Brevet FR2137442A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne un interrupteur sous vide pourvu d'une pièce de contact faite avec un matériau métallique de conductibilité électrique élevée, fixé respectivement sur un support de contact mobile ainsi que sur un support de contact fixe, interrupteur qui est du type dans lequel au moins une pièce de contact contient une addition métallique susceptible de rendre cassante la substance avec laquelle elle est réalisée. On sait que les contacts de commutation pour des interrupteurs sous vide doivent d'une part avoir une conductibilité électrique élevée et doivent, par ailleurs, résister à l'action des arcs, afin que l'usure soit maintenue à un niveau aussi faible que-possible pendant le fonctionnement de l'interrupteur sous vide. Cette dernière condition est avant tout importante pour des interrupteurs sous vide à nombre de commutations élevé car il est souhaitable d'éviter d'avoir à ajuster la course du contact mobile pendant la durée de vie d'un interrupteur sous vide. Pour obtenir des pièces de contact qui résistent aux arcs et possèdent une grande résistance mécanique, il est connu de les réaliser, plus particulièrement quand il s'agit de pièces de contact d'un interrupteur sous vide, avec un corps poreux qui est rempli avec un alliage métallique approprié (comparer par exemple le brevet allemand 1 081 950, plus particulièrement la revendication 6 de ce brevet et la partie correspondante de la description). le corps est constitué en tungsténe ou en molybdène, et il est fabriqué par frittage d'une -poudre de tungsténe ou de molybdène. Si l'on remplit une telle pièce de contact poreuse uniquement avec un métal possédant une conductibilité électrique élevée, plus particulièrement avec du cuivre, les contacts ont tendance à se souder. Afin de diminuer ce danger, on a déjà proposé de pourvoir le matériau métallique possédant une conductibilité électrique élevée, d'une addition métallique qui tend à rendre cassante la substance avec laquelle est réalisé le contact (comparer le brevet allemand nO 1 236 630). On y a mentionné, entre autre que l'une des pièces de contact peut par exemple être réalisée avec du cuivre auquel on a ajouté, par alliage, quelques pourcents de bismuth ou de plomb, l'autre contact pouvant tre constitué par du cuivre pur. L'idée qui est à la base de l'invention est qu'il est possible de satisfaire dans d'assez bonnes conditions les exigences, partiellement contradictoires, qui sont posées au contact de l'interrupteur à vide, si l'on réalise des pièces de contact avec des matériaux différents, (appariement dissymétrique). On peut alors fabriquer l'une des pièces de contact avec un matériau résistant à l'usure et présentant une conductibilité électrique élevée, par exemple avec un corps composé connu en tungsténe et cuivre, et l'autre contact avec un métal présentant une bonne conductibilité électrique et qui a été allié avec une faible addition qui abaisse la tendance au soudage. Des métaux tels que le bismuth, le tellure et le plomb possèdent une basse température de fusion. De ce fait ils pénètrent dans des matières de soudure habituelles en les rendant fortement cassantes, en sorte qu'une soudure, en particulier entre faces frontales ne peut pas s'effectuer avec une résistance suffisante. Dans un interrupteur sous vide possédant des pièces de contact dont au moins l'une est constituée avec un métal additionné d'une matière d'addition susceptible de conférer au métal une nature cassante se pose le problème de fixer mécaniquement, et avec de bonnes conditions de conductibilité électrique, une telle pièce de contact à un support de contact associé. Dans le cadre d'un appariement dissymétrique, ce problème se pose toujours lorsqu'une des pièces de contact possède une faible tendance à la soudure par suite d'une addition susceptible de la rendre cassante.Afin de tirer avantage de cet appariement dissymétrique, sans toutefois accepter les inconvénients sus entionnés, l'invention propose, dans un interrupteur sous vide du genre sus-mentionné, et dans le cas de l'utilisation de matériaux différents pour les deux contacts, de visser la pièce de contact contenant d'addition métallique qui rend cassant le matériau avec lequel est fait le contact, dans le support de contact et de la souder à ce dernier. Il est brai que l'on a déjà proposé un interrupteur sous vide dans lequel les pièces de contact sont vissées dans les supports de contact (comparer le brevet allemand nO 1 048 625). les pièces de contact sont par contre, contrairement à la proposition de la présente invention, réalisées de façon symétrique. De plus aucuné des pièces de contact symétrique de cet interrupteursous vide connu ne comporte une addition métallique qui rend cassante la matière avec laquelle est fait le contact, en sorte que le problème qui est à la base de la présente invention n'est pas mentionné dans le brevet allemand cité. De plus, dans cet interrupteur sous vide connu, aucune des pièces de contact constituées par une matière susceptible de se souder, n'est soudée avec un support de contact. Un.avantage important de l'invention réside dans le fait qu'il est possible d'appareiller les pièces de contact d'un interrupteur sous vide qui possèdent des propriétés différentes, sans que cela entraîne une gêne quelconque lors de la fixation des pièces de contact sur les supports de contact. En même temps, la soudure supplémentaire de la pièce de contact qui est vissée dans le support de contact et qui comporte l'addition métallique rendant cassante la substance avec laquelle le contact est réalisé, assure une faible résistance de passage entre le support de contact et la pièce de contact. Il est avantageux d'associer au support de contact fixe la pièce de contact contenant l'addition métallique rendant cassante la substance avec laquelle est fait le contact, car on dispose davantage d'espace autour du support de contact fixe qu'autour du support de contact mobile. