Brevet FR2126125A1 — publié le 19721006

- 1 - La présente invention concerne "un procédé permettant de réaliser le pliage de fils métalliques rigides jusqu'à» y compris, le pliage à l'équerre de ces fils sans qu'il soit besoin, à telle fin, d'exercer un effort mécanique important au voisinage de la zone de 5 pliage, une action discrète, manuelle ou automatique, suffisant, dans les conditions de mise en oeuvre du procédé, à assurer ledit pliage. l'invention trouve -une application particulièrement intéressante dans la préparation des traversées métalliques d'éléments verre-métal lorsqu'il est nécessaire d'effectuer obligatoirement un 10 pliage de ces traversées à proximité immédiate du verre. En effet un scellement verre-métal ne peut se trouver soumis à des contraintes mécaniques dépassant un certain seuil sans que le verre ne risque de présenter des amorces de fêlures, et même des fêlures allant jusqu'à la formation d'éclats de verre, qui compromettent la soli-15 dité de l'ensemble et l'étanchéité du scellement ; c'est pourquoi des précautions particulières doivent être prises lorsqu'il est nécessaire d'effectuer un pliage des traversées au voisinage immédiat d'un scellement verre-métal. Des méthodes classiques, bien connues et d'emploi courant, 20 permettent de satisfaire à de telles précautions : par exemple en s'aidant d'un outil de pincement auxiliaire que l'on intercale entre le scellement et la zone du pliage recherché, lequel outil, en maintenant rigide la partie de la traversée métallique afférente au scellement, empêche toute déformation de cette partie et donc évite 25 l'apparition de toute contrainte à l'intérieur du scellement même. Une telle façon de procéder n'est évidemment pas applicable à la préparation de grandes séries de pièces composites verre-métal comme c'est particulièrement le cas lorsqu'il s'agit de monter des relais électriques qui sont constitués d'un interrupteur magnétique 30 à lames souples c'est-à-dire d'un interrupteur comprenant au moins deux lames magnétiques, coopérant entre elles, disposées dans une enceinte scellée classiquement en verre, œs lames étant commandées par un circuit électrique en forme de bobine monté coaxialement audit interrupteur. 35 De tels relais sont connus en soi. l'ensemble, interrupteur magnétique à lames souples et bobine, est disposé sur une plaquette formant embase, en un matériau isolant, à travers laquelle sont sortis des picots métalliques, formant connexions, qui sont reliés 71 06699 - 2 - 2126125 respectivement aux sorties de l'interrupteur à r. ornes souples et aux deux extrémités de l'enroulement formant le. bobine. Un capot, généralement en métal embouti, coiffe le tout, e g une résine, introduite en phase fluide dans la cavité délimitée par l'embase et le 5 capot, réalise, après réticulation, un remplissage isolant et cohérent de l'ensemble qui maintient en place les éléments constitutifs, susdits, du relais. Ceux des picots précités qui constituent les connexions de l'interrupteur à lames souples doivent donc être reliés, par tout 10 moyen convenable, aux deux sorties des deux lames do cet interrupteur. La proximité des scellements verre-métal exclut que cette liaison puisse être effectuée par soudure électrique par points à cause des macrodéplacements accidentels résultant d'un tel mode de liaison. Par ailleurs une jonction à l'étain ne peut être 15 pratiquée de façon exactement reproductible en ce qui concerne la position même de la goutte de soudure : ce qui entraîne des longueurs variables d'entrefer parasite se traduisant par des dispersions des caractéristiques du circuit magnétique constitué par l'interrupteur à lames souples lui-même et par les picots, s'ils sont 20 en métal magnétique, et, en conséquence, du relais ainsi monté. Le procédé suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui-ci en effet ce sont les sorties des lames de l'interrupteur à lames souples qui servent elles-mêmes de picots de sortie desdites lames à travers la plaquette de matériau isolant 25 formant l'embase du relais, après que les deux fils qui constituent ces sorties ont été coudés à l'équerre, parallèlement, à l'écarte-ment correspondant à l'entraxe prévu des picots sur ladite plaquette, ce coudage devant s'effectuer au plus près des extrémités de la "bobine afin de limiter au maximum l'encombrement on longueur du 30 relais et donc au plus près des scellements de l'interrupteur à lames souples lui-même. Comme ce coudage no peut