Brevet FR2267852A1 — publié le 19751114

La présente invention concerne un procédé et un appareil de scellage pour la fermeture hermetique de tubes, notamment de tubes isolants en matière céramique ou en verre dans lesquels on renferme hermétiquement un dispositif électrique ou électronique. Il est de pratique habituelle de fermer hermétiquement un tube isolant en matiere céramique ou verre contenant un dispositif électrique ou électroniawue, par exemple une résistance, que l'on veut protéger contre les flammes et la fumée ou qui nécessite un isolement levez Jusqu'à present, afin de fermer hermetiquement un tel tube isolant contenant une résistance etc, on forme une couche métalli- sée (en général, par application et calcination d'une pâte d'argent) sur la surface intérieure des deux extrémités du tube isolant afin de les rendre soudables.Ensuite, on place de la soudure sur la couche métallisée appliquée sur la surface intérieure du tube isolant et on fait fondre la soudure par application de chaleur et d'un fondant acide pour qu'elle soit distribuée sur la partie de fermeture. Toutefois, il faut du temps pour distribuer la soudure sur toute la zone de cette manières Par conséquentss la couche métallisé formée sur le tube isolant ou sur la paroi de la résistance sont endommagés par la chaleur ou par le fondant, ce qui entralne une fermeture hermétique imparfaite et une baisse des caractéristiques. On a propose, pour ferler le tube isolant, de former la couche métallisée sur une surface inI:e'rieure du tube isolant, de placer la soudure sur la couche metalIise, de faire fondre la soudure en la chauffant et de faire tourner le tube isolant autour de son axe pour distribuer la soudure en fusion sur la surface périphé- rique sous l'effet d'une force centrifuge. Toutefois cette operation a eté effectuée a' la main. Par consequent, il se produit plusieurs inconvénients, à savoir qu'il est difficile de fournir la quantité optimale de soudure, qu'if est difficile d'empêcher des fluctuations de la température et-du temps nécessaire pour faire fondre la soudure par chauffage, et que la perte de produits fermes hermétiquement est importante. En conséquence, un but de la présente invention est de fournir un procédé pour fermer hermétiquement un tube isolant contenant un dispositif électrique ou électronique, procédé qui assure un pouvoir adhérent élevé. Un autre but de la présente invention est de réaliser un appareil de scellage par soudure fonctionnant automatiquement, appareil qui se preste à la fabrication en grande série. Pour atteindre ces buts, la présente invention fournit un procédé de scellage d'un tube isolant en matière céramique ou verre contenant un dispositif électrique ou électronique, procédé dans lequel une extrémité du tube isolent est hermétiquement fermée par application de soudure, le tube isolant comportant une couche métallisée sur sa surface intérieure est entraîne en rotation autour de son axe et de la soudure en fusion appliquée sur la couche métallisée est distribuée sur la surface périphérique sous l'effet de la force centrifuge créée- nar la rotation du tube isolant. LSappareil conforme i la présente invention comprend une table tournante qui comporte plusieurs supports de tubes isolants disposés autour de son axe central et qui tourne par intervalles, un mécanisme pour faire tourner les supports des tubes isolants autour de l'axe de chaque support, un mécanisme servant à arreter la rotation d'un nombre prédéterminé des supports i des positions prédéterminées, un mécanisme destiné à amener de la soudure en fusion au support tournant autour de son axe, de sorte que la soudure en fusion est distribuée sur la surface périphérique. Pendant l'opé- ration de scellage, la couche métallisée est formée sur la surface intérieure d'une extrémité du tube isolant en matière céramique ou verre.La couche metal3isee peut être formée par application au pinceau d'une pate d'argent qui est ensuite calcinée ou par placage au métal. Il est préférable d'utiliser un alliage spécial se composant essentiellement de Pb, Sn, Zn et Sb, alliage qui est susceptible de souder directement le verre ou la atire céramique. Des soudures qui peuvent etre utilisées pour souder la matière céramique sont décrites dans le brevet américain n0 3 694 897, le brevet britannique n 1 298 030, le brevet allemand n0 1 817 828 et le brevet français n0 2 109 326. On introduit un dispositif électronique ou électrique dans un tube isolant muni d'une couche metalliseB le tube isolant étant retenu sur l'appareil conforme à la présente invention en vue de sceller son extrémité. Une forme d'exécution de la présente invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans le euel : - le figure 1 est une vue de face d'un mode de réalisation de l'appareil conforme à la présente invention; - la une est une vue en plan du meme appareil; - la figure 3 est une vue ne côté du même appareil; et - la figure a est une vue a lus grande échelle représen- tant l'état scellé du tube isolant. Sur la figure 2 on voit dix-buit supports 4 dans lesquels des tubes