Brevet FR2232078A1 — publié le 19741227

La présente invention se rapporte à une lamez électrique à culot isolé en céramique et elle a trait plus particulièrement à un culot du trpe comprenant une virole métallique, un contact ou oeillet d'extrémité et un isolateur obturant l'extrér.ité extérieure de la virole sur laquelle le contact est fixé. Des culots de ce tpe comprennent des viroles filetées ainsi que des viroles à parois lisses pourvues de têtons faisant saillie extérieurement de manière à s'engager dans des douilles électriques. L'isolateur assure non seulement la réunion de la virole et du contact d'extrémité mais il définit également un passage reliant l'intérieur de la virole à un trou ménagé dans le contact d'extré- mité afin de faciliter l'engagement d'un fil d'amenée de courant. On utilise principalement des isolateurs en verre moulé qui sont agencés de façon à faire partie du culot en chauffant le verre jusqu'a sa plastification et en le coulant dans le fond de la virole du culot maintenue dans un moule approprié. En même tests le contact d'extrémité qui a été précédemment placé dans le moule est oyé dans la face de l'isolateur et on obtient un ensemble unitaire formé de la virole, de l'isolateur et du contact d'extrémité Bien que des culots filetés isolés en verre donnent tout à fait satisfaction pour des lampes à incandescence et des lampes à décharge à basse tensior, sne conviennent pas pour des lampes à vapeur métallique à haute pression utilisant des tensions d'amorçage par impulsions supérieures à 1000 volts, telles que des lampes à vapeur de sodium à haute pression. Lorsqu'une telle lampe est amorcée, le circuit de génration d'impulsions est empêché de fonctionner par la réduction de tension aux bornes de la lampe depuis la valeur de tension à vide jusqu'à la tension de service de la lampe. Cependant au cas où la lampe s'teint ou claque, le ballast continue à fournir des impulsions de haute tension jusqu'à ce que le courant soit coupé ou jusqu'à ce que la lampe soit remplacée. es impulsions de tension supérieures à 1000 volts peuvent aisément arorcer une décharge si l'isolateur de culot est endommagé.Des isolateurs en verre moulé sont très fréquemment fissurés sous l'effet du refroidissement rapide se produisant au cours de l'opération de moulage ou de vitrification et de tels isolateurs sont sujets à des éclatements d'arc. Dans le cs où un arc est amorce a l'intérieur du culot, il est souhaitable d'savoir lm isolateur qui soit capable de servir de paroi de protection au moins suffisamrent longtemps pour pennettre aux structures fusibles internes de fonctionner. On a trouvé que les isolateurs en verre étaient inappropriés et des isolateurs en matières plastiques thermodurcissables qui sont employées dans des lampes à incandescence de faible puissance ne peuvent pas résister aux températures de fonctionnement de culots de lampes à arc de haute intensité. I1 a été nécessaire de faire appel à des matériaux plus réfractaires tels que des matériaux céramiques pour fabriquer les isolateurs. Des pièces en céramique doivent être moulées et cuites à de très hautes températures et, lorsqu'il est souhaitable d'avoir une surface vitrifiée comme par exemple pour des lampes de grande puissance et de très haute tension, il peut être nécessaire de prévoir une opération supplémentaire de cuisson pour parfaire la vitrification. lies hautes températures nécessaires rendent impossible le moulage de l'isolateur en place sur la virole du culot. On doit mouler et cuire séparément l'isolateurgpuis on doit l'assembler avec la virole de culot et I'oeillet, et on doit ensuite fixer ensemble les différentes pièces. lies problèmes se posent du fait qu'on désire obtenir une structure de faible coût, qui soit facile à assembler et qui puisse être solidement maintenue en place après assemblage. Dans un mode de réalisation avantageux de type connu, l'isolateur en matière céramique est pourvu d'une paroi latérale relativement longue dans laquelle un filetage est ménagé par moulage. La virole du culot est filetée sur toute sa longueur jusqu'à l'extrémité extérieure qui est pourvue d'une collerette, et l'isolateur est vissé dans la virole du culot de manière à être appliqué étroitement contre cette collerette. Ce culot est relativement coûteux et en particulier l'opération d'assemblage est laborieuse. Dans un culot suivant l'invention, l'isolateur est constitué par une