Brevet FR2608833A1 — publié le 19880624

La présente invention concerne un procédé pour relier des parties conductrices d'un composant électrique d'interrupteur, parties conductrices parmi lesquelles au moins une est entourée au moins localement par un élément en céramique ou en un matériau analogue résistant à de hautes températures. Il est déjà connu, d'après la demande de brevet allemand DE-OS 3 538 537, de relier entre eux par rivetage des conducteurs de courant de composants électriques d'interrupteur. A cet effet, une pièce métallique prévue comme rivet est engagée dans un trou d'un corps en cérami- que et elle est chauffée par passage d'un courant et elle est déformée sous pression à l'état chauffée. De telles liaisons présentent, notamment lors d'une utili- sation à des températures ambiantes élevées, l'inconvé- nient de se desserrer au cours du temps et d'exercer alors une influence très perturbatrice sur le passage du courant. En outre des liaisons mécaniques de ce genre sont affec- tées par l'inconvénient de grandes résistances de transi- tion, qui peuvent encore être augmentées en cours d'utili- sation par une formation d'oxyde ou analogue. En outre, avec ces liaisons rivées connues, on rencontre l'inconvé- nient d'une étape opératoire nécessaire additionnellement pour l'engagement des rivets. L'objet de l'invention consiste alors à créer des liaisons de parties conductrices d'un composant électrique d'interrupteur qui soient pratiquement exemptes de résistances électriques de transition et qui permettent en outre avantageusement une fabrication plus rapide. Le problème est résolu conformément à l'invention par le fait que les parties conductrices sont reliées entre elles par soudage. Une telle liaison peut, après réglage de la durée optimale de soudage et de la densité de courant optimale,être réalisée d'une manière particulière- ment rapide et permanente, auquel cas notamment également une température ambiante élevée en cours d'utilisation du composant d'interrupteur n'a aucun effet perturbateur sur la résistance de transition dans la zone de soudure. Un autre avantage d'une telle liaison consiste également en outre dans le fait que la zone de déformation est limitée à une très courte et une très petite zone partielle de la partie conductrice à relier. L'invention concerne également un composant électrique d'interrupteur comportant un corps isolant, de préférence en céramique, une unité d'interrupteur fixée sur une partie de support ou d' -amenée traversée - par le corps isolant, et une partie de contact reliée à la partie de support ou d' amenée. L'inven- tion est caractérisée par le fait que la partie de support ou d'amenée comporte, dans sa zone de soudure tra- versée par le corps isolant, une surface de section droite plus petite que celle du reste de la zone de support,la région de transition entre les deux zones étant pourvue d'un profil étagé avec formation d'un épaulement d'appui positionné pour s'appliquer contre le corps isolant, et par le fait que l'extrémité de la zone de soudure qui dépasse du corps isolant est nliée par soudage avec la partie de contact. Du fait de la formation d'une partie large et d'une partie étroite, on est assuré qu'exclusive- ment la partie à relier avec la partie de contact soit chauffée dans l'opération de soudage. Grâce à la formation de l'épaulement d'appui, on est assuré, par application de ce dernier contre le corps isolant, d'un positionnement exact de l'extrémité à souder de la zone de soudure l'endroit prévu. A cet égard, il est avantageux que l'extrémité à souder puisse faire saillie supérieurement du corps isolant exactement de la longueur de la course de déformation prévue, de sorte que le mouvement de la partie de contact, appliquée sous pression contre l'extrémité de fusion de la zone de soudure soit automatiquement arrêté après terminaison de la course de déformation par application contre le corps isolant. De cette manière, il est possible de réaliser une liaison précise d'une manière particulièrement rapide. Du fait de la limitation de la déformation de la partie de support ou -d'amenée au moyen du soudage effectué dans sa zone d'extrémité, il est possible de réaliser une liaison permanente,en évitant une sollicitation mécanique excessivement grande du corps isolant, déjà au bout d'une courte période d'action du courant. Une autre forme avantageuse de réalisation de l'invention consiste en ce que la partie de support ou d'appui est profilée en forme de U et les deux branches, orientées mutuellement parallèlement, comportent chacune une partie de support reliée à la branche centrale perpen- diculaire et une zone de soudure traversant le corps isolant. Un tel agencement en forme de U de la partie de support ou d'appui garantit une liaison particulièrement solide avec la partie de contact, auquel cas grâce au doublement des zones de contact, il ne se produit prati- quement aucune résistance de transition. Conformément à une autre forme avantageuse de réalisation