isolants 3 sont maintenus dans une position verticale sur une table 2 tournant autour d'un axe 1, ces supports é étant disposés à des inte rvalles et à des angles égaux. Comme on le voit bur la fiure 4, le tube isolant 3 renfermant une résistance 5 est inséré entre des lames élastiques 6 r'--ues sur le support 4. Le tube isolant est fermer au moyen de soudure 8 de façon à couvrir la couche métallisée 7 et la résistance 3. La table tournante 2 est entraînée en rotation par l''intermédiaire d'un engrenage démultiplicateur 9 par un moteur 8, de façon à touruer pas à pas, étant arrêté à chaque 18ième de tour par un dispositif d'arrêt 10. D'un aurre côté, le support 4 du tube isolant est disposé sur la table 2 de f@con à tourner sur son axe. C'est à dire que la partie centeale des supports 4 est portée par la table 2, tandis que la partie infèrieure de chaque support comprend un collet 12 qui peut se déplacer verlicelenent sous l'action d'un ressert hélicoidal 11. Une roue à friction 13, qui est en contact par frottement surface @éripbérique des collets le, est montée sur un axe que 1 oui est coaxial à l'axe 1 de la table 2. La ,ollie 15 re cet axe est reliée avec la poulie de l'axe u mateur Ir: au moyen d'une courroie. Par conséquent, la rotation du moteut 6 entraîne en rotation les tubes isolants 3 par l'lntermé- diaire de la roue à friction 13.Le mécanisme de débrayage servant à interrompre le contact par frottement entre le collet 12 des sup ports 4 et la roue à friction 13 est constitué ;)ar un salement 17 en forme de disque susceptible de pousser le collet vers le bas et situé à l'extérieur et au-dessous de la table 2, comme le montrent les figures l et 2. Ce mécanisme interrompt le contact avec la roue a friction 13 en appuyant sur la surface supérieure du collet du support 4, collet qui tourne en contact avec la roue à friction. Le mécanisme arrête la rotation du support A et du quatrième support à partir du support B sur la fulgure 2. Par consetauent, l'intronuction des tubes isolants 3 dans les supports s'effectue pendant que la table 2 est arrêtée et que la rotation des supports est arrêtée, Les buses à air chaud 18, destinees à chauffer initialeMent les tubes isolants, occupent des positions correspondant aux cinquleme à huitième supports à partir du support B sur la figure 2. De l'air chaud à une température suprieure au point de fusion de la soudure sort de ces buses et se répand sur et autour de la couche métallisée du tube isolant.Chaque tube isolant 3 supporté sur la table tournant pas à pas s'arrete quelques secondes sous une buse 18 avant de s'arrêter sous la prochaine buse, de sorte que le tube isolant 3 est chauffé progressivement, évitant ainsi un chauffage trop rapide ou un surchauffage de la couche métallisée et écartant ainsi le risque d'une rupture thermique du tube isolant. La température de l'air chaud sortant de la buse et le débit de cet air chaud sont contrôlés avec préci- fusion, La rotation pas à pas de la table 2 est constante, de sorte que le temps de chauffage est uniforme. On peut atteindre le même but en remplaçant les buses par des éléments chauffants à rayonnement. Le dispositif d'avancelaent de soudure 19 occupe une position correspondant au neuvième-support à compter' du support B sur la figure 2. Ce dispositif comprend une bobine de soudure linéaire 20, un distributeur automatique de soudure 21 et un applicateur de soudure en fusion 22.Le distributeur automatique 21 fait avancer une longueur prédéterminée de la soudure qui passe dans un tube de guidage 23 vers l'applicateur 22, l'avance étant commandée par-minu- terie pour la synchroniser avec l'arrêt du tube isolant qui est ar rêté sur la table 2 à une position prédéterminée pendant une durée de temps prédéterinée. La longueur de soudure avancée peut etre modifiée en fonction de l'épaisseur de la fermeture hermétique du tube isolant et l'état de la fermeture. L'applicateur 22 comprend un élément chauffant, le dessus de la spatule 24 chauffé à une tem pfrature déterminée est disposé en face de l'objet à souder. La soudure avançant depuis le distributeur 21 est chauffée et en fondant tombe autour de la couche métallisée.Comme on l'a déjà mentionné, le tube isolant est entraîné en rotation pour que la soudure en fusion soit distribuée rapidement sur la paroi du tube sous l'effet de la force centrifuge creee par la rotation du tube autour de son axe, la soudure en fusion étant empêchée de tomber dans l'espace entre la paroi du tube et la résistance par la force centrifuge (voir la figure 4). Selon ce mode de réalisation, la vitesse de rotation du support 4 autour de son axe est de 320 tours/min., la température de' l'air chaud sortant des buses est-de 3r0 C, cet air chaud étant appliqué pendant quatre périodes d'arrêt, et la soudure en fusion à une température comprise entre 240 et 2300C est appliquée pendant 2 secondes afin de compléter l'opération de scellage. Un détecteur 25 est raccordé à un dispositif destiné à arrêter automatiquement l'avancement de la soudure en fusion vers le point de fermeture lorsqu'un support ne contenant