pièce en matière céramique prémoulée en forme de dôme qui présente sur sa périphérie une collerette relativement mince. LZisolateur est logé dans un prolongement axial de la virole de culot présentant un diamètre inférieur au diamètre de fond de filetage. Le prolongement axial est pourvu à une extrémité d'une lèvre dirigée vers l'intérieursset et la collerette de l'isolateur est maintenue appliquée contre la collerette par un bourrelet formé par galetage dans la paroi latérale du prolongement après assemblage. Il est important d'empêcher l'isolateur de se tordre dans la virole du fait que, si les pièces tournent l'une par rapport à loutre lors du vissage du culot dans une douille, le fil d'amenée aboutis se sant à l'oeillet peut/rompre. Pour empecher une torsion, il est prévu une partie non ronde dans le dôme et dans une partie correspondante de la lèvre; afin de verrouiller les pièces ensemble. Dans un mode préféré de réalisation, des méplats sont formés sur deux côtés du dôme,et entrent en contact avec des méplats correspondants de ladite lèvre. 'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexées dans lesquels la Fig. 1 représente une lampe à vapeur de sodium à haute pression équipée d'un culot suivant l'invention ; la Fig. 2 est une vue en perspective à échelle agrandie du culot représenté dans une condition partiellement ouverte et monté sur un col de la lampe, et la Fig. 3 est une section droite du culot de l'isolateur. Sur la Fig. I, on a représenté une lampe à vapeur de sodium à haute pression 1 comprenant un tube intérieur à arc 2 en matière céramique et un tube extérieur formant l'enveloppe vitreuse 3. l'enveloppe du tube à arc intérieur 2 est formé d'une matière céramique transmettant la lumière, telle que de l'alumine polycristalline de haute densité qui est capable de résister à l'attaque de la vapeur de sodium à hautes températures. Les scellements 4, 5 prévus aux extrenités établissent des liaisons électriques avec les électrodes se trouvant à l'intérieur du tube à arc. Le remplissage ionisable est constitué d'un gaz inerte tel que de l'argon et un amalgame de sodium et de mercure. l'enveloppe extérieure 3 est formée d'un verre résistant à haute temperature tel que du verre au torosilicatevet elle a une paroi relativement épaisse de façon à résister à la pression atmosphérique après mise sous vide. Le col 6 de l'enveloppe est obturé par un queusot rentrant 7 comportant une extrémité intérieure aplatie dans laquelle passent des fils d'amenée de courant 8, 9 qui établissent des connexions avec le tube à arc dans l'enveloppe extérieure. Un culot fileté 10 suivant l'invention est monté et fixé sur le col de l'enveloppe extérieure. Ce culot comporte une virole métallique filetée 11, formée de préférence de laiton qui peut être plaqué de nickel, un isolateur 12 en matière céramique en forme de dôme et un contact ou oeillet d'extrémité 13 qui est également formé de préférence de laiton. La virole est pourvue d'un filetage comportant approximativement trois spires, eut à la suite duquel il est prévu en direction de l'extrémité extérieure un prolongement axial à surface lisse 14. Ce prolongement 14 présente un diamètre intérieur qui n'est pas supérieur au diamètre à fond de filets du filetage.Cela permet de faire passer l'isolateur 12 au travers de la partie filetée du prolongement de manière que le rebord 15 de l'isolateur s'appuie contre la collerette ou lèvre 16,dirigée vcrs l'intérieur,du prolongement. près assemblage des pièces, un bourrelet 17 est formé mécaniquement par galetage dans le prolongement afin de verrouiller le rebord de l'isolateur contre la lèvre ou collerette et d'empêcher l'isolateur d'être refoulé vers l'arrière dans la virole. lie coin inférieur du rebord est chanfreiné ou arrondi en 18 afin d'empêcher un fissurage ou un émoussage du bord du matériau céramique lorsque le bourrelet 17 est formé par galetage dans la virole. I1 est important dlem.pecher l'isolateur de tourner par rapport à la virole. On peut appliquer une force considérable au culot lorsqu'il est vissé dans ou dévissé d'une douille, en particulier après un fonctionnement dans une atmosphère hunide ou corrosive. Une rotation de l'isolateur par rapport à la virole peut tordre le fil aboutissant à l'oeillet d'extrémité et le rompre. On a essayé d'empêcher une torsion de l'isolateur en prévoyant des évidements ou encoches dans le rebord 15 en espérant que le métal