Brevet FR2025880A1 — publié le 19700911

La présente invention a pour objet un procédé et un appareil pour le traitement préalable de lampes à incandescence, ce procédé faisant appel à un courant pulsé pour éliminer le claquage et le grillage résultant des lampes à incandescence. Lors de la production des lampes à incandescence, on effectue généralement les essais suivants : si le courant ayant une "valeur efficace de la tension" a été appliqué aux piles de lampes à incandescence neuves, avant qu'elles aient été mises en circuit pour la première fois, un arc se manifeste sur le filament spiralé en W de ces lampes ou dans une partie de cette spirale, dans la maJorité des cas. Le filament spiralé se rompt et la lampe à incandescence devient inutilisable. On suppose que le claquage est dû au fait que les impuretés constituées par des sels alcalins ionisables se vaporisent et, qu'après une ionisation à la température plus élevées une zone de conductivité élevée prend naissance le long du filament spiralé en W. On a suggéré différents traitements préalables pour éliminer le claquage dans les lampes à incandescence neuves, c'est-à-dire sortant de fabrication. Le procédé le plus approprié, mis en oeuvre sur une échelle pratique, est le suivant : une partie seulement de la tension nominale est envoyée aux pâles des lampes à incandescence, par exemple 40 % de la tension, -après quoi on augmente la tension progressivement jusqu'à la tension nominale en quelques minutes. Ce procédé est basé sur la supposition que, sigle filament spiralé en W devient progressivement -incandescent, les impuretés qui se sont déjà vaporisées à une température basse, mais qui ne sont pas encore ionisées, disposent d'un temps suffisant pour s'écarter du voisinage du filament spiralé en W sans atteindre, le long de ce dernier, la température et la concentration qui provoqueraient un claquage. Ce procédé a permis de réduire jusqu'à moins de 1 % le claquage et, de ce fait, le grillage des lampes à incandescence dune puissance pouvant atteindre 100 W. Toutefois, la demanderesse a constaté que, dans le cas de lampes à incandescence d'une puissance supérieure à 100 W et dans le cas de beaucoup d'autres lampes spéciales, par exemple des lampes pour projecteurs, un grand nombre d'entre elles sont détériorées pendant ou après le traitement préalable en raison du claquage. Pour supprimer les difficultés surgissant lors d'une augmentation de la tension il a été proposé (voir brevet hongrois nO 139.886) de coupler en série des lampes neuves avec des lampes traitées au préalable de type similaire et d'appliquer directement et rapidement à l'ensemble une tension nominale, en supposant que les lampes à incandescence traitées au préalable freineront l'augmentation d'interne sité des lampes non-traitées à un degré tel que les lampes ne pourront pas griller Ce procédé s'est montré approprié uniquement dans certaines conditions pour le traitement préalable de lampes à incandescence ordinaires. Etant donné que ce procédé ne peut pas être mis en oeuvre dans des conditions de travail, il n'est plus utilisé. Au cours de recherches effectuées par la demanderesse au sujet de la formation d'arc et du phénomène de claquage qui en résulte, phénomène qui détermine le grillage des lampes à incandescence, spé oralement quand leur puissance est supérieure à 100 W et dans le cas de lampes spéciales traitées au préalable par le procédé précité, la demanderesse a constaté que le claquage est causé par le fait que l'arc jaillissant au cours du traitement préalable, malgré des mesures préventives (tension de démarrage faible, limitation du courant) ne cesse pas assez rapidement et que le filament spiralé en W a le temps de griller. Ainsi, on peut voir que le contrôle du circuit et de la tension ne constitue pas un moyen suffisamment rapide et efficace pour empêcher le claquage dans toutes les circonstances. Cependant, la demanderesse a constaté avec étonnement que sit au moment du premier allumage de la lampe à incandescence neuve, au début de la formation d'arc on met en court-circuit les deux pâles de la lampe, ce qui fait que le courant ne passe pas par le filament spiralé de sorte qu'il n'a pas le-temps de griller, après