aucun tube s'arrete dans une certaine position ou passe vers une certaine position. Comme détecteur on peut utiliser un système apte à détecter une modification de la contre-pression d'un fluide. Dans ce mode de réalisation un fluide, par exemple de l'air, est injecté dans le support et la contre-pression détectée. Si le support ne contient pas de tube, la baisse de la contre-pression est détectée, ce qui actionne un relais en vue d'arrêter l'avancement de la soudure en fusion. On. peut également envisager l'emploi de photocellules comme détecteur. Par conséquent, meme si un support sans tube s'arrête sous l'applicateur, la soudure en fusion n'avance pas pendant la période d'arrêt de la table tournante. Un support, contenant un tube isolant auquel la soudure en fusion est appliquée, tourne autour de son axe pendant chaque pas de rotation de la table 2, de sorte que la soudure en fusion est distribuée sur la paroi du tube sous lteffet de la force centrifuge, la rotation étant maintenue pour que la soli dification se fasse graduellement. La durée de rotation est fonction de la vitesse de rotation de la table, de l'épaisseur de la soudure et de la vitesse de rotation du support. Afin de modifier l'arrêt de rotation du support, il suffit de modifier la longueur et la position de l'élément de poussée 17. Le refroidissement de la soudure en fusion est rendu plus uniforme grâce au fait que le tube tourne autour de son axe, l'adhe- rence de la soudure à la couche métallisée étant ainsi améliorée. Un organe 26 servant à enlever le tube isolant de la table après la fermeture de celui-ci comprend une bride de serrage 27 disposée en haut de l'organe. La bride de serrage est déplacée verticalement par une tige de commande 28 reliée à un disque excentrique 29 qui fait un tour pour chaque tour de la table 2. Le support A s'arrête, comme on l'a décrit ci-dessus. La bride de serrage s'abaisse, serre le tube isolant et, en remontant retire le tube de son support en le tournant de 900. Sur la figure 1, la référence 30 désigne le bâti de ltap- pareil de l'invention et 31 désigne le tableau de distribution. L'appareil conforme à la présente invention permet d'appliquer la soudure en fusion sur l'objet tournant pour effectuer la fermeture hermétique dans des conditions entièrement contrôlées, obtenant ainsi une fermeture robuste et uniforme. L'appareil conforme à la présente invention permet d'effectuer automatinuement les opérations concernant l'avance et la rotation du tube isolant, le préchauffage du tube isolant, l'appli- cation de la soudure en fusion, le refroidissement du tube isolant par rotation après l'application de la soudure en fusion et lten- lèvement du tube de l'appareil, ce qui assure un fonctionnement stable et précis et un rendement augmenté. Les modes de réalisation décrits concernent la fermeture hermétique de tubes isolants en matière céramique ou en verre. Toutefois, la présente invention peut s'appliquer également à la fermeture hermétique de l'extremite d'un tube métallique etc. avec une soudure. R E V E N D I C A T I O N S I. Appereil de scellage nour la fermeture hermétique de tubes, caractérisé en ce qu'il comprend une table tournante qui comporte plusieurs supports de tubes disposés autour de son axe central et- qui tourne pas a pas, un mécanisme destiné à faire tourner chaque support autour de son axe, un mécanisme destin à arreter la rotation d'un nombre prédéerminé de suppiorts à des positions prédcterminées, et un mécanisme destin a fournir de la soudure en fusion au support tournant autour de son axe, pour que la soudure en fusion soit distribuée a la partie périphérique du tube. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque support de tube isolant tournant indépendamment autour ce son axe est contrôlé par un mécanisme qui déclenche la rotation et par un mécanisme qui arrête la rotation. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que de l'air chaud ou un rayonnement thermique est appliqué au tube à une position prédéterminée pour chauffer la couche métallisée. 4. Appareil selon la revendication l, caractérisé en ce que plusieurs sources d'air chaud ou de rayonnement thermique sont disposées à des positions prédéterminées au-dessus des supports des tubes isolants et avant le mécanisme qui fournit la soudure en fusion. 5. Appareil selon la revendication 2, caracterise en ce qu'une roue à friction constitue le mécanisme qui déclenche la rotation ou le mécanisme qui arrête la rotation. 6. Procédé de scellage pour la fermeture hermétique de tubes isolants contenant un dispositif électrique ou électronique, procédé qui consiste à inserer le dispositif électrique ou électronique dans le tube isolant en matière céramique ou verre, et à fermer hermétiquement une extrèmité du tube isolant au moyen d'une soudure, caractérisé en ce qu'on fait tourner le tube isolant, wuni d'une conche métallisée sur sa surface intérieure, autour de son axe et on applique une soudure en fusion sur la couche métallisée, la soudure en fusion étant distribuée à la partie périphérique par la rotation du tube isolnt.