de la tige de contact fixe 32 respectivement pour mettre la pièce de contact mobile 35 en contact 35 avec la pièce de contact fixe 34 et l'écarter de celle-ci. La chambre d'extinction d'arc 16 procure un espace servant à y détendre ou à y dilater un arc électrique formé ou amorcé entre les éléments de contact 34 et 35 lors de l'interruption d'un courant traversant l'interrupteur et également à diffuser et éteindre COPY 69 07390 8 2034323 rapidement des ions produits par l'arc électrique et abandonnés le long de la trajectoire d'arc après que le courant ait été annulé, de sorte que la rigidité' diélectrique ou résistance disruptive de la chambre est ainsi rapidement rétablie pour 5 compléter ou achever l'opération d'interruption. Ainsi, on se rendra compte que la chambre d'extinction d'arc est un composant essentiel régissant la fonction d'interruption de l'interrupteur de circuit dans le vide. Les chambres isolantes 26 et 27 et en particulier les 10 isolants 22 et 23 fonctionnent également pour maintenir les éléments de contact séparés 34 et 35 dans un bon état électriquement isolant. Par conséquent, chacun des isolants 22 ou 23 est conçu et construit de façon à avoir une dimension physique procurant une résistance disruptive ou rigidité diélectrique sxifTisante 15 pour résister à toute tension élevée•appliquée entre les éléments de contacts 34 et 35 par le circuit électrique associé. Il est bien connu qu'afin de. vidanger des interrupteurs de circuit dans le vide jusqu'à obtenir un vide élevé afin d'accroître la capacité ou le pouvoir d'interruption de ceux-ci, 20 il est nécessaire de chauffer les composants de l'interrupteur jusqu'à une haute température, suffisante pour libérer ou dégager des gaz absorbés ou occlus par les composants pendant l'opération de vidage ou de mise sous vide. D'autre part, les composants, définissant la chambre d'extinction d'arc 16 ainsi que les éléments 25 de contact 34 et 35 peuvent être en contact avec l'arc dit de coupure ou d'interruption de façon à être élevés à une température maximale possible, supérieure aux températures des parties restantes de l'interrupteur en cours de fonctionnement. Par conséquent, les composants, définissant la chambre d'extinction d'arc ainsi 30 que les éléments-de contact doivent être chauffés jusqu'à atteindre ou dépasser une température maximale rencontrée en cours de fonctionnement pendant que l'interrupteur est mis sous vide durant un long intervalle de temps, suffisant pour obtenir un vide élevé désiré. Ceci conduit à la nécessité d'utiliser une matière 35 métallique capable de résister à une telle température élevée pendant une longue période de temps et destinée à l'enveloppe 10 et aux éléments associés formant la chambre d'extinction d'arc. Cela signifie que la matière pour l'élément formant enveloppe 10 et de préférence pour les plaques extrêmes ou terminales 12 et 13 40 devra être d'une résistance thermique élevée et difficile à oxyder -COPY 69 07390 9 2034323 à dss températures élevées tout en ayant une mauvaise ou médiocre perméabilité avacgaz. Il a été constaté que l'enveloppe 10, formée d'acier inoxydable, pouvait être rnaintenuedans son état rais sous vide à une 5 température élevée pendant une longue période de temps. On a également constaté que, dans une atmosphère de vide, même à la chaleur correspondant à la coloration rouge, les aciers inoxydables étaient d'une résistance mécanique élevée, à oxydation très basse et empêchés d'être détériorés d.ans leur- structure et permettaient 10 seulement à une très petite quantité de gaz quelconque de les traverser. Ainsi, l'enveloppe 10, constituée en acier inoxydable, peut être mise sous un vide élevé à une haute température pendant une longue période de temps. Il a été- trouvé en outre que la matière optimale pour l'enveloppe 10 est un acier inoxydable 15 non magnétique à structure austénitique, composé d'au moins 10/o en poids de chrome et d'au moins 6fo en poids de nickel, le restant . étant constitué par du fer à l'exception de très petites quantités d'impuretés occasionnelles. Il existe récemment la tendance à utiliser des pièces de 20 contact électrique contenant un métal à bas point de fusion tel que le bismuth, le tellure, l'antimoine, l'argent ou analogue dans des