Brevet FR2225841A1 — publié le 19741108

La présente invention concerne les lampes à décharge avec électrodes d'amorçage et ampoule en céramique d'oxydes (par exemple en A1203). Parmi les domaines d'application de l'invention, on citera, par exemple, l'utilisation dans des lampes céramiques haute pression. Avant de présenter l'essence de llin- vention, on va d'abord résumer succinctement l'état de la technique antérieure. Comme on le sait, le problème constant de la fabrication, ou encore de-l'amorçage des lampes à décharge dans un gaz dont les ampoules sont en alumine - et qui sont désignées d'une façon générale par l'appellation "lampes céramiques à décharge" - est en interdépendance avec la fermeture, étanche au vide, de l'ampoule constituée principalement par de 1 alumine. La fermeture de 1' ampoule en oxyde, laquelle est généralement cylindrique, et l'exécution simultanée d'amenées de courant ayant une qualité appropriée, constituent une t'ache particulièrement délicate, qui représente le problème constant de ce genre de lampes. On parvient en général à une solution satisfaisante en prévoyant une amenée de courant aux deux extrémités de l'ampoule. Pour l'amorçage de telles lampes à décharge dans un gaz à-ampoules en céramique,-on utilise des dispositifs d'amorçage spéciaux. Une forme de réalisation de tels dispositifs d'amorçage comporte des éléments semiconducteurs (thyristors, transistors). Lors de la mise en circuit de la lampe, ce dispositif d'allumage fournit aux amenées de courant de la lampe une brève impulsion de tension de 3000 à 4000 Volts, provoquant ainsi le processus de décharge. Des solutions de ce genre sont décrites par exemple dans les brevets britanniques nO 1 183 542 et 1-;185 543. Un autretype de dispositifs d'amorçageutilise des organes bimétalliques. C'est ainsi que, par exemple, le dispositif d'allumage est constitué d'une paire de contacts branchés en parallèle avec la lampe, la moitié au moins de cette paire étant un élément bimétallique au voisinage duquel se trouve une spirale chauffante. Lors de la mise en circuit de la lampe, l'élément bimétallique subit alors, du fait de l'action thermique du courant parcourant la spirale chauffante, une déformation et se décolle de la paire de contacts, ce qui a pour effet d'interrompre le courant dans la bobine d'auto-induction branchée en série avec la lampe, et l'impulsion de tension qui en résulte provoque l'amorçage du processus de décharge dans la lampe. Comme exemple de la très grande variété des solutions recourant à un élément binéta 3ue, on ne citera que la solution dc'c:r.ite d ans . le brevet autre chien n 167 250. Les solutions mentionnJes ci-dessus - .flS aucune prétention à l'exhaustivité - ne constituent toutefois pas la solution de beaucoup la plus simple du problème. I1 convient certes de tenir compte de la. complexité et du coft des systèmes électroniques qui constituent également une source de défauts. Les solutions recourant à des éléments bimétalliques - bien que de construction simple - sont, dans leur fonctionnement, affectées de la condition de probabilité qui rend difficile leur utilisation en des endroits critiques tels que, par exemple, les carrefours fréquentés. I1 s'agit ici en particulier du fait que la grandeur de l'impulsion apparaissant lors de l'interruption du contact n'est suffisante pour amorcer la lampe que si la phase du réseau est favorable à cet égard, c'est-à-dire que si la tension du réseau aux bornes de la lampe possède une valeur suffisante.Cette solution ne fonctionne donc pas de façon certaine, mais seulement avec une certaine probabilite (élevée). La présente invention a été élaborée en s'efforçant d'éliminer les inconvénients cités, et d'autres non mentionnés. La présente invention a pour but, d'une part, de renoncer à un appareillage particulier pour lamor- çage, et de réduire ainsi le prix de revient tout en supprimant une source de défaillances. D'autre part, un autre but de l'invention est de permettre l'utilisation de la lampe dans les montages électriques déjà mentionnés, ainsi que d'assurer un amorçage fiable. On a constaté que lorsque