Brevet FR2611984A1 — publié le 19880909

La présente invention se rapporte à une ampoule à maintien magnétique et à culot intégré. Elle se rapporte également au procédé de fabrication d'une telle ampoule. Le domaine visé par l'invention couvre l'éclairage domestique de voitures, d'engins et l'éclairage industriel ainsi que celui des ampoules et tubes à rayonnements spécieux, ultraviolet, infrarouge et autres. La présente invention vise à simplifier le culot en supprimant le culot traditionnel à douille ou à baTonnette pour le remplacer par un culot intégré en verre ou autre matière isolante formé dans le corps même de l'ampoule, ledit culot renfermant une pièce métallique, un aimant ou une pièce aimantée, disposé entre les deux contacts électriques. La douille comprend en correspondance des pièces femelles de contact électrique entre lesquelles est inséré un aimant ou une pastille métallique permettant de réaliser avec la. pièce homologue prévue dans le culot de l'ampoule un maintien mutuel par attraction magnétique. Dès lors que la fonction de maintien de l'ampoule dans sa douille peut être réalisée différemment, on remarque que le culot de l'ampoule peut être notablement simplifié au point de se modifier complètement et de pouvoir substituer au culot traditionnel rapporté un culot intégré au corps de l'ampoule. De plus, l'attraction magnétique peut remplacer avantageusement le guidage mécanique d'engagement par emmanchement ou emboîtement vers les contacts électriques. Finalement, il suffit pour réaliser entièrement la mise en place de l'ampoule, de combiner les moyens d'orientation et d'immobilisation de l'ampoule en rotation avec un ensemble approprié de contacts mâles et femelles. La présente invention a pour but précisément de modifier substantiellement le culot en vue de le simplifier au maximum et de substituer au maintien mécanique traditionnel de l'ampoule et de sa douille l'attraction magnétique tout en réalisant des pièces de contact électrique simples et efficaces sous la forme de deux éléments correspondants mâles et femelles par emmanchement, emboîtement, encastrement, coulissement ou autres. A cet effet, I'invention se rapporte à une ampoule caractérisée en ce que le culot est formé dans la matière même de l'ampoule lors de sa fabrication, une pièce métallique, un aimant ou une pièce aimantée, étant prévue entre les contacts électriques lors de la fabrication. Dans une version particulière, les pièces de contact de l'ampoule sont constituées par la prolongation des tiges se poursuivant dans le volume intérieur de l'ampoule pour être reliées en extrémité par le filament pour permettre l'évacuation de l'air et l'injection du gaz neutre dans l'ampoule. Selon une caractéristique particulière, la pièce métallique ou la pièce formant aimant est prise dans la masse du verre constituant le culot de l'ampoule. Le procédé de fabrication consiste à prendre l'ébauche de verre, à introduire le pied de l'ampoule portant le filament ou les tiges porte-filament et à conformer le culot par simple réunion à chaud des bords de l'ébauche et du pied porte-filament, d'aspirer l'air puis d'injecter un gaz neutre ou un mélange de gaz dans l'ampoule par l'une ou l'autre des tiges creuses ou à aspirer l'air puis injecter gaz par le conduit central et finalement à sceller les extrémités du ou des conduit(s) utilisé(s). De la présente invention découlent les nombreux avantages suivants la simplification du culot permet de diminuer notable ment le prix de revient des ampoules les tiges porte-filament réalisées creuses peuvent constituer les conduits d'aspiration ou d'évacuation de l'air occlus pour constituer le vide ou injecter un gaz neutre ; la pièce métallique peut être incluse directement dans le verre à la fabrication la douille devient particulièrement simple car le guidage est assuré par les contacts électriques le guidage et la présentation parallèle des pièces réalisant l'attraction magnétique et leur contact mé canique plan résultent de l'introduction des pièces males de contact dans les pièces femelles correspon dantes. L'invention sera bien comprise en se référant à la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif sur deux modes de réalisation en référence aux dessins accompagnants dans lesquels Ia figure 1 est une vue en perspective d'un premier mode d'ampoule à tiges porte-filament ; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'ampoule selon le premier mode Ia figure 3 est une vue en perspective d'un deuxième mode d'ampoule à pied porte-filament en verre la figure 4 est une vue en coupe longitudinale de l'ampoule selon le deuxième mode la figure 5 est une vue en perspective du pied classique isolé avec sa pièce de culot ; Ia figure 6 est une coupe longitudinale d'une variante à tiges porte-filament pleines et scellement en partie centrale du