interrupteurs de circuit dans le vide afin d'emoêcher une tension extraordinaire de se produire entre les pièces de contact en raison de l'écrêtage, otdl de la coupure 25 de l'intensité de courant lors de l'interruption et d'empêcher JLes pièces de contact de se souder l'une à l'autre comme indiqué précédemment. On peut se référer aux brevets américains n° 2.975» 255 et 3.246.979. Les métaux à bas point de fusion sont caractérisés en ce que leurspoints respectivement de fusion et d'ébullition 30 sont inférieurs et ±eur-pression-de vapeur est- supérieure à ceux du cuivre. Dans ces conditions, le métal particulier à bas point de fusion, incorporé dans l'une ou l'autre des pièces de contact ou dans les deux à la fois, est évaporé ou vaporisé pour procurer une haute pression de vapeur, pourvu que les pièces de contact 35 soient chauffées à une température élevée pendant l'opération combinée de chauffage et de mise sous vide et/ou quand un arc électrique est établi entre elles. De tels métaux, quand ils sont évaporés ou vaporisés^ sont généralement aptes à adhérer au fer, au nickel , etc... et ont également une faible aptitude à 40 résister à des tensions électriques. Par conséquent, si un tel 69 07390 10 2034323 métal à bas point de fusion a adhéré è une partie ou à des parties quelconques de l'élément 10' formant enveloppe et des éléments associés tels que les éléments de protection ou d'écran 36, 37, 38 et 33, ceci entraîne alors une diminution de tension 5 suffisante pour maintenir les cléments de contact 34 et 35 et par conséquent les tiges de contact 32 et 33 électriquement isolées de telles portions ayant déposé le métal sur cel,.es-ex. Pour éviter cet inconvénient ou perturbation, de nombreuses expériences ont été exécutées dans les mêmes conditions avec 10 divers métaux afin de déterminer auxquels de ces métaux, il est difficile de faire adhérer des métaux à bas point de fusion. Les résultats de ces expériences sont indiqués dans le tableau I suivant : TABLEAU I 15 Acier ino- Acier ino- Alliage Eickel Fer Acier ©ivre xydable non xydable fai- . Kovar -pur pur au pur. magnétique blement magné- • carbone tique Bismuth 1 2 30 70 60 . 50 40 20 Tellure 1 2 30 50 60 60 70 Dans., le tableau I, les épaisseurs des films ou pellicules de bismuth ou de tellure, adhérant aux métaux, sont exprimées par des valeurs relatives, en supposant que la pellicule ou le film 25 correspondant, ayant une épaisseur d'une unité,a adhér^à. l'acier inoxydable non magnétique, tel que spécifié ci-dessus. Sur le-tableau I, on voit que le bismuth et le tellure sont difficiles à faire adhérer aux aciers inoxydables. Ceci est vrai dans le cas des métaux à bas,point de fusion autres que le bismuth et le 30 tellure. Les résultats des expériences indiquent également que l'enveloppe 10,- constituée en acier inoxydable, a la surface intérieure caractérisée par une haute résistance à l'action chimique de tout notai vaporisé, même sous su pression de vapeur augmentée à une température élevée et par une faible contamination 35 ou pollution par le métal particulier à b...s point de' fusion, évaporé ou vaporisé en provenance de l'une ou l'autre ou des deux pi-bces de contact associées, même sous une haute pression de vapeur de celui-ci, en assurant que l'aptitude de l'interrupteur à résister à ime tension électfique et les caractéristiques de coupure ou 40 d'interruption sont empêchées de se détériorer. COPY 69 07390 n 2034323 Par conséquent, en mettant l'invention en pratique, l'enveloppe 10 devra être composée d'acier inoxydable et de préférence d'acier inoxydable non magnétique comme indiqué ci-dessus, tandis que les plaques extrêmes 12 et 15 sont de préférence composées 5 du même type d'acier inoxydable que l'enveloppe. Dans ces conditions, l'un ou l'autre des éléments de contact 54 et 55 ou les deux à la fois peuvent contenir un métal à bas point de fusion tel que décrit ci-dessus sans craindre que la paroi interne de la chambre d'extinction d'arc 16 soit contaminée ou polluée par un 10 tel métal dégagé par l'élément ou les éléments de contact. Il est également désirable de constituer les éléments de protection ou d'écran 56 à 39 en acier inoxydable. On comprendra facilement que l'enveloppe 10, constituée en acier inoxydable, peut