de l'invention, la zone de soudure de la partie de support ou d'appui comporte, avant la liaison soudée avec la partie de contact, une section droite de forme circulaire avec un sommet de profil conique qui est placé dans une zone d'extrémité. Grâce au profil pointu de la zone de soudure, on peut obtenir une fusion particulière- ment rapide et ponctuelle sous l'action d'une forte densi- té de courant, de sorte qu'il se produit une fixation immédiate de la partie de contact. L'extrémité, prévue pour la liaison avec la partie de contact, de la zone de soudure de la partie de support ou d'appui peut, conformément à une autre forme avantageuse de réalisation de l'invention, comporter encore une fois un appui de préférence en forme de coin. Un tel appui en forme de coin permet, dans le cas d'un profil plan de la partie de support ou d'am en e, la création d'une grande densité de courant pour l'établissement d'une liaison soudée de forme linéaire et stable. Une autre variante avantageuse de réalisation de l'invention consiste en ce que l'extrémité, prévue pour la liaison avec la partie de contact, de la zone de soudure de la partie de support ou d'appui, comporte avec formation de deux nervures de soudage espacées l'une de l'autre, un évidement central en forme de U. Par la forma- tion des nervures de soudage, il est possible de réduire la section droite de la zone de soudure, de façon à pouvoir obtenir une fusion rapide et une liaison biponctuelle stable. Enfin il existe encore une autre forme avantageu- se de réalisation de l'invention qui consiste en ce que, dans la région de l'extrémité de la zone de soudure qui est prévue pour la liaison avec la partie de contact, il est prévu dans le corps isolant des creux qui peuvent recevoir la matière fondue de la zone de soudure qui est refoulée en exerçant une pression sur la partie de contact. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'un composant d'interrup- teur agencé conformément à l'invention, la figure 2 est une vue en plan du composant d'interrup- teur de la figure 1, les figures 3 à 8 représentent à échelle agrandie des exemples de réalisation d'une partie de support ou d'amenée agencée conformément à l'invention, et la figure 9 représente en vue en coupe fortement agrandie une autre forme de réalisation d'un composant d'interrup- teur selon l'invention. Un composant d'interrupteur 1, visible sur la figure 1 se compose pour l'essentiel d'un corps isolant 2 en céramique et en forme de cylindre, d'un élément bimétal- lique 3, de deux parties de support ou d'amenée 4 en forme d'étrier ou de U et de parties de contact 5 qui sont disposées sur le côté supérieur du corps isolant 2. Chaque partie de support ou d'amenée 4 comporte une zone de support 7 large et agencée de manière à recevoir un interrupteur 6 ainsi qu'une zone de soudure 8 plus étroite et guidée au travers d'une ouverture rectangulaire correspondante 9 du corps isolant 2. Cette zone de soud'ures 8 de la partie de support ou d' amenée 4 est soudée. par son extrémité libre faisant saillie au-dessus du plan 11 du corps isolant 2, avec la partie de contact. L'inter- rupteur précité 6 se compose pourl'essentiel d'un pontet 12 conducteur de courant, reliant entre elles les deux parties de support ou d' amenée 4 et pourvu d'un contact d'extrémité 13, et d'un ressort 14 relié au pontet 12. Entre l'élément bimétallique 3 et le pontet 12, il est prévu un organe de transmission 15 formé d'un matériau électriquement isolant, par exemple un matériau céramique. La fabrication du composant d'interrupteur 1 est effectuée d'une manière telle que, après insertion du pontet 12 avec le ressort 4 dans le corps isolant 2, les deux parties de support ou d' amenée- 4 soient enga- gées par leurs quatre zones de soudure 8 dans les ouvertu- res 9 du corps isolant 2 jusqu'à ce que les épaulements d'appui 16, situés entre la zone de support et la zone de soudure 7, 8, s'appliquent contre le côté inférieur 17 du corps isolant 2. L'application des parties de support ou d' amenée 4 contre le côté inférieur 17 du corps isolant 2 est assurée au moyen d'un outil agencé simultané- ment sous la forme d'une électrode d'un dispositif de soudage. Ensuite les deux parties de contact 5 sont appli- quées,également à l'aide d'un outil agencé en forme d'électrode, contre les extrémités, dépassant supérieure- ment du plan 11, des zones de soudure 8, et un courant de forte densité passe alors dans les deux électrodes. Il se produit alors une fusion des extrémités de la zone de soudure et une liaison solide avec les parties de contact 5. La matière fondue refoulée latéralement lors de la fusion s'écoule dans un évidement 18 du corps isolant 2 qui est relié à l'ouverture 9. Le mode de fonctionnement du composant d'interrup- teur 1 va être maintenant décrit dans la suite. Aussitôt qu'il se produit dans une zone de l'élément bimétallique 3 un fort échauffement, cet élément est incurvé vers le haut en direction de l'interrupteur 6, auquel cas l'organe de