culot ;; Ia figure 7 est une vue schématique en perspective d'une variante avec pièces de contact électrique en forme de lamelles la figure 8 est une vue en coupe en agrandissement de la zone d'inclusion du culot portant la pièce métal lieue ou l'aimant selon le premier mode de réalisa tison; la figure 9 est une vue en coupe en agrandissement de la zone d'inclusion du culot portant la pièce métalli que ou l'aimant selon une variante à pièce scellée dans le verre . la figure 10 est une coupe longitudinale en agrandis sement de la zone d'inclusion du culot portant la pièce métallique ou l'aimant selon le deuxième mode de réalisation ;; la figure 11 est une vue en coupe longitudinale d'une ampoule avec tiges porte-filament, ampoule scellée en partie supérieure après aspiration la figure 12 est une vue en coupe longitudinale d'une ampoule avec pied porte-filament, ampoule scellée en partie supérieure après aspiration. On décrira ci-après tout d'abord l'ampoule puis son procédé de fabrication. L'ampoule selon l'invention procède de l'idée générale inventive qui consiste à supprimer le culot rapporté classique et à le remplacer par un culot intégré formé séprément dans une masse de verre ou autre matière isolante et à l'introduire dans le corps de l'ampoule, à sceller l'ensemble prévoir dans la base de ce culot une pièce métallique ou un aimant intégré dans la masse du culot ou scellé dans un logement approprié. Selon une variante, le filament est porté par deux tiges creuses servant de conduit à l'évacuation de l'air occlus et à l'injection du gaz neutre. On examinera ci-après plus en détail les caractéristiques techniques de l'ampoule selon l'invention en référence aux figures de 1 à 7. Conformément à l'invention, L'ampoule présente un culot 1 formé directement ou raccordé dans ou à son corps 2. La matière de ce culot est une matière isolante appropriée susceptible de solidarisation avec le verre de l'ampoule. Le culot 1 présente une forme générale cylindrique de faible longueur ou tout au moins de longueur inférieure à celle du culot traditionnel en métal conformé en vis ou en talonnette ou tout autre. Pour des applications particulières, on pourra adopter de plus grandes longueurs. Cette réduction de longueur est possible grâce à l'utilisation de l'attraction magnétique conjointement avec l'immobilisation en orientation procurée par les pièces de contact électrique que l'on décrira ci-après. Ce culot est traversé par des pièces mâles 3 et 4 de contact électrique sous la forme de broches ou picots 5 et 6 ou de lamelles 7 et 8 selon les variantes représentées ou par toutes autres formes de pièces mâles techniquement possibles et intéressantes, c'est-à-dire d'un coût de revient peu élevé et faciles à fabriquer et à mettre en place. Selon une première variante, les broches ou picots 5 et 6 sont la prolongation extérieure de tiges creuses 9 et 10 porte-filament dont les extrémités supérieures 11 et 12 sont reliées par un ou plusieurs filaments 13 et dont les extrémités inférieures traversent une pièce de culot 14 en verre ou toute autre )matière appropriée non conductrice. Une variante avantageuse consiste à réaliser les tiges 9 et 10 dont l'une et/ou l'autre est creuse pour permettre l'aspiration de l'air et l'injection du gaz neutre par l'une ou l'autre d'entre elles. i Les tiges creuses 9 et 10 seront réalisées en principe métalliques. Bien entendu, ces tiges creuses pourront être réalisées en verre ou toute autre matière, le passage intérieur étant utilisé pour le fil conducteur d'alimentation du fi lament. ) A cet effet, les tiges pourront, le cas échéant, comporter l'une ou l'autre ou chacune, en plus de leur extrémité ouverte, un orifice transversal 15 ou 16 à l'intérieur de l'ampoule à un niveau bas voisin de leur passage à travers le culot. 3 Le culot 1 présente entre les broches ou picots une pièce métallique ou un aimant 17 pour permettre l'attraction magnétique avec un aimant disposé en correspondance sur la douille en vue du maintien mutuel. A cet effet, le culot comporte en partie centrale 18 une cavité 19 dans laquelle vient se loger la pièce métallique ou l'aimant 17 de forme, vue en plan, carrée, rectangulaire ou circulaire. Divers moyens d'immobilisation s' avèrent possibles. On envisage d'abord un logement simple dans lequel la pièce est introduite et scellée par une matière de solidarisation 20 coulée dans ledit logement. Ce mode d'immobilisation présente l'avantage de pouvoir garantir une présentation parfaite de la face frontale 21 de la pièce en prolongement rigoureux du plan de contact du culot en raison des faciiités d'ajustement de la pièce montée flottante sur le fond du logement préalablement enduit ou garni de matière de solidarisation. L'effet d'immobilisation peut être obtenu par insertion de la pièce dans la matière encore liquide lors de la