s'effectuer, au moins d'un côté, qu'après introduction de l'interrupteur à lames souples à l'intérieur de la bobine et que, au demeurant, pour des opérations réalisées en grande série, il est préférable que les deux 35 coudages soient obtenus simultanément et donc, obligatoirement, après que l'interrupteur à lames souples a été introduit dans la bobine de commande, il est donc nécessaire que le pliage des deux fils de sortie de 1'interrupteur à lames souples qui permet de 71 06699 2126125 - 3 - parvenir à ces coudages' puisse s'effectuer sans effort, les deux fils conservant cependant une résistance mécanique suffisante pour ne pas risquer de se rompre au moment de ce pliage. Enfin la distance entre les coudages doit être définie avec exactitude puisqu'elle 5 conditionne l'écartement des deux fils ainsi ramenés parallèlement, qui constituent alors à l'extérieur de la plaquette support du relais, les picots de connexion de l'interrupteur à lames souples incorporé dans ce relais. le procédé suivant l'invention permet de parvenir à un tel 10 résultat. Ce procédé, en vue de faciliter le pliage des fils constituant les traversées métalliques d'un ensemble composite verre-métal, est caractérisé en ce que lesdites traversées sont aplaties sur une portion de leur longueur au voisinage de leur scellement au 15 verre de façon à présenter une section dont la dimension dans la direction dudit pliage, dite épaisseur, est une fraction de leur dimension initiale suivant cette direction, permettant ainsi d'effectuer sans effort ledit pliage à cet endroit, cette épaisseur devant être suffisamment faible afin qu'aucune contrainte ne risque 20 d'êtr . communiquée, du fait du pliage, au scellement verre-métal immédiatement voisin mais restant cependant encore suffisante pour que 1'écrouissage, consécutif au matriçage effectué ainsi qu'au pliage à l'équerre auquel comme indiqué il est ensuite procédé", n'entraîne pas de risque de rupture, sur le moment et ultérieure-25 ment, du métal ainsi travaillé. Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du procédé conforme à la présente invention. Sur ce dessin : - les figures 1 et 2 sont respectivement^ une coupe longitudinale 30 verticale et une coupe 1 ongitudinale/^°'ut?Infe^upteur magnétique à lames souples présentant, à l'extérieur, au voisinage de chacun de ses deux scellements d'extrémité, un amincissement de ses traversées ; - la figure 3 est une coupe longitudinale verticale d'un relais 35 équipé d'un interrupteur magnétique à lames souples préparé comme susdit ; - la figure 4 est une vue en "bout, partielle, d'un tel relais présentant une variante de montage. 71 06699 2126125 - 4 - Tel qu'il est représenté sur la figure 1 l'interrupteur magnétique à lames souples 1_, composé d'une enveloppe faite d'un tube de verre cylindrique 2 aux extrémités de laquelle sont scellées deux traversées 3 et 4 constituées d'un fil cylindrique, dont les portions 5 internes à l'enveloppe 2 sont aplaties sous forme de lames 5 et 6 disposées parallèlement de façon à pouvoir entrer en contact le long de leurs parties en regard, présente, extérieurement et au voisinage des deux scellements, deux amincis 7 et 8 obtenus par matriçage, lequel matriçage provoque un écrasement du fil qui amène 10 cette partie de chaque traversée du diamètre initial d du fil à une épaisseur e dont la valeur soit telle qu'elle confère à la partie ainsi matricée une souplesse suffisante pour être commodément coudée sans effort et donc sans risquer de communiquer de contraintes au scellement voisin, et cependant sans Être pour autant fragile, et 15 donc cassante, du fait de 1'écrouissage subi. Les lames et traversées des interrupteurs magnétiques à lames souples, qui forment ensemble des pièces d'un seul tenant, sont constitués, comme on sait, d'un alliage de ferro-nickel dont les caractéristiques mécaniques sont exactement définies. Il a été 20 constaté expérimentalement que, par exemple pour un fil d'un diamètre voisin de 0,6mm, une épaisseur de l'aminci comprise entre 0,11 et 0,15mm satisfait pleinement aux conditions précitées. ïïn contrôle, effectué par prélèvement, consiste à vérifier que la rupture du fil écrasé comme susdit ne peut se produire avant un certain nombre de 25 pliages effectués successivement dans un sens puis dans l'autre, le brin libre étant à chaque fois amené à l'équerre : il a été défini expérimentalement que, du moment que la rupture n'intervient pas à la suite de trois pliages