quoi, on allume de nouveau la lampe à incandescence en mettant ses pôles en court-circuit au début de la formation d'arc, procédé qu'on répète jusqu'à ce que la production d'arc ait complètement cessé et que la lampe à incandescence ne présente plus de phénomène de jaillissement d'arc meme dans les conditions de fonctionnement, on a alors obtenu un traitement préalable approprié, à savoir ltélimination des sels alcalins ionisables et vaporisables et, de ce fait, la suppression du claquage provoquant le grillage du filament spiralé en W. Compte tenu de ce qui précède, la demanderesse a mis au point un nouveau procédé de traitement préalable et elle a élaboré un appareil à fonctionnement rapide doué d'une grande efficacité. L'un des modes de réalisation possible d'un tel appareil est illustré sur la fig. 1 du dessin annexé. Cet appareil comprend une source 1 de tension d'alimentation pulsée (fig. 2), une ou plusieurs résistances 2, une unité de montage 3 pour la lampe Fi, un circuit de différenciation 4, un élément de mise en court-circuit 5 et, si nécessaire, également un convertisseur de phase 6. La constante de temps du circuit de différenciation 4 est inférieure à la durée des impulsions de la source de tension d'alimentation pulsée 1, qui est par exemple un générateur d'impulsions. L'élément de mise en court-circuit 5 est un interrupteur dont le temps de mise en circuit est inférieur à 0,1 milliseconde, tandis que son temps d'ouverture est inférieur aux intervalles compris entre les impulsions de la tension d'alimentation émise par la source 1. la somme de la valeur ohmique des résistances 2 et de la valeur ohmique interne de la source de tension d' alimentation est inférieure à la valeur ohmique de la résistance des lampes à incandescence Fi devant Entre traitées au préalable, ce qui fait que les résistances 2 deviennent inutiles quand on utilise une source de tension d1alimen- station 1 ayant une valeur ohmique interne adéquate. L'agencement de commutation du dispositif de traitement préalable des lampes à incandescence conforme à l'invention est le suivant: les deux bornes de la source 1 de tension d'alimentation pulsée (8 et 9 sur la fig. 2) sont couplées directement à travers une ou plusieurs résistances 2 aux deux pôles de l'unité de montage 3 de la lampe à incandescence Fi devant être traitée au préalable.Le circuit de différenciation 4 est couplé à ces pâles dont les bornes (si, par suite de la structure de 1' élément 5 de mise en courlcircuit un changement de phase s'avère nécessa;Lre, ce changement de phase est assuré par le convertisseur de phase 6) et sont couplées aux bornes de l'élément 5 de mise en court-circult Au moins les bornes de cet élément 5 sont couplées aux pales de l'unité de montage 3 de la lampe à incandescence à traiter au préalable. Un mode de réalisation avantageux de la source de tension d'alimentation pulsée 1 est représentée sur la fig. 2. La source 1 comprend un transformateur triphasé 6 et trois éléments redresseurs 7. Les enroulements primaires du transformateur sont montés en étoile ou en triangle, mais les trois enroulements secondaires sont indépendants les uns des autres. l'entrée du premier et du deux e enroulement secondaire et la sortie du troisième enroulement sont couplées ensemble en un point qui constitue la borne de sortie 8 de la source 1 de tension d'alimentation pulsée. Les bornes qui ne sont pas occupées sont couplées ans bornes des éléments redresseurs et les bornes des éléments redresseurs 7 qui ne sont pas occupées sont couplées directement ou à travers la résistance 2, à l'autre borne 9 de la source de tension. Compte tenu de ce qui précède, le dispositif de traitement préalable des lampes à incandescence est réalisé de façon telle que la lampe à incandescence Pi devant entre traitée au préalable est placée dans l'unité de support 3, par exemple dans le support d'ampoule faisant partie de l'appareil. Si les impulsions de la source de tension d'alimentation pulsée parvenant à la lampe à incandescence commencent à provoquer la formation d'un arc, la résistance interne de la lampe Fi diminuez Le circuit de différenciation 4 fait apparare la chute de la valeur ohmique sous forme d'un saut de tension