diminuer en résistance mécanique et 15 augmenter en perméabilité ausgaz à des températures élevées plutôt qufe. la température ambiante. Afin d'empêcher l'enveloppe en acier inoxydable d'être déformée par l'action d'une force de'compression appliquée extérieurement à celle-ci pendant l'opération combinée de chauffage et de mise sous vide tout en maintenant l'intérieur 20 de l'enveloppe sous un vide élevé comme cela est exigé, il est nécessaire de rendre 1' épaisseur de l'enveloppe supérieure à une certaine limite. Gomme résultat des expériences exécutées avec des interrupteurs de circuit dans le vide tels que ceux précédemment décrits, ayant différentes dimensions, on a conclu que 25 l'enveloppe 10 doit avoir une épaisseur égale ou supérieure à 0,5 mm pour les interrupteurs de petite taille tandis que plus le diamètre extérieur de l'enveloppe est grand, plus le rapport de l'épaisseur au diamètre extérieur de celle-ci devra être grand. Si l'acier inoxydable non magnétique à structure austénitique, 30 tel qu'indiqué précédemment, est utilisé pour constituer l'enveloppe, on a constaté que 1'épaisseur T en m et le diamètre extérieur D en mm doivent satisfaire à la relation suivante : T ^ _D + 0^8 ' D (D - 20) ^ ^ 100 1002 55 II a été constaté en outre que, même en tenant compte des changements ou variations admissibles, du type d'acier inoxydable, du temps de chauffage, de la température de chauffage, du degré de -vide dans l'enveloppe 10,etc..., l'épaisseur de l'enveloppe doit toujours satisfaire à la relation suivante : 69 07390 OU : 5 0,8 D (D-20) - 1 ' ? 100^ (3) Par ailleurs, on a déterminé que, si le diamètre extérieur D est égal ou supérieur à 240 mm, D doit être remplacé par une valeur de 240 dans chacune désolations (1 )A(2) et (3). Il a été 10 constaté en outre qu'un accroissement de l'épaisseur de l'enveloppe contact respectivement fixe et mobile 32 et 33 soient alignés avec précision l'un par rapport à l'autre et que les éléments de contact respectivement fixe et mobile 34 et 35 aient leurs surfaces opposées maintenues exactement parallèles les unes aux 20 autres tout en ayant ces conditions d'alignement et de parallélisme efficacement empêchées d'être altérées ou supprimées à cause d'une déformation quelconque de l'enveloppe 10 qui pourrait se produire pendant l'opération de soudage et pendant l'opération combinée de chauffage et de mise sous vide. A cet effet, les 25 surfaces internes des deux portions extrêmes de l'enveloppe 10 sont préalablement mécaniquement formées, façonnées ou conformées de façon à avoir leursaxes longitudinaux alignés avec précision l'un avec l'autre et les plaques extrêmes 12 et 13 sont ajustées ou montées encastrées dans les parties extrêmes formées de 30 l'enveloppe. Les bords périphériques extérieurs des plaques extrêmes sont de préférence sensiblement alignés ou en affleurement avec les extrémités adjacentes de l'enveloppe. Les bords des plaques extrêmes sont alors soudés aux extrémités respectives de l'enveloppe 10. 35 Ce procédé garantit que les axes longitudinaux des surfaces extrêmes cylindriques internes de l'enveloppe 10 soient alignés avec précision entre eux tandis que les parties extrêmes de l'enveloppe 10 sont exemptes de toute déformation qui peut se produire pendant l'opération de soudage subséquente pour la raison que les 40 plaques extrêmes sont étroitement ajustées ou encastrées dans les 10 au delà d'une certaine limite provoque une augmentation de l'effet de refroidissement et par conséquent, des améliorations de la capacité d'interruption ou du pouvoir de coupure de l'interrupteur de circuit dans le vide résultant. 