Brevet FR2242765A1 — publié le 19750328

a présente invention est relat-ive à des interrupteurs ou inverseurs à lames, scellés, à un ou plusieurs contacts mouillés par du mercure, ci-après également dénommés capsules ou ampoules, qui peuvent fonctionner dans toutes les positions comprises entre la verticale et lthorizontale. Elle concerne aussi la structure des contacts des dispositifs de commutation contenant du mercure. Un des objets de l'invention, permettant un fonctionnement toute position entra la verticale et l'horizontale, améliore considérablement la tenue aux chocs et vibrations des capsules déjà connues. Ires commutateurs à contacts mouillés au mercure contiennent généralement assez de mercure pour qu en cours de fonctionnement leur position ait de l'importance. En fait, ils doivent être utilisés dans la position verticale ou dans une position proche de la verticale pour que le métal liquide ne provoque pas de courtcircuit lorsqu'il s'écoule entre les contacts et aussi afin que le fonctionnement soit exempt d'aléas tels que des rebondissements. La présente invention concerne des interrupteurs ou inverseurs à contacts mouillés par du mercure, scellés, dans lesquels on a introduit un ou des profilés hélicoldaux qui jouent le rôle de réservoirs capillaires de mercure, de telle manière qu'ils puissent être utilisés en position verticale ou horizontale ou toute position intermédiaire. Dans les interrupteurs ou inverseurs connus, à lames, scellés, mouillés par du mercure, celui-ci se trouve dans un réservoir ainsi que sur les contacts et armature vibrante. Cette armature vibrante est munie de plusieurs rainures longitudinales permettant la montée par capillarité du mercure du réservoir au contact. Ire mercure qui mpuille les contacts par tension superficielle s'élimine progressivement sous forme de gouttelettes pendant le fonctionnement du commutateur. Ces gouttelettes retombent dans le réservoir et remontent ensuite vers le contact le long de l'arma- ture. Il s'établit ainsi une circulation du mercure. I1 est bien évident qu'un tel commutateur doit impérativement entre utilisé dans une position proche de la verticale sous peine d'encourir le risque d'un court-circuit des contacts par suite du déplacesent du mercure libre ; de plus, les gouttelettes projetées des contacts risqueraient de se déposer dans un endroit on leur accumulation pourrait également engendrer un court-circuit ; enfin, le mercure s'échappant de l'armature et n'étant pas renouvelé, le mouillage de celle-ci deviendrait insuffisant et provoquerait des phénomènes de rebondissement et de collage des contacts entrarnant une panne catastrophique du commutateur. La présente invention résout ce problème en constituant tout autour du commutateur un ou plusieurs réservoirs capillaires de mercure en liaison hydraulique avec l'armature et, le cas échéant, les contatcs, ainsi, les gouttes provenant des contacts sont récupérées dans le ou les réservoirs capillaires sans risque de court-circuit. Chaque réservoir capillaire consiste en un profilé mouillable par le mercure et enroulé sous forme d'hélice. Ce profilé doit avoir une forme telle qu'il permette l'accumulation de mercure, éventuellement avec l'appui de l'enveloppe du commutateur. Il doit permettre un transfert de ce mercure vers l'armature et les contacts. Comme les figures la, lb et lc l'indiquent, un commutateur fonctionnant dans toutes les positions comprises entre l'horizontale et la verticale peut entre fabriqué en soudant au queusot 3 (tube par lequel on introduit le mercure) un ou des profilés boudinés en forme d'hélice 8. Le tube en verre 7 constitue l'enveloppe du commutateur. Soit les pièces polairesl et 2, soit la ou les armatures 6 sont munies de contacts 4 et 5. La figure 2 donne un exemple de section utilisable pour le profilé 1, qui permet la formation après boudinage d'une cavité hélicogdale dont la section est un demi-cercle situé du c8té de l'enveloppe 2 du commutateur et susceptible de se remplir de mercure. Bien entendu, le métal utilisé pour fabriquer le profilé doit être mouillable par le mercure ; ce peut-8tre, par exemple, un alliage de cuivre et de nickel. Suivant la configuration donnée par la figure 2, le mercure est contenu dans l'espace compris entre l'enveloppe du commutateur et l'hélice. En adoptant une seule hélice fixée à la partie inférieure de l'ampoule, en limitant sa hauteur et en faisant en sorte que tout