l'extrémité de l'ampoule cylindrique est pourvue de deux amenées de courant' l'une appartenant au circuit principal de décharge et l'autre au circuit d'amorçage, la lampe peut alors titre amorcée au moyen d'un circuit simple, le dispositif d'amorçage mentionné cidessus étant alors inutile. De la façon décrite, les difficultés liées aux armatures extérieures ont été éliminées et, avec l'application simple de l'une des inventions de la demanderesse, -demande de brevet autrichien nO A 10 912 - il fallait réaliser une ampoule d'un type nouveau dans une qualité appropriée. La lampe à décharge selon 11 invention consiste en une ampoule cylindrique en matière céramique par exemple en oxyde d'aluminium, qui comporte à ses extrémités des cathodes avec des rev & ements émissifs et qui est fermée par des coiffes d'extrémités, lesquelles coiffes présentent, au moins en partieZ des portions métalliques conductrices, cette lampe étant aractérisée par le.fait qu'une liaison électrique va-de la cathode à l-téx-térieur de la lampe, et par le fait qu'en outre, à proximité de la cathù:, entre le côté intérieur et le côté exterieur de l'ampoule, il est, t vu une autre liaison é lectrique qui est isolée du raccordement cathodique.Cette autre liaison électrique peut être avantageusement prévue sur la sur face frontale, tournée vers l'ampoule, dtune bague intercalaire en céramique agencée entre l'ampoule et la coiffe obturatrice d'extrémité. On peut aussi prévoir une bague d'amenée de courant sur celle des faces frontales de l'anneau intercalaire qui est tournée vers l'ampoule. La surface de la bague intermédiaire en céramique peut être métallisée partiellement, avantageusement avec du molybdène ou du niobium, cette partie métallisée partant de la surface extérieure de la bague intercalaire et se conti nuant à l'intérieur de l'ampoule, en passant par la surface frontale qui est tournée vers l'ampoule. La liaison électrique de la cathode à la face extérieure de la lampe peut aussi autre formée par une coiffe métallique obturatrice d'extrémité, ou par une couche de métal sur une coiffe céramique obturatrice d'extrémité Sur la surface de la coiffe céramique obturatrice d'extrémité, il peut aussi y avoir au moins deux couches métalliques indépendantes, avantageusement en molybdène et nickel, qui s'étendent chacune de la surface extérieure de la coiffe obturatrice d'extrémité à la surface en regard de l'intérieur de l'ampoule, en passant par la surface frontale de ladite coiffe. Les caractéristiquea et avantages de 11 invention apparaîtront à la lecture des exemples non limitatifs suivants décrits en se référant au dessin annexé. La coiffe céramique de fermeture 2 est collée à l'extr-émité de l'ampoule cylindrique 1 , en céramique, ceci avec interposition de la bague ou anneau intercalaire 5 en céramique. La surface de la coiffe de fermeture est pourvue d'une métallisation 2a qui commence sur la surface extérieure de ladite coiffe et continue à l'intérieur du tube.Cette métallisation sert d'amenée de courant pour la décharge principale (cela d'une façon qui est décrite en détail dans la demande de brevet autrichien N0 Â 10 912 de la demanderesse) et est en mOme temps, sur la artie saillante 2a de la coiffe, le métal nucléaire du tube à d6mhaEge~,L'énergie d'extraction des électrons de la cathode est redui'tê le revêtement émissif 4 qui est également-esquissé sur la figure. Un assemblage 3, qui est étanche au vide, est réalisé entre la coiffe de fermeture d'extrémité et la bague intercalaire 5 en céramique, Une partie de la bague intercalaire 5 est, elle aussi, pourvue de la métallisation 5a qui, tout coime celle sur la coiffe, part de la surface extérieure de la bague et se prolonge à l'intérieur du tube à décharge, en passant par l'assemblage 6 qui est également étanche au vide. Cette métallisation sert d'électrode d'amorçage. Des pièces élastiques ll et 12, servant de contacts de liaison, prennent appui respectivement sur la surface métallisée de la coiffe et sur la surface métallisée de la bague intermédiaire. Le circuit d'amorçage est, de façon connue, construit de façon telle que la