15 II est important que les axes longitudinaux des tiges de 69 07390 13 2034323 extrémités de l'enveloppe. De même, quand l'enveloppe 10 est chauffée jusqu'à une température élevée pour être ramollie pendant l'opération de mise sous vide, chacune des plaques extrêmes 12 ou 13 est ajustée ou encastrée à fond dans l'extrémité associée 5 de l'enveloppe 10, de sorte que la surface périphérique extérieure de la plaque extrême supporte la pression de l'air appliquée à l'enveloppe. Ainsi, les plaques extrêmes 12 et 15 servent à renforcer l'enveloppe 10 en empêchant toute déformation de celle-ci. Il en résulte que l'intérieur de l'enveloppe 10 peut être chauffé 10 à une température plus élevée pour être vidangé afin de réaliser un vide élevé. En cours d'usage ou de fonctionnement, les axes longitudinaux des tiges de contact respectivement fixe et mobile 32 et 35 sont également alignés avec précision entre eux tandis qu'en même temps, 15 les éléments de contact fixe et mobile 34 "et 55 peuvent être en bon contact mutuel l'un avec l'autre sous une pression de surface uniformément .répartie sur toutes les surfaces en contact de ceux-ci avec pour résultat que les deux éléments de contact 54 et 35 sont empêchés de se souder entre eux. L'addition d'un métal 20 à bas point de fusion à au moins l'un des éléments de contact contribue à empêcher ce soudage des éléments de contact. En outre, le soufflet 28 est empêché d'avoir appliqué à celui-ci une force oblique ou inclinée par rapport à l'axe longitudinal de celui-ci, afin d'augmenter sa durée de service ou de vie utile. De même, 25 des avantages concomitants proviennent de ce que l'opération d'assemblage est exécutée d'une manière facile et rapide. En se reportant maintenant à la figure 2, on voit que chacune des plaques extrêmes 12 ou 15 a un diamètre quelque peu supérieur au diamètre extérieur de l'enveloppe 10 et une portion 30 cylindrique 42 ou 43 s'étendant à partir de la périphérie externe perpendiculairement à la plaque et formant partie intégrante ou solidaire de celle-ci, comme cela peut être obtenu par un procédé de pressage. Les plaques extrêmes sont chacune soudées par l'extrémité de la portion cylindrique respective aux portions adjacentes 35 de l'enveloppe 10 en étant légèrement écartées ou espacées de l'une et l'autre extrémité de celle-ci au moyen d'un joint soudé 18 ou 19. A d'autres égards, l'agencement est identique à celui représenté par la figure 1 sauf que le second élément de protection ou d'écran a été omis. 40 Sur la figure 3, l'enveloppe 10 est pourvue à une extrémité, 69 07390 14 2034323 par exemple à l'extrémité supérieure, d'un, évidenent périphérique intérieur 44. Dans l'extrémité élargie de l'enveloppe 10 est ensuite étroitement ajustéeou encastrée une plaque terminale ou extrêne 12 comportant une rainure ou gorge, annulaire 46 sur la 5 surfs.ce exposée et un rebord ou une nervure annulaire 43 disposé à l'extérieur de la rainure 46 sur la même surface et en contact sur le côté périphérique externe avec la surface interne de la portion extrême de l'enveloppe 10, l'extrémité de la nervure ou du .rebord étant sensiblement alignée ou en affleurement avec 10 l'extrémité de l'enveloppe. Le rebord ou la nervure 40 est ensuite joint ou assemblé d'une façon étanche par l'extrémité à l'extrémité de l'enveloppe 10 au moyen d'un.joint soudé 18. Si on le désire, une plaque extrême inférieure, semblable en configuration à la plaque extrême supérieure telle que décrite 15 ci-dessus, peut être fonctionnellement reliée à l'extrémité inférieure à configuration complémentaire ou conjuguée de la plaque extrême de l'enveloppe. Une portion ou un premier élément d'écran ou de protection 36, fixé à la plaque extrême 12, comporte une portion cylindrique 2D creuse 52 faisant saillie dans la chambre isolante associée 26 fermée par un couvercle plat 24» Un second élément d'écran ou de protection 38, sous la forme d'une cuvette ou coupelle^est monté siu?la tige fixe 32 avec l'ouverture de la cuvette ou coupelle orientée ou dirigée vers un élément de contact fixe 34. A d'autres 25 égards, la disposition est identique à la partie correspondante de l'agencement tel qu'illustré- sur la figure 1. La figure 4 représente une autre forme de la. plaque extrême. La plaque extrême,désignée par le chiffre de référence 13 et ayant une surface périphérique 50 chanfreinée ou en biseau, est étroite-30 ment ajustée ou encastrée dans une portion extrême inférieure de configuration complémentaire ou conjuguée de la plaque extrême, de l'enveloppe 10 et soudée en. 19. La placue extrême 13 est traversée centralement par un soufflet ou analogue 28 en liaison étanche avec ladite plaque et dont la face extrême intérieure 35 est sensiblement alignée ou en affleurement avec la surface interne de la placue extrême. Une tige mobile 36 traverse l'extrémité exposée du soufflet 28 et est en liaison étanche au