Brevet FR2616962A1 — publié le 19881223

Ampcule fluorescente à culot Edison à pied tubulaire La présente invention concerne la réalisation complète d'une ampoule fluorescente à pied tubulaire à deux étages d'électrodes et à enveloppe cylindrique. la technique antérieure concernant les pieds de tubes fluorescents , donc à deux culots et à deux pieds est bien connue . Elle est basée exclusivement sur le pied tubulaire à un étage , c1 est à dire qu'il faille deux pieds pour 12 réalisation du plasma de décharge, de part et autre de l'enceinte Dans les réalisations récentes , telles celles décrites dans le brevet français 2 575 600 et la demande 85 16455 , concernant des ampoules tubulaires à un culot, on remarque un pied soufflé en forme de cloche , à deux étages d' électrodes Ces réalisatIons pour l'homme de la technique sont finalement trés ardues , et représentent des opérations multiples et inutiles , outre un certain risque de casse non-nébligeable provenant des formes complexes qui engen -drent des tensions internes élevées Ce pied est réalisé soufflé en forme de cloche , et dans le premier brevet cité , les quatres passages sont soudés-pressés en ligne sur le haut de la cloche , la soudure du tube de raccord au niveau du premier étage d'électrodes se faisant au prix de mille périls , le verre en fusion pouvant à tout moment se coller aux électrodes centrales Concernant le scèllement de la seconde paire d'élec -trodes sur ce même tube et à son extrémité , cela se fait par soudure verre-métal, ce qui a pour conséquence de provoque une dilatation de l'air emprisonné , puis un effondrement de la partie ramolie , ce qui empêche la réalisation des dits passages Dans le secona brevet , le scèllement des électrodes de pied sur la cloche est délicat , outre que ce soit sur une partie semi-hémisphérique et que le résultat donne des passages excentrés qu'il faille repositioner axialement avec le filament autour d'une tige centrale de second étage trés importante I1 est bien mentionné que la cloche est soufflée ce qui correspond aux opérations suivantes lourdes en procéssus de fabrication . Ce sont , fusion , soufflage, éclateent,ébarbage,rebrûlage,évasement, Dans ces brevets , la méthode de pyrolisation de l'enceinte n'est pas définie L'invention concerne donc une ampoule avec améliora -tions notables quand à sa fabrication,notament le pied formant à lui seul les trois quart de la dite ampoule. La réalisation de l'ampoule selon l'invention se fait en trois phases - la fabrication du piec - la fabrication de l'enceinte - la soudure des deux éléments La fabrication du pied est nouvelle en ce sens qu'elle est réalisée entièrement avec des éléments tubulaires en verre (1,7) et au maintient d'un canal central libre pour le passage des fils d'amené de courant (24) aux électrodes de second étage (17-18) (fig.2 , fiv.9 Selon le procéssus de fabrication , le tube de pied (1) d'un diamètre de9 à 35 millimètres , 12 selon l'invention est débité à partir de canne , en tronçon de 40 mm puis évasé (2) en machine automatique (fig.1) Puis , il est fixé sur un tour() à mandrin conique (fig.3) , les électrodes de pied (4,5) ou premier étage sont maintenues fixées dans deux filières d'une cale coulissante (12) elle même creuse en son centre (8) pour laisser passer un poinçon conique (16) grapnité ou autre, la partie de tube à fondre étant à 1 cm de l'extrémité (fig . 3) les électrodes de pied sont dégagées Jusqu'; un centimètre et plus de la zone, vers l'extérieur du tube(l). Par le ccté ouvert du tube de pied est rentré le tube(7) qui va porter par la suite la deuxième paire d'électrodes, sur la longueur de la zone à fondre . Ce tube est entrainé par la seconde tête du tour . Apres rotation,le chalumeau (li) (fg6)fond la dite zone et le verre en fusion (15) s'éffondre, emprisonne les électrodes (4,5).Avec la pince (14) on écrase la partie en fusion selon la découpe , on l'applique sur la zone fondue (15) emprisonant les électrodes (4,5),1esquelles forment alors deux passages verre-métal (6) dans le verre écrasé ( 3) alors