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé un mode d'éxécution de l'objet de l'invention. la figure 1 est une coupe longitudinale et schématique de l'interrupteur sous. vide conforme à l'invention. le figure 2 représente la pièce de contact fixe d'un interrupteur sous vide suivant l'invention. La figure 3 représente la pièce de contact mobile d'un interrupteursous vide suivant l'invention. Dans la figure i, la référence 1 désigne un corps isolant de forme cylindrique, constituant, avec les plaques métalliques terminales 2 et 3 un boîtier étanche au vide. Dans ce boîtier étanche au vide sont disposées, face à face, une pièce de contact 4 et une pièce de contact 5. Suivant l'invention, la pièce de contact 4 qui contient une addition métallique rendant cassant le matériau avec lequel est fait le contact, est vissée dans le support de contact 6. Ainsi que cela a déjà été mentionné, il est avantageux que la pièce de contact 4 contenant la-dite addition métallique, soit associée au support de contact fixe 6.La pièce de contact 4 qui est vissée dans le support de contact 6 est soudée au support de contact 6 afin d'assurer une faible résistance de passage entre la pièce de contact 4 et le-dit support de contact 6. la pièce de contact 5 qui ne comporte pas d'addition mé- tallique rendant cassant le matériau avec lequel il est fait, est soudée au support de contact mobile. Un soufflet métallique 8 assure l'étanchéité de l'interrupteur sous vide à l'endroit où le support de contact 7 passe, avec un degré de liberté, par le boîtier étanche de l'interrupteur sous vide. Dans la figure 2 on a représenté, a grande échelle, la pièce de contact 4 d'un interrupteur sous vide suivant la figure 18 pièce de contact 4 qui est montée sur le support de contact fixe associé 6. La pièce de contact 4 est formée avec une matière présentant une conductibilité électrique élevée, de préférence avec du cuivre, et l'addition métallique qui rend cassante la ma tiere avec laquelle est réalisé le contact, est constituée de pré férence par du plomb, du tellure ou du bismuth. On obtient par exemple une fragilité correspondante si l?on allie à la pièce de contact 4 faite avec une substance de base qui est le cuivre, jusqu'à 2% de bismuth qui constitue le composant anti-soudage. la pièce de contact qui comporte l'addition rendant fragile ou cassante la matière avec laquelle il est contitué et, conformément à l'invention, visse au support de contact 6 et soudé à ce dernier. Dans la figure 3 on a représenté à plus grande échelle la pièce de contact 5 d'un interrupteur sous vide suivant la. figure 1, et monté sur le support de contact mobile 7 de cette même figure. le soufflet métallique 8 qui entoure le support de contact 7 isole de façon étanche l'interrupteur sous vide conforme à la figure 1, à l'endroit où le support de contact 7 passe par le bol- tier étanche de l'interrupteur sous vide.La pièce de contact 5 qui est relise au support de contact 7 est constituée de préférence par un corps composite en tungstene-cuivre. Lors de la fabrication de ce corps composé, le cuivre est incorporé par fusion, par exe nle dans la structure de tungsténefritté lui présente une teneur en pores d'environ 14 en volume. Le corps composite de tungsté ne-cuivre et qui forme la pièce de contact 5 est evantageuserient brasé sur le support de contact 7. Dans un exemple d'éxécution pratique de l'objet de l'invention, la matière de contact tungsténe-cuivre de la pièce de contact 5 soudée au support de contact mobile, comporte une addition de titane. Cette addition de titane assure, lors de sa pul vérisation, la getterisation des restes de gaz qui peuvent encore subsister dans l'interrupteur sous vide. REVEisSICATIONS 10) Interrupteur sous vide comportant sur un support de contact mobile et sur un support de contact fixe des pièces de contact réalisées avec une matière métallique présentant une conductibilité électrique élevée, du type dans lequel au moins une pièce de contact comporte une addition métallique rendant fragile ou cassante la matière avec laquelle est réalisée la pièce de contact, caractérisé par le fait que dans le cas ou l'on utilise des matières différentes pour les pièces de contact (4, 5), la pièce de contact (4) qui contient l'addition métallique rendant fragile ou cassante la matière avec laquelle est fait ledit contact, est vissée dans le support de contact (6) et est soude à celui-ci. 20) Interrupteur sous vide suivant le revendication 1, caractérisé par le fait que la pièce de contact (4) qui contient l'addition métallique rendant fragile ou cassant la matière avec laquelle est fait le contact, est associée au support de contact fixe (6). 30) Interrupteur sous vide suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que la matière métallique présentant une conductibilité électrique élevée, avec laquelle est faite la pièce de contact (4)est le cuivre, l'addition métallique conférant à la matière de contact sa nature cassante ou fragile étant le plomb, le tellure ou le bismuth. 4 ) Interrupteur sous vide suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 , caractérisé par le fait que la pièce de contact (4) contenant ladite addition métallique est fixée au support de contact fixe (6) alors que la pièce de contact (5) ne contenant pas une telle addition est fiiée au support de contact mobile (7). 50) Interrupteur sous vide suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 , caractérisé par le fait que la pièce de contact (5) qui est reliée au support de contact mobile (7) est faite avec un corps composite tungsténe-cuivre, et est fixée par brasure au support de contact -(7). 60) Interrupteur sous vide suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que la matière composite tungsténe-cuivre avec laquelle est faite la pièce de contact (5) qui est soudée au support de contact mobile (7), contient une teneur en titane.