fabrication du culot, en prenant soin de ménager un jeu de dilatation thermique, I'ensemble étant calé de façon appropriée pour obtenir un alignement suffisant des faces du culot et de la pièce métallique ou aimant. A cet effet, on peut envisager des bords biseautés 22 et 23 de la pièce métallique et des bords biseautés 24 et 25 correspondants de la cavité 19 permettant d'emprisonner et d'immobiliser suffisamment la pièce métallique ou aimant 17. A titre de variante, les pièces mâles de contact peuvent être réalisées sous la forme de tiges pleines 26 et 27 ou par des lamelles 7 et 8 opposées saillantes à travers le culot en prolongation des extrémités 28 et 29 des tiges ou le long de la surface latérale du culot. Bien entendu, des contacts femelles adaptés seront prévus en correspondance sur la douille. Les tiges creuses 9 et 10 ou pleines 26 et 27 porte-filament et la pièce de culot 14 constituent un pied tige 30. Une autre variante en figures 3 et 4 utilise un pied porte-filament classique 31 constitué de son mât central 32 en verre, prolongé par une tête 33 porte-filament formée de deux conducteurs 34 et 35 et de deux supports auxiliaires 36 et 37. Ce pied comporte, en partie centrale, un tube de dégazage 38 utilisé pour la mise du volume intérieur de l'ampoule sous vide ou sous atmosphère inerte. Selon la variante utilisant ce pied classique 31, les conducteurs 34 et 35 d'alimentation du filament descendent le long du mât central 32 à l'intérieur du verre puis divergent légèrement du tube de dégazage 38 pour sortir du verre à proximité d'une colerette 39 pour la solidarisation par jonction périphérique 40 au corps 2 de l'ampoule. Dans le cas d'un culot mince, on peut prévoir, au niveau de la sortie des fils d'alimentation 34 et 35 un renfort ou une masse de scellement supplémentaire 41 et 42 de verre servant de support mécanique à des broches ou picots 43 et 44. Ces picots sont bien entendu reliés électriquement aux conducteurs d'alimentation 34 et 35. On a réalisé ainsi la surface périphérique de contact 45 du culot. Celle-ci est complétée par une zone centrale 46 occupée par une pièce métallique ou un aimant 47. Comme représenté sur la figure 10 cette pièce est insérée dans un logement 48 délimité dans la masse de verre. Elle est évidée en son centre selon un passage 49 pour le tube de dégazage 38. Le passage 49 débouche par un orifice évasé 50 servant de logement à la fermeture d'étanchéité 51 en extrémité 52 du tube de dégazage 38 permettant ainsi d'obtenir l'étanchéité et la position en retrait de ladite extrémité par rapport à la face de contact magnétique. Afin de permettre l'utilisation de la pièce métallique ou aimant 17 ou 47 avec toutes les variantes de pied d'ampoule, on peut réaliser le scellement de l'ampoule en partie supérieure par un étirement approprié du verre par une pointe 53 ou une crête 54 qui pourrait servir d'élément de préhension de l'ampoule pour sa pose dans la douille ou son détachement. On décrira ci-après le procédé de fabrication de l'ampoule ci-dessus en prenant comme exemple le premier et le deuxième mode de réalisation comprenant respectivement le pied à tiges 30 et le pied~ classique 31. Dans les deux cas, les corps des ampoules sont réalisés préalablement. Il s'agit de volumes creux en verre, en forme de poires dont l'extrémité inférieure se prolonge en jupe vers le bas, délimitant un orifice d'entrée. Les pieds sont formés séparément Pour les pieds à tiges 30, on réalise à chaud la pièce de culot de forme générale cylindrique et on conforme simultanément en partie centrale la cavité réceptrice 19 de la pièce aimantée ou aimant 17. Dans le cas d'une pièce prisonnière, on forme son logement en partie centrale, on inclut cette pièce et on rabat les bords du logement contre les bords biseautés 22 et 23 de la pièce. On place simultanément les tiges portefilament creuses 9 et 10 ou pleines 26 et 27 avec le ou les filaments et on confectionne la base porteuse qui est en réalité la pièce culot 14. Concernant le pied classique 31, il est formé de façon habituelle avec son mât porte-filament 32, son tube de dégazage 38 et sa tête 33 porte-fi lament. Sa base est reliée à la pièce 14 de culot par un évasement de la matière 55. On réalisera à la fabrication la sortie des fils conducteurs en dehors, c'est-à-dire de part et d'autre du tube de dégazage et une cavité autour de la base du tube de dégazage pour le montage de la pièce métallique ou de l'aimant 47. Après engagement du pied dans l'orifice de l'ébauche, on effectue le soudage ou la solidarisation de la pièce de culot avec la base du corps de l'ampoule. On pourra également réaliser une pièce de culot ajustée à l'orifice et la sceller dans cet orifice au moyen d'une pâte de solidarisation adaptée au verre. Dans le cas du pied classique, il suffira de prévoir la pièce de culot