successifs, la sécurité de l'opération de pliage est assurée pratiquement au cours de la suite des opérations 30 de préparation et de montage du relais équipé d'un interrupteur magnétique à lames souples préparé comme susdit. Ainsi que le montre la figure 2 un aminci pratiqué comme susdit se traduit par un élargissement latéral de la partie ainsi aplatie de sorte que la section de la traversée reste, à très peu 35 près, pratiquement la même, autorisant en conséquence le môme débit de courant électrique, et donc ne perturbe pas les caractéristiques électriques de l'interrupteur à lames souples et, subséquemaient, du relais lui-même. Par ailleurs, la constance de l'amincissement 71 06699 2126125 - j — obtenu permet de rendre également constante la modification de sensibilité magnétique de l'interrupteur à lames souples ainsi préparé et par conséquent excluent la nécessité de tout traitement thermique ultérieur à appliquer au métal. 5 La coupe longitudinale verticale de la figure 3 montre un tel relais équipé d'un interrupteur magnétique à lames souples tel que susdit 1 dont les traversées 3 et 4 ont été pliées à 1'équerre au droit des amincis 7 et 8 après que cet interrupteur a été mis en place à l'intérieur de la bobine 12 par laquelle est assurée 10 sa commande électrique, les traversées 3 et 4, en traversant la plaquette-embase 15 à travers les perçages qui y sont ménagés à cet effet, constituent alors les picots 13 et I4 d'alimentation de l'interrupteur cependant que des picots 16 et 17 assurent l'alimentation de la bobine en étant reliées, par exemple par une goutte 15 de soudure à l'étain, aux extrémités 18 et 19 de l'enroulement qui constitue celle-ci. Un capot 20 coiffe l'ensemble et la cavité interne 21 définie par ce capot et la plaquette embase 15 est remplis, par tout procédé adapté, d'une résine en phase fluide qui, après réticulation, assure l'immobilisation et l'isolement des 20 éléments constitutifs précités : interrupteur magnétique à lames souples, bobine de commande, picots, fils de connexion, c'est-à-dire du relais 1 dans son ensemble. La vue en bout, donnée figure 4 d'un relais dont le capot a été enlevé, montre comment l'existence des amincis,réalisés 25 conformément à l'invention sur les traversées de 1'interrupteur magnétique à lames souples au voisinage des scellements, autorise l'emploi de la soudure électrique par points pour réunir lesdites traversées à des picots de connexion initialement indépendants de ces traversées : on y voit une des traversées 13 par exemple, 30 amincie en 7 comme précédemment et également coudée à 1'équerre mais ramenée ici non plus à la verticale mais à l'horizontale de façon à ôtre soudée électriquement, en 22, au picot de connexion correspondant indépendant 13a qui traverse la plaquette embase 15. Lo croisement de ladite traversée et de ladite connexion s'effec-35 tuant quasi orthogonalemont, un simple point de soudure électrique suffit, le plus généralement , à assurer la liaison de l'une avec l'autre. Dans ces conditions, grâce à l'existence de l'aminci 7, se trouve ainsi évitée toute transmission aux scellements des 71 06699 2126125 - 6 - traversées de l'interrupteur magnétique à lames souples de contraintes mécaniques qui seraient pxéjudieiables à la fiabilité de cet interrupteur. Toutes autres dispositions telles que décrites pour la figure 2 restent par ailleurs identiques en ce qui concerne la 5 conception et la réalisation du relais dans son ensemble. Une telle façon de procéder s'avère intéressante du fait qu'elle n'exige plus l'emploi, et donc la fabrication, d'interrupteurs magnétiques à lames souples devant présenter do grandes longueurs de traversées lesquelles, étant en ferro-nickel donc en un alliage 10 coûteux, sont de ce fait bien plus onéreuses que les éléments constituant les picots 13a qui, eux, peuvent ainsi être réalisés en effet en un alliage, ou métal,bien meilleur marché : d'où, malgré la nécessité du point de soudure supplémentaire, une économie de prix de revient pour les relais ainsi montés. 