le mercure mouille les surfaces métalliques (par de mercure libre), on peut constituer un réservoir de mercure nécessaire au bon fonctionnement du dispositif, mais l'ampoule devra nécessairement être utilisée dans une position pas trop éloignée de la verticale (plus ou moins 500), Par contre, la tenue aux chocs et vibrations est considérablement améliorée à tel point qu'une telle capsule peut être utilisée, par exemple, dans une voiture automobile ou autre système en mouvement. En ce qui concerne la structure des contacts, on connait déjà des commutateurs mouillés au mercure, scellés, ayant une ou des pièces polaires sur lesquelles sont fixés des organes de contact soit sous forme de barette profilée, soit sous forme de. sphère. Ces deux systèmes ont divers inconvénients décrits- cidessous Dans le système à barette, utilisé pour les commutateurs sans effet de pont, les surfaces de contact ne se situent généralement pas dans un plan nnique, car les outils de production effectuant l'estampage forment des surfaces légèrement ovalisées ou arrondies. Il en résulte de l'imprécision dans le formage des contacts et on constate une non-reproductibîlité des surfaces mouillables par le mercure, ce qui entrain une instabilité des valeurs opératoires ainsi que de la densité de courant au tra-vers des contacts. Il peut même arriver que, si la surface mouillée est trop limitée, le passage du courant provoque la vaporisation du mercure recouvrant le contact et le collage de ltarmature. Il en résulte une panne catastrophique ainsi qu' indiqué plus haut. Dans le système à sphère, la difficulté consiste à contrister les dimensions exactes de la section sphérique obtenue apres usinage. En effet, un usinage trop prononcé entrain la formation d'une surface de contact trop importante 5 par contre un usinage insuffisant donne une surface trop faible. Compte tenu des tolérances de fabrication, il est difficile d'assurer une bonne reproductibilité de la surface de contact et, partant, des valeurs opératoires et densités de courant admissibles. La présente invention concerne un contact en forme de cylindre, Comme indiqué à la figure 3t le cylindre 2 constituant le contact est soudé par une base à la pièce polaire 1. -Cette disposition élimine les inconvénients décrits ci-dessus car la section du cylindre après usinage est constante quelle que soit la quantité de métal enlevé. Il en résulte une surface mouillée constante avec tous les avantages d'une bonne reproductibilité ainsi que d'un contrôle effectif de la densité de courant. Ce type de contact s'applique aussi bien aux capsules avec effet de pont que sans effet de pont. ome l'indique la figure 3b, les contacts sans effet de pont =ont façonnés en soudant le cylindre sur la piece polaire (1), 'ensemble étant ensuite recouvert d'une couche d'oxyde métallique (5) non mouillable par le mercure. La mouillabilité du contact s'obtient en éliminant I'oxUde sur la partie du cylindre en contact avec l'armature (voir figure 3b, 2). Les contacts avec effet de pont sont réalisés en soudant simplement le cylindre sur la pièce polaire. La présente invention s'étend également aux caractéristiques résultant des descriptions ci-dessus et des dessins joints ainsi qu'à leurs combinaisons possibles. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de realisation décrits ci-dessus et représentés a partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et modes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. La présente invention peut être utilisée comme organe de commutation en contrôles industriels ou dans les systèmes de télécommunication. REVESMICAlIONS 1. Commutateur à contact mouillé au mercure, scellé, Lanies, destiné à être utilisé en toutes positions comprises entre la verticale et l'horizontale, caractérisé par le fait qu'il com porte un moyen incorporé dans l'ampoule destiné à enmagasiner le mercure. 2. Commutateur à contact mouillé au mercure, scellé, à lames, ayant une ou des pièces polaires magnétiques sur lesquelles sont fixés rigidement, un ou des organes de contact. 3. Commutateur conforme aux revendications 1 et 2 combinées. 4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le mercure est emmagasiné dans un ou des profilés hélicoR- daux reliés hydrauliquement à l'armature, et le cas échéant, aux contacts. 5. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que les contacts ont une forme cylindrique soudés par une base.