vide avec celle-ci et s'étend lâchement à travers l'extrémité intérieure de celui-ci en ayant un élément de contact mobile 35 fixé à la 4) 'tige 33, à l'extrémité libre» Un second élément d'écran ou de 69 07390 15 2034323 protection 39, sous la forme d'une cuvette ou coupelle, est monté sur la tige de contact 33 et a son ouverture opposée à l'élément de contact mobile 35. Un agencement représenté sur la figure 5 comprend une 5 enveloppe 10 ayant une portion extrême supérieure 52 réduite en diamètre, dans laquelle est étroitement ajustée ou encastrée une plaque extrême 12 sous la forme d'une cuvette ou coupelle peu profonde, avec son fond tourné ou orienté vers l'intérieur de l'enveloppe. La plaque extrême 12 est soudée par le bord d'orifice 10 à l'extrémité réduite de l'enveloppe 10 au moyen d'un joint soudé 18 reliant en pont l'extrémité de l'enveloppe et le bord de la plaque sensiblement aligné ou en affleurement avec celle -ci. A d'autrès égards, l'agencement est identique à.celui*représenté par la figure 3. 15 Sur la figure 6, une enveloppe 10 comporte une portion extrême inférieure 54 de diamètre élargi dans laquelle une plaque extrême 13, sous la forme d'une coupelle ou cuvette peu profonde, est étroitement ajustée ou encastrée en configuration renversée. La plaque extrême 13 est reliée par jonction d'assemblage étanche 20 au vide, à l'extrémité de l'enveloppe 10 par un joint soudé 19 semblable au joint soudé 18 tél que représenté sur la figure 5. Un soufflet ou analogue 28 est relié par une extrémité à la plaque extrême inférieure 13 suivant une jonction étanche au vide. . Une tige de contact mobile 36 traverse l'autre extrémité du souf-25 flet et est en jonction étanche avec celui-ci et comporte m second élément d'écran ou de protection 39 sous la forme d'une cuvette ou coupelle montée sur celle-ci de façon à entourer le soufflet 28. La tige 36 est pourvue d'un élément de contact mobile 35 à l'extrémité libre. 30 Dans les agencements représentés sur les figures 1 à 6, il est à noter que la plaque extrême est en contact avec la portion adjacente de l'enveloppe suivant une dimension relativement grande dans la direction axiale 'de l'enveloppe 10, dans le but de renforcer cette dernière comme indiqué précédemment. 35 L'interrupteur de circuit dans le vide, conforme à 1'invention peut être assemblé de la manière qui sera décrite ci-après en se reportant à la figure 1. L'élément de contact fixe 34, la tige fixe 32, le second élément d'écran ou de protection 38, le premier élément d'écran 40 ou de protection 36, la plaque extrême 12 avec le tube d'évacuation COpy 69 07390 2034323 40, le manchon ou la douille métallique 20, 1*isolant 22 et le couvercle en forme de cuvette ou de coupelle 24 sont d'abord reliés entre eux pour former un sous-ensenble fixe, désigné d'une façon générale par le chiffre de référence 60. L'axe longitudinal 5 de la périphérie extérieure de la plaque extrême 12 est maintenu en position alignée d'une façon précise par rapport à l'axe longitudinal de la tige 32 et aussi exactement perpendiculairement à la surface de contact de l'élément de contact fixe 34, comme cela a été indiqué précédemment. Les composants correspondants, 10 associés à l'élément de conta.ct mobile 35, sont reliés similairement entre eux pour former un sous-ensemble mobile désigné d'une façon générale par le chiffre de référence 61. L'axe longitudinal de la périphérie extérieure de la plaque extrême 13 est également maintenu en position alignée d'une façon précise par rapport à 15 l'axe longitudinal de la tige mobile 33 et exactement perpendiculairement à la surface de contact de l'élément de contact mobile 35. Les sous-ensêmbles 60 et 61 sont ensuite réunis à l'enveloppe 10 en ayant les plaques extrêmes 12 et 13 étroitement ajustées ou encastrées dans les deux portions extrêmes de l'enveloppe 10 avec 20 le bord périphérique extérieur de chaque plaque sensiblement aligné ou en affleurement avec l'extrémité adjacente de l'enveloppe. Ces portion^ extrêmes ont les surfaces internes respectives préalablement usinées pour avoir leurs ases longitudinaux alignés avec précision l'un avec l'autre et avec l'axe longitudinal de l'envelop-25 pe 10. Les plaques extrêmes 12 et 13 sont ensuite soudées suivant une jonction