15 Indépendamment de l'application particulière qui vient d'être ainsi décrite dans le cas d'un relais électrique, le procédé objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas où il est nécessaire de devoir couder, sans risque de fêlure, des traversées métalliques au voisinage d'une paroi de verre à travers laquelle 20 passent ces traversées, et à laquelle ces traversées sont scellées, à condition bien entendu que le métal ou l'alliage dont sont constituées ces traversées soit suffisamment ductile pour être matricé et ramené à une côte d'épaisseur suffisamment faible pour autoriser un pliage commode au droit de l'aminci ainsi obtenu, et ceci sans 25 effort qui puisse se traduire par l'apparition de contraintes dans le scellement verre-métal voisin. Les dispositifs mécaniques qui permettent de réaliser, sur un interrupteur magnétique à lames souples, dos amincis tels que ceux conformes à l'invention doivent être tels qu'ils assurent l'écrase-30 ment partiel du fil d'une traversée de façon à amener, symétriquement à cette traversée, la partie ainsi écrasés à 1'épaisseur e désirée. Une telle opération doit être menée en deux temps de la façon suivante, d'abord pour une traversée et ensuite pour l'autre : 35 1'interrupteur à lames souples est placé sur un dispositif symétrique à chargement automatique qui comporte, agissant de part et d'autre de ccâui-ci, deux jeux de mâchoires, un premier jeu servant à serrer énergiquement les traversées 3 et 4 au voisinage des scellements, un autre jeu servant à matricer le fil de ces traversées 71 06699 2126125 - 7 - en aval des deux premières mâchoires par rapport aux scellements, de façon à obtenir l'aminci recherché d'épaisseur e : à telle fin ces mâchoires sont renforcées par des éléments rapportés de dimensions convenables, de dûreté plus élevée, par exemple en carbure de 5 tungstène. Après serrage du fil d'un côté et écrasement comme susdit de ce même fil de ce même côté, on procède à un relâchement complet de ce premier jeu de mâchoires et on effectue les mêmes opérations du côté opposé à l'aide du second jeu de mâchoires, opération suivie également d'un relâchement complet de ce second 10 jeu de mâchoires. Et ainsi de suite au fur et à mesure que sont chargés successivement, sur le dispositif, les interrupteurs à lames souples destinés à être préparés conformément à l'invention. Cette façon de procéder, en deux temps pour chaque interrupteur à lames souples ainsi préparé, a été trouvée nécessaire expérimen-15 talemont car, si les écrasements pratiqués des deux traversées s'effectuaient simultanément, le fluage du métal qui en résulterait pour chacune des portions des traversées qui se trouvent au voisinage immédiat des scellements risquerait de soumettre ces scellements à des contraintes mécaniques qui, parce qu'elles seraient 20 dangereuses, en compromettraient sérieusement la qualité. On notera également que la façon de procéder, telle que décrite pour préparer lus sorties de l'interrupteur à lames souples afin d'en faire les picots de connexion de celui-ci lors de son montage sur la plaquette-embase du relais sans qu'il soit besoin pour cela 25 d'une liaison intermédiaire, améliore considérablement la fiabilité du relais ainsi monté on môme temps que le rendement magnétique du dispositif tout en supprimant la dispersion de caractéristiques due aux long .'.ours variables d'entrefer parasite qu'amenait auparavant la jonction obligée, exécutée à la demande, entre lesdites sorties 30 ot lesditr:' picots pour peu que ceux-ci soient en effet eux-mêmes magnétiques. Il est entendu, ainsi qu'il a été précisé au début du présent texte, que l'invention est applicable à la préparation de toute traversée métallique de tout élément composite verre-métal lorsqu'on 35 désire obtenir le coudage d'une telle traversée à proximité immédiate du verre sans courir le risque de créer des contraintes à l'intérieur do celui-ci, dans le cas où. le matériau constituant la traversée est suffisamment ductile pour être travaillé localement comme susdit. 71 06699 s 2126125 REVEND IGAT IONS 1. Procédé en vue de faciliter le pliage des fils constituant les traversées métalliques d'un ensemble composite verre-métal caractérisé en ce que lesdites traversées sont aplaties sur une portion de leur longueur au voisinage de leur scellement au verre 5 de façon à présenter line section dont la dimension dans la direction dudit pliage, dite épaisseur, est une fraction de leur dimension initiale suivant cette direction. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite épaisseur est choisie suffisamment faible pour qu'aucune 10 contrainte ne risque drêtre communiquée auxdits scellements lors dudit pliage. 3. Procédé selon la revendication ^caractérisé en ce que ladite épaisseur présente une valeur suffisante pour que ladite portion puisse résister, sans se rompre, à plusieurs dits pliages 15 successifs.