qu'un poinçon interne et axial (16)rentré auparavant soit par le tube (7) de support des secondes électrodes , soit par le tube de pied (1) vient (fig.8) au niveau du verre fondu écrasé maintenir le diamètre intérieur du tube (7) exempt de toute déformation notoire .Ceci pour maintenir libre le passage des fils d'amené de courant (24) aux électrodes du second étage I1 est à noter que l'avancé du poinçon légèrement conique pour le moulage a lieu avant l'écrasement à la pince , et son retrait , aprés écrasement et début de solidification. Toute cette procédure de prise de scèllement des élec -trodes du premier étage et de la soudure de la tige pour secondes électrodes est effectué e une seule fois ,-d'ou gain de temps supérieur au double par rapport à l'ancienne méthode , tain de matière première et de gaz de fusior(fig.5). De même , quand le poinçon interne et axial est maintenu coulissant au centre du manchon ou de la cale , donc évidé en leur centre , on est assuré d'obtenir un parfait centrage du tube central (7) par rapport au tube de pied (1). Les deux tubes sont maintenus pour l'opération dans deux mors de tour, et un système de tringlerie commande le poinçon et la pince . (fig. 7) Immédiatement aprés l'écrasement et le poinçonnage verre encore chaud mais solidifié , le queusot (9) est soudé à proximité de la zone d'écrasement 2 , de façon que la longueur 1. délimitant le queusot de l'évasement (2) de pied pour soudage soit la plus courte possible n effet , lors du forcSior.nemert de l'ampoule munie d'un culot E 27 , le plasma de décharge s'établissant d'une extrémité à l'autre , doit débuter le plus prés possible ce la surface poudrée fluorescente de début de pied , ou soudure du pied sur l'enceinte (2). Le premier étage ou l'extrémité inférieure du pied étant totalement réalisé , mais avant soudure de l'en -veloppe , la partie centrale tubulaire (7) d'une longueur de 5 à 50 centimètres , 15 selon l'invention et la puissance du tube souhaité est refermé à sa deuxième extrénité (23) et emprisonne la seconde paire d'électrode (17,18) en formant les passages verre-métal Ces électrodes lors de leur scèllement possèdent leur fils d'amené de courant (24) qui descendent tout le long de la tige centrale de support (7). Les électrodes ont été préparées avant leur scèllement. Une fois le pied fini de fabriqué , il est recuit , le queusot ouvert mesurant dé 5 à 10 cm l'intéret supplémentaire de cette réalisation de pied selon l'invention , est que le tube central (7) de la se -conde paire d'électrode est d'un diamètre auusi faible que possible , tout en maintenant optimum sa solidité ce qui a pour conséquence que le filament (19) du premier étage est trés peu décentré par rapport à l'axe du tube et qu'il est même possible de l'étirer légèrement de façon à ce qu'il contourne partiellement le tube central (7). Dans une autre réalisation , il est possible de faire une cuvette (25) en verre , à l'extrémité du tube central à proximité des soudures de la seconde paire d'électrode, verre ou autre matériau (fig.4). le principe de construction du pied en une seule fois est applicable à d'autres tubes à décharge Dans une autre réalisation , il est possible que l'opé- -ration de poinçonnage n'ait pas lieu si le verre du tube central (7)est chaud , mais non mou, il peut être introduit ainsi sur une partie seulement de la zone effondrée I1 est possible aussi d'aspirer le verre en fusion (15) sans déformer l'intérieur du tube central, puis de souffler pour dégager , évitant d'utiliser la pince Le queusot peut être monté en parti dans le verre ef -fondré , il est possible d'adJoindre dans celui-ci un ou plusieurs fils de support de filament . les électrodes du premier étage ont une longueur extérieure de 1 cm environ. Fabrication de l'enceinte Le diamètre-de l'enveloppe choisie correspond aussi en partie à la puissance de l'ampoule à réaliser et son émission en lumens , de par le total de sa surface émis -sive D'un diamètre de 12 à 80 Millimètres , spécialement 32 mm selon l'invention , le verre du même type que celui du pied est débité en cylindre de 200 à 800 mm , puis passé en machine sauteuse , séparé et fondu en son centre donnant deux fonds ronds , faisant extrémité (22) de 1' enveloppe Auparavant , les tubes sont soigneusement triés et calibrés Une variante consiste à faire un étranglement façon semi-h.