étanche au vide aux extrémités de l'enveloppe 10 respectivement en 18 et en 19. On se rendra compte ainsi que l'interrupteur, tel qu'il est assemblé, comprend les tiges fixe et mobile 32 et 33 ayant les 30 axes longitudinaux alignés avec précision l'un par rapport à l'autre et avec l'axe longitudinal de l'enveloppe 10 , tandis qu'en même temps les surfaces opposées ou en regard des éléments de contact 34 et 35 sont exactement parallèles l'une à l'autre et perpendiculaires d'une façon précise aux axes longitudinaux communs des 35 deux tiges 32 et 33. En d'autres mots, les deux éléments de contact Sont exactement centrés l'un par rapport à l'autre et peuvent entrer mutuellement en contact sous une pression de surface uniformément répartie sur toute la surface de contact de ceux-ci. Les plaques extrêmes 12 et 13, étroitement ajustées ou encastrées 40 dans les extrémités adjacentes de l'enveloppe 10, sont également 69 07390 17 2034323 efficaces pour empêcher cette dernière d'être déformée en. raison de la chaleur produite pendant l'opération de soudage. Par contre, si une plaque extrême en forme de coupelle ou de cuvette est soudée en configuration renversée sur l'orifice de 5 l'enveloppe 10 à une certaine distance axiale de l'éxtrénité correspondante de l'enveloppe pour être quelque peu séparée ou écartée de celle-ci, comme dans l'agencement représenté sur la figure 2, la chaleur, provenant du soudage, peut déformer l'enveloppe. En outre, pendant l'opération de soudage subséquente" exécutée à 10 une température élevée, l'ènveloppe peut être ramollie et déformée d'une façon, appréciable parce qu'elle ne comporte aucune pièce d'insertion telle que la plaque extrême dans celle-ci, susceptible de stçposer à une force extérieure telle que la pression de l'air environnant appliquée à celle-ci, ce qui peut entraîner une erreur 15 dans les positions relatives des sous-ensembles fixe et mobile 60 et 61. Par conséquent, dans l'agencement représenté sur la figure. 2, la portion de la partie extrémej qui est superposée■à l'enveloppe, est de préférence aussi courte que possible. Afin d'améliorer la précision ou l'exactitude d'assemblage 20 avec laquelle les sous-ensembles 60 et 61 sont assemblés dans l'enveloppe 10, les surfaces cylindriques internes d'au moins les deux portions extrêmes de l'enveloppe sont de préférence façonnées ou conformées par exemple par usinage de façon à avoir les axes• longitudinaux alignés avec précision l'un avec l'autre. Les figures 25 1, 3 et 4 montrent les enveloppes ayant été soumises à une telle opération d'usinage. L'agencement de la figure 5 comporte l'enveloppe 10 ayant une portion extrême 52 réduite à un diamètre plus petit tandis que la disposition de la figure 6 comporte l'enveloppe ayant une portion extrême 54 élargie à un diamètre plus grand dans 30 le même but. La figure 7 montre un agencement convenant particulièrement pour chauffer l'ensemble de l'interrupteur comme cela a été précédemment décrit, pendant l'opération de misesous vide. L'ensemble est placé dans un premier dispositif de chauffage.62 comportant 35 un brûleur ou des brûleurs à gaz (non représenté^ pour chauffer le corps entier de l'ensemble. Ensuite, un second dispositif de chauffage 64, tel qu'un brûleur ou des brûleurs à gaz, est disposé autour de l'enveloppe 10 pour chauffer l'enveloppe et l'élément associé seuls. Si on le désire, le second dispositif de chauffage 40 peut être du type à chauffage par haute fréquence. En variante, F 69 07390 18 2034323 l'élément de contact mobile 35 peut être anené en contact avec l'élément de contact fixe 54 et on peut.forcer un courant intense à s'écouler à travers ceux-ci pour produire de la chaleur en raison de la résistance de contact entre les éléments de contact. 