source de courant 7 soit raccordée aux coiffes obturatrices des extrémités, cela par l'intermédiaire de la bobine limitatrice 8, et d'autre part à la métallisation des bagues intercalaires conformes à l'inventionf cela par l'intermédiaire des résistances d'amorçage 9 et 10. Lors de la mise en circuit, il s'établit entre la cathode 2b et l'électrode d'amorçage 5a, une décharge annexé qui se transforme aussitôt en une décharge s'établissant entre les cathodes 2b situées aux extrémités de l'ampoule. Comme déjà indiqué, d'autres modes d'exécution sont possibles dans le cadre de l'invention. C'est ainsi par exemple qu'au lieu d'une coiffe 2 en céramique, on pourrait utiliser du métal massif, et que la métallisation de a bague intercalaire 5 pourrait aussi être remplacée par une rondelle entièrement métallique disposée entre la bague 5 et l'ampoule 1, bien qu'une telle forme de réalisation soit, du point de vue de la solidité, quelque peu moins avantageuse que celle précédemment décrite. Dans une autre forme de réalisation de l'invention (figure 2) la bague intermédiaire 5 peut autre supprimée si la coiffe céramique obturatrice d'extrémité est pourvue de deux metallisations superficielles indépendantes, par exemple en molybdène, et si une couche de nickel est appliquée sur sa surface, en dehors d l'ampoule, de telle façon que les deux métallisations partent de la surface extérieure et en passant par les surfaces collées, se prolongent à l'intérieur de l'espace de décharge. Dans Qe cas, l'une des métallisations sert d'amenée cathodique et autre d'électrode d'amorçage (selon la demande précitée de brevet autrichien NoA10 912). R E V E N D I C A T I ONS 1. Lampe à décharge dans un gaz comportant une ampoule cylindrique, par exemple en alumine, qui comporte à ses extrémités des cathodes pourvues de revêtements mussifs, et qui est fermée par des coiffes obturatrices d'extrémité, lesquelles coiffes sont, au moins en partie, pourvues d'un métal conducteur, cette lampe étant caractérisée par le fait qu'elle comporte une liaison électrique de la cathode à la surface extérieure de la lampe, et par le fait qu'il est prévu en outre, à proximité de la cathode et entre coté intérieur et c8té extérieur de l'ampoule, une autre liaison électrique qui est isolés due la borne cathodique. 2. Lampe à décharge selon la revendication 1, caractériséebpå le fait que ladite autre liaison électrique est prévue sur la sUrface frontale, tournée vers l'ampoule, d'une bague intercalaire Bn céramique disposée entre l'ampoule et la coiffe obturatrice d'extrémité. 3. Lampe à décharge selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'une rondelle ou bague d'amenée de courant est prévue sur la surface frontale, qui est en regard de l'ampoule, de la bague intermédiaire. 4. Lampe à décharge selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la surface de la bague intermédiaire en céramique est partiellement métallisée, avantageusement avec du molybdOne ou du niobium, et par le fait que cette partie métallisée, partant de la surface extérieure de la bague intercâlaire, se continue à i 'intérieur de l'ampoule le en passant par la surface frontale qui est tournée vers l'ampoule. 5. Lampe i décharge selon l'une quelconque des revendications 1 à 41 caractérisée par le fait que la liaison électrique do la cathode & l'extérieur de la lampe est formée par une coiffe métallique obturatrice d'extrémité. 6. Lampe à décharge selon l'une quelconque des revendications 1 & 4, caractérisée par le fait que la liaison électrique de la cathode & l'extérieur de la lampe est formée par une couche métallique sur une coiffe céramique obturatrice d'extrémité. 7. Lampe à décharge selon la revendication 6, caractérisée par le fait qu'il y a, sur la surface de la coiffe céramique obturatrice d'extrémité, au moins deux couches métalliques indépendantes, qui sont avantageusement en molybdène et niobium, chacune de ces couches s'étendant , par l'intermédiaire de la surface frontale de la coiffe obturatrice d'extrémité, de la surface extérieure de cette oiffe jusqu'à la surface qui est tournée vers l'intérieur de l'ampoule.