de la lèvre ou collerette serait refoulé dans les encoches lors du galetage du bourrelet. Cependant cette façon d'opérer nta pas donné satisfaction. Suivant l'invention, pour empêcher une rotation de l'isolateur par rapport à la virole, on prévoit dans le dôme de l'isolateurJet dans une partie correspondante de la collerette ou lèvre de la virole une partie non ronde. tans le mode préféré de réalisation représenté sur les dessins, il est prévu sur deux côtés du dôme de l'isolateur des méplats 19 qui entrent en contact avec des parties planes correspondantes 20 de la collerette ou lèvre 16 prévue à l'extrémité extérieure de la virole. Suivant l'invention, on obtient ainsi une liaison efficace et sûre de l'isolateur avec la virole ; le bourrelet empêche l'isolateur d'être refoulé vers l'arrière dans la virole,tandis que les méplats prévus sur l'isolé teur et les parties correspondantes du rebord de virole empêchent une rotation de l'isolateur par rapport à la virole. lie dôme de l'isolateur est pourvu d'un trou central carré et de deux évidements peu profonds situés de part et d'autre de ce trou. lie contact ou oeillet d'extrémité 1:3 comporte une partie 22 en forme de barreau carré qui est engagée dans le trou carré de l'oeilletsainsi que deux bossages 23 qui s'engagent dans les deux évideroents du de d'isolateur. Cette disposition permet d'obtenir une liaison étroite du contact d'extrémité avec l'isolmteur et empoche une torsion relative de ces parties. Dans la lampe représentée, le culot est maintenu mécaniquement sur le col de l'enveloppe extérieure par vissage de la virole 11 sur un anneau de retenue fileté 24 qui comporte des doigts élastiques 25 pourvus de languettes 26 recourbées vers l'intérieur et entrant en contact avec des bossages correspondants ménagés dans le verre du col. Après que le culot a été vissé sur l'anneau de retenue, il est verrouillé sur celui-ci par poinçonnage d'encoches de verrouillage 27 cui s'accrochent dans des perforations correspondantes prévues dans l'anneau de retenue. La liaison entre le fil d'amenée de courant 8 et la virole du culot est assurée en soudant le prolongement extérieur du fil sur l'anneau de retenue 24, corme indiqué en 8'. 'autre fil 9 est soudé en 9' sur le contact d'extrémité 13. Comme indiqué sur le dessin, le culot est pourvu d'une structure fusible de tpe connu. Des douilles réfractaires isolantes, de préférence formées de quartz, sont placées autour des fils d'amenée a l'intérieur du culot en vue d'augmenter la tension de claquage. La douille 28 plus longue qui traverse l'anneau de retenue 24 est visible sur la Fig. 3. Dans le cas où un arc est neammoins amorcé à l'intérieur du culot, les extrémités des fils a'amenée s'arrondissent en forme de boule et reculent à l'intérieur des douilles de sorte que l'arc est ainsi étranglé et finalement éteint. L'isolateur en matière céramique du culot sert de paroi protectrice confinant l'arc avant son extinction. REVF-I;DIC--TI0It 1. lampe électrique à culot isolé en céramique, cractérisée en ce quelle comprend une virole métallique filetée et un contact d'extrémité servant de bornes, un isolateur pré-formé réunissant la virole au contact, un prolongement axial à surface lisse de ladite virole présentant un diar.ètre inférieur au diamètre de fond de filetage, ledit prolongement étant pourvu à une extrémité d'une collerette et ledit isolateur étant maintenu appliqué contre la collerette par un bourrelet formé par galetage dans la paroi latérale du prolongement, ainsi qu'une partie non ronde prévue dans l'isolateur et dans une partie correspondante de la collerette de la virole afin de verrouiller ensemble ces parties, et d'empêcher une torsion de l'isolateur par rapport à la virole. 2. lampe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'isolateur est formé d'une matière céramique cuite,et a une forme de dôme présentant un rebord étroit qui est engagé entre ladite collerette et ledit bourrelet. :3. lampe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'isolateur est formé d'une matière céramique cuite,et a une forme de dôme, et en ce que la partie non ronde comporte un ou plusieurs méplats situés sur le côté du dôme et qui entrent en contact avec des parties planes correspondantes de la collerette afin de verrouiller lesdites pièces ensemble. 4. lampe suivant la revendication 3, caractérisée en ce qu'il est prévu des néplats sur deux côtés opposés du dame.