5 Dans tous les cas, l'enveloppe 10 et les éléments associés peuvent être chauffés à une température supérieure à la température à laquelle les composants, formant les chambres isolantes 18 et 19; sont chauffés " par le premier dispositif de chauffage 62. Un même temps le tube d'évacuation 40 est relié ot^accordé 10 à tout dispositif approprié d'évacuation, d'aspiration ou de mise ; sous vide, par exemple à une pompe à vide (non représentée) pour vidanger l'intérieur de l'ensemble jusqu'à ce qu'il atteigne le I ' degré de vide désiré. Ensuite, le tube d'évacuation 40 est désaccouplé i de la pompe à vide et obturé et fermé en même temps convenable-15 ment d'une manière étanche au vide. L'interrupteur de circuit dans le vide est ainsi terminé ou fini. Les prenierset seconds éléments d'écran ou de protection 36 ! à 39 contribuent à chauffer la chambre d'extinction d'arc jusqu'à une température élevée désirée pendant que les éléments isolants 20 sont maintenus à une basse température désirée. Les éléments d'écran ou de protection peuvent être constitués de préférence par de l'acier inoxydable pour la même raison que celle précédemment décrite en corrélation avec l'enveloppe 10 et servent à empêcher' j toute vapeur métallique^dégagée dans la chambre d'extinction ! 25 d'arc 10, d'entrer dans les chambrés isolantes 18 et 19 et à empêcher le rayonnement thermique, provenant de la chambre d'extinc- 1 tion d'arc, de surchauffer les chambres isolantes. A cet effet, des distances d'écartement entre chacun des premiers- éléments d'écran ou de protection 36 ou 37 et la tige de contact associée 30 32 ou 35 et entre chacun des premiers éléments d'écran ou de protection et le second élément associé 38 ou 39, doivent être choisies de façon à obtenir l'aptitude à résister aux tensions imposées à l'interrupteur et être aussi courtes que possible. En outre, il est plus efficace de disposer les premiers et seconds éléments 35 d'écran ou de protection a l'intérieur de la chambre d'extinction d'arc 16. I-e f écond, itif de chauffage 64 coopère avec l'élément d'écran ou de protection pour chauffer l'enveloppe et les cléments c.ssociés à mie te pérature plus élevée jusqu'à la coloration de chauffage rouge pendant mie longue période de temps 40 sans surchauffer les chambres isolantes. Les éléments d'écran ou de COPY 69 07390 19 2034323 protection sont décrits plus en détail dans le demande de brevet précitée en instance. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 69 07390 20 2034323 REVENDICATIONS 1- Dispositif formant interrupteur ou disjoncteur de circuit dans le vide ou analogue, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison : une paire d'éléments de contact d'interruption, une enveloppe ou un boîtier sensiblement cylindrique de préférence en 5 acier inoxydable, ayant ladite paire d'éléments de contact disposée dans celui-ci et au moins un isolant électrique sous la forme d'ion cylindre creux, disposé à au moins une extrémité de ladite enveloppe, ladite enveloppe et ledit isolant formant une enceinte mise sous vide. 10 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par une paire de tiges électriquement conductrices, portant respectivement les deux éléments de contact précités et. entourées par l'isolant électrique précité en étant en jonction étanche avec celui-ci. 15 3- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins l'un des éléments de contact précités est constitué par une matière électriquement conductrice contenant un métal à bas point de fusion ayant des points respectivement de fusion et d'ébullition inférieurs et une pression de vapeur supérieure 20 à ceux du cyivre. 4- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'acier inoxydable précité est un acier inoxydable non magnétique à structure austénitique, composé d'au moins 10$ en poids de chrome et d'au moins 6fo en poids de nickel, 25 tandis que le restant est constitué par du fer, à l'exception de très petites quantités d'impuretés occasionnelles» 5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'enveloppe précitée possède une épaisseur en mm satisfaisant à la relation suivante : 30 T 0.8 D0 (D - 20) - 1 ' 100^ où D est le diamètre extérieur en mm, l'épaisseur ayant une valeur minimale de 0,5 mm et D étant remplacé dans ladite relation par une valeur de 240 quand D excède 240 mm. 35 6- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une placue extrême métallique est ajustée ou encastrée dans au moins l'une des deux extrémités de l'enveloppe précitée et l'isolant électrique précité est disposé par une extrémité contre ladite plaque extrême et est fermé à l'autre 69 07390 21 2034323 extrémité par un élément formant couvercle, ladite portion extrême étant soudée à l'extrémité adjacente de ladite enveloppe.