ajustée à l'orifice et de le conformer selon une portée cylindrique pour ménager une zone de contact cylindrique suffisante à la tenue d'un scellement efficace. Concernant le mode de réalisation avec pied à tiges, on poursuit la fabrication par la phase de dégazage qui s'effectue, pour la ou les tiges creuses de l'extérieur, puis injection d'un gaz neutre. On obture ensuite l'extrémité des tiges, par exemple par pincement, et on procède à l'étanchéité à chaud ou à froid. Concernant le mode de réalisation avec pied classique, on met en place la pièce métallique ou l'aimant 47 en le glissant par son passage le long du tube de dégazage. On immobilise les conducteurs aux extrémités des broches en les noyant dans la masse ou en coulant des masses supplémentaires 41 et 42. On effectue l'immobilisation de la pièce de culot qui comporte déjà les broches des contacts électriques mâles. On effectue le dégazage, on obture et on scelle l'extrémité du tube de dégazage. Bien entendu, le vide peut être effectué en extrémité opposée en étirant le verre en pointe 53 ou en crête 54. Les modes de réalisation dérivés ainsi que les variantes directes et les modifications sans apport inventif entrent parfaitement dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Ampoule d'éclairage caractérisée en ce qu'elle présente un culot intégré (1), réalisé dans la même matière que celle du corps (2) de l'ampoule, ledit culot présentant entre les pièces mâles de contact électrique une pièce métallique ou un aimant (17) ou (47), ledit culot formant un pied d'ampoule en se prolongeant vers le haut par une structure porte-filaments. 2. Ampoule selon la revendication 1 caractérisée en ce que le pied d'ampoule comprend une pièce de culot (14) traversée par deux tiges porte-filaments et comportant, entre les pièces mâles de contact électrique, une cavité (19) conformée dans la pièce de culot servant de logement à la pièce métallique ou à l'aimant (17) ou (47). 3. Ampoule selon la revendication 2 caractérisée en ce que les tiges sont creuses (9) et (10) et comportent chacune à leur base, à l'intérieur du volume de l'ampoule, un orifice transversal d'injection ou de dégazage (15) et (16). 4. Ampoule selon la revendication 2 caractérisée en ce que les tiges (26) et (27) sont pleines. 5. Ampoule selon la revendication 1 caractérisée en ce que les pièces mâles de contact sont des lamelles (28) et (29). 6. Ampoule selon les revendications précédentes caractérisée en ce que la pièce métallique ou aimant (17) ou (47) est immobilisée dans son logement par une matière de scellement. 7. Ampoule selon les revendications précédentes, caractérisée en ce que la pièce métallique ou aimant (17) ou (47) est rendue prisonnière dans son logement par la forme du logement. 8. Ampoule selon la revendication 1, caractérisée en ce que le pied de l'ampoule comprend un mât central en verre (32) prolongé par une tête portefilaments formée de deux conducteurs (34) et (35) et de supports auxiliaires (36) et (37), le mât comportant un tube de dégazage (38) traversant en partie inférieure une pièce métallique ou aimant (47) pourvue d'un passage central (49) à orifice évasé dans lequel vient se loger l'extrémité obturée du tube de dégazage et en ce que les conducteurs (34) et (35) s'écartent du tube de dégazage et sont immobilisés en extrémité par des masses de verre ou un apport métallique (41) et (42) sur lesquelles viennent se monter les pièces mâles de contact, ledit pied comprenant un rebord périphérique (54) tourné vers le haut. 9. Procédé de fabrication d'une ampoule d'éclairage selon les revendications 1 et 8, caractérisé en ce que l'on engage et on scelle par le rebord périphérique (54) le pied de l'ampoule au corps de l'ampoule, on pose et on immobilise la pièce métallique ou l'aimant (47), on forme des masses de stabilisation de part et d'autre de ladite pièce, on scelle et on raccorde les pièces mâles de contact électrique, on effectue le dégazage, on obture et on scelle l'extrémité du tube de dégazage et on la cale dans l'orifice du passage central (49) de la pièce métallique ou aimant (47). 10. Procédé de fabrication d'une ampoule d'éclairage selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'on forme un pied à partir d'une pièce de culot en verre, que l'on forme une cavité (19) en zone médiane, que l'on monte des tiges creuses (9) et (10) à travers le verre, que l'on fixe un filament à l'extrémité supérieure des tiges, que l'on scelle une pièce métallique ou un aimant dans la cavité (19) que l'on solidarise les chants de la pièce de culot, ou la prolongation périphérique aux bords de l'orifice de sortie de l'ébauche, que l'on procède à l'aspiration de vide ou que l'on injecte un gaz neutre par l'une des tiges, que l'on scelle les extrémités des tiges qui seront utilisées comme pièces mâles de contact électrique.