et fait entrer en action l > in terrupteur 5 qui constitue l'élément de mise hors circuit ; de ce fait, les pâles de la lampe Fi sont mis en court-circuit pendant l'impulsion.Sous 11 effet de l'impulsion, le filament des lampes à incandescence atteint la température de travail ou bien dans le cas oh l'on applique une tension de traitement préalable-plus élevée une température encore plus élevée. En raison de l'effet commun de la température du filament et de la production d'arc qui, par suite de sa courte durée ne peut pas détériorer la lampe, les impuretés gênantes s'évaporent du filament spiralé en W et, de ce fait, une recristallisation prend place dans ce filament, ce qui se traduit par l'augmentation de la durée de vie de la lampe. La durde du traitement préalable de chaque lampe à incandes- cence conformément à l'invention varie entre O,5 e t 3 secondes selon le type de la lampe. - REVICATION8 1.- Procédé de traitement des lampes à incandescence pour éliminer le claquage, ce procédé étant caractérisé par le fait que, si, lors dtun premier allumage de la lampe, un arc jaillit entre les Pâles, ces pâles sont mis en court-circuit et le courant est arrêté, après quoi, on fait cesser I1 état de court-circuit et on allume de nouveau la lampe, ce processus étant répété jusqu'à ce qu'il ne jaillisse plus d'arc entre les pôles de la lampe à incandescence lors de l'allumage0 2.- Appareil destiné à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 en vue du traitement préalable de lampes à incandescence, cet appareil étant caractérisé par le fait qu'il comprend une source de tension d'alimentation pulsée, une unité de support pour la lampe à incandescence devant dtre traitée au préalable, un circuit de différenciation, un élément de mise en court-circuit et, si nécessaire, un transformateur triphasé et des résistances, les bornes de la source de tension étant connectées directement à travers une ou plusieurs résistances, aux pôles de l'unité de montage de la lampe à incandescence devant être traitée au préalable, qui est elle-meme connectée au circuit de différenciation dont les bornes sont connectées (si nécessaire par l'intermédiaire du transformateur triphasé) aux bornes de l'élément de mise en court-circuit, tandis que la borne dudit élément est connectée aux pâles de l'unité de montage de la lampe devant titre traitée au préalable. 3.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la constante de temps du circuit de différenciation est inférieure à la durée de l'impulsion de la source de tension d'alimentation pulsée. 4.- Appareil selon les revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que le temps de fermeture de l'élément de mise en courtcircuit est inférieur à 0,1 milliseconde et que le temps d'ouverture dudit élément est inférieur à l'intervalle de temps compris entre les impulsions successives de la tension d'alimentation. 5.- Appareil selon la somme des revendications 2, 3 et 4, ca ractérisé par le fait qu'on a prévu, entre les bornes de la source de tension d'alimentation et les pôles de l'unité de montage de la lampe à incandescence, une ou plusieurs résistances, la somme des valeurs ohmiques de ces résistances et de la valeur ohmique interne de la source de tension étant inférieure à la valeur ohmique de fonctionnement de la lampe à incandescence devant Qtre traitée au préa lable. 6.- Appareil selon la somme des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que la source de tension d'alimentation pulsée est constituée par un transformateur triphasé et trois éléments redresseurs, les enroulements primaires du transformateur étant couplés en étoile ou en triangle et les trois enroulements secondaires étant indépendants, l'extrémité d'entrée du premier et du deuxième enroulement secondaires et l'extrémité de sortie du troisième enroulement étant couplées à la borne de sortie de la source de tension, les trois autres extrémités de chacun des trois enroulements secondaires étant connectées à l'une des extrémités d'un éléments redresseur de polarité similaire, les autres bornes des éléments redresseurs étant couplées directement ou à travers des résistances à l'autre borne d'entrée de la source de tension d'alimentation pulsée.