transmission 15 produit un soulèvement du pontet 12 en opposition à l'action du ressort 14. Ainsi le contact 13 est écarté de la partie correspondante de support ou d' amenée 4 de sorte que le contact entre les deux parties de support ou d' amenée 4 et les parties de contact associées 5, qui sont respectivement reliées avec un conducteur de courant, est interrompu. Aussitôt que l'élément bimétallique 3 a été ramené par flexion inverse après refroidissement à nouveau dans la position initiale représentée sur la figure 1, il se produit, sous l'action du ressort 14, une butée du contact 13 contre la partie asseciée de support ou d' amenée 4, de sorte que le contact entre les deux parties de contact 5 est à nouveau rétabli et que du courant peut passer Sur la figure 3, la partie de support ou d'amenée4 a été représentée en vue en élévation latérale à échelle un peu réduite. Sur la figure 4, l'extrémité d'une zone de soudure 8, qui comporte un rétrécissement en forme de coin 19, est représentée à échelle agrandie. La nervure longitudinale étroite 20 ainsi créée entre en liaison, lors du processus de soudage, avec la partie de contact et elle est fondue sous l'effet de la forte densité de courant se produisant en cours de soudage. Sur la figure 5, l'extrémité de la zone de soudure est profilée également en forme de coin, comme indiqué en 19. Sur la figure 6, l'extrémité de la zone de soudure a un profil fourchu. Le composant d'interrupteur représenté sur la figure 9 et dont le mode de fonctionnement correspond à celui de la figure 1 comporte une partie de support ou d'amenée 4 en forme de U et une partie de support ou d'amenée 4 en forme de barrette, qui est visible en vue latérale sur la figure 7. La zone de soudure 8 d'une partie de support ou d'amenée 4 représentée sur la figure 8 se compose de deux corps cylindriques ayant des diamètres différents, l'extrémité étant pourvue d'un profil pointu de forme conique 21. L'agencement de la zone de soudure n'est pas limité aux exemples décrits. REVENDICATIONS 1. Procédé pour relier des parties conductrices d'un composant électrique d'interrupteur, parties conductrices parmi lesquelles au moins une est entourée au moins localement par un élément en céramique ou en un matériau analogue résistant à hautes températures, caracté- risé par le fait que les parties conductrices sont reliées ensemble par soudage. 2. Composant électrique d'interrupteur comportant un corps isolant, de préférence en céramique, une unité d'interrupteur fixée sur une partie de support ou d'amenée traversée par le corps isolant, et une partie de contact reliée à la partie de support ou d' amenée caractérisé en ce que la partie de support ou d'amenée 15. (4) comporte, dans sa zone de soudure (8) traversée par le corps isolant (2), une surface de section droite qui est plus petite que celle de la zone de support restante (7), la région de transition entre les deux zones (7, 8) étant pourvue d'un profil étagé avec formation d'un épaulement d'appui (16) positionné pour s'appliquer contre le corps isolant (2) et l'extrémité de la zone de soudure (8), qui fait saillie du corps isolant (2), est reliée par une soudure avec la partie de contact (5). 3. Composant électrique d'interrupteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie de support ou d'appui (4) est profilée en forme de U et les deux branches, orientées parallèlement entre elles, comportent respectivement une zone de support (7) reliée à la branche centrale perpendiculaire et une zone de soudure (8) traversée par le corps isolant (2). 4. Composant d'interrupteur selon une des revendi- cations 2 ou 3, caractérisé en ce que la partie de support ou d'appui (4) est agencée en forme de bande et sa zone de soudure (8) est traversée par le corps isolant (2). 5. Composant d'interrupteur selon une des revendica- tions 2 ou 3, caractérisé en ce que la zone de soudure (8) de la partie de support ou d'appui (4) comporte, avant la liaison soudée avec la partie de contact, une section droite de forme circulaire comportant un sommet (21) de profil conique qui est prévu dans une région d'extrémité. 6. Composant d'interrupteur selon une des revendi- cations 2 ou 3, caractérisé en ce que l'extrémité, prévue pour la liaison avec la partie de contact (5), de la zone de soudure (8) de la partie de support ou d'appui (4) comporte un autre gradin (19), de préférence en forme de coin. 7. Composant d'interrupteur selon une des revendi- cations 2 ou 3, caractérisé en ce que l'extrémité, prévue pour la liaison avec la partie de contact (5), de la zone de soudure (8) de la partie de support ou d'appui (4) comporte, pour la formation de deux nervures de soudage espacées l'une de l'autre, un évidement central (22) en forme de U. 8. Composant d'interrupteur selon une des revendica- tions 2 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans la région de l'extrémité de la zone de soudure (8) servant à la liaison avec la partie de contact (5), des évidements (18) dans le corps isolant (2).