émisphérique renversé , puis à séparer les tubes, les remettre face à face , les souder , étirer le verre en fusion , et refaire deux fonds ronds Une fois les enveloppes (21) préparées , elles sont garnies de pâte fluorescente Différents procédés sont connus pour l'applicatIon du matériau électro-luminescent sur les parois d'un tube à décharge , notaient - par déplacement champ électrique (différence de potentiel)~ - par courant de gaz - par trempage en bassin et dépression jusqu'à niveau. La méthode employée selon l'invention est le remplissage de chaque enceinte par la solution pâteuse , puis bascu -lement de la solution Selon l'invention , les enveloppes sont mises debout, ouverture vers le haut et sonQ remplies de pâte . Une fois le niveau atteint par la solution , un palpeur ou une cellule photo-électrique stoppe le remplissage et provoque le basculement de l'enceinte , par un dispositif mécanique , ce dans un récipient , l'enveloppe est ainsi maIntenue ouverture vers le bas plusieurs minutes , de façon qu'il ne reste plus qu'un film sur ses parois Une variante consiste en un jet de la dite pâte vers les parois , en rotation horizontale ou verticale du tube muni d'une certaine quantité de pâte laquelle se déplaçant recouvre alors les parois du tube . I1 est nécéssaire d'évacuer le surplus Pour accélérer le séchage de la pâte, un mince filet d'air est envoyé dans enceinte , par une tige creuse que l'on avance plus ou moins vers le fond (a) de l'enceinte Aprés séchage total , le tube est enfourné dans un four tubulaire à plus de 500 degrés centigrade pour pyrolisation de la pâte ; la pâte ne formant que le liant et le support de la matière fluorescente Pour cette opération en enceinte semi-close , et l'énorme quantité de gaz en résultant 7 le tube est rentré progréssivement dans le four en commençant par l'extrémité fermée. En même temps que se produit le début d-e pyrolisa -tion du liant , est envoyé selon l'invention , un faible get d'air pur dans la zone chauffée , ce qui a pour conséquences - de déclancher le début de pyrolisation - ae maintenir la pyrolisation - d'évacuer les gaz de la pâte en décomposition gaz pauvres et démunis de tout oxygène qui n'ont comme effet que de stopper et de faire reculer la pyrolisation déjà éffectuée Une variante consistant à faire tourner le tube dans le four de façon à ce que la zone chauffée soit bien homogène , ce qui déclanche encore plus vite la dite pyrolisation . Lors de cette opération , l'enceinte est horizontale et avance dans le four au rythme de 5 millimètres à la minute . La dite enceinte peut être placée sur un charriot pénétrant totalement le four de façon ce que les extrémités de l'enveloppe soient aussi totalement pyrolisées La soudure (27) des deux éléments , à savoir l'enceinte ou l'enveloppe et le pied , est effectuée aprés préparation de celui-ci. D'abord les filaments (10,20) sont diposés dans chaque paire d'électrode , puis le pied (1,2) est réchauffé progressivement afin ae supporter le choc thermique de sa soudure sur l'enveloppe . les es.trémi- -tés de celle-ci sont débarrassé de poudre fluorescente sur 2 à 4 mm , pis l'ampoule est soudée à l'aide d'un tour , enveloppe à gauche dans les mors , et pied à droite maintenu par la tige de queusot. La soudure selon la préparaion de l'enveloppe peut être à bord rond (3C) ou à bord droit (29)(fig.10), dans ce cas , le culot Edison ou autre normalisé peut être équipé de partie semi-hémispherique (fig.12) ou plate , type culot tube fluo (fig.11) . Une fois l'enceinte terminée , 6 milligrammes de mercure (28) sont introduit , puis pompage , mise sous argon , scèllement , et pose du culot Ce dernier contenant un ballast et un dispositif d'alllma-e . R E V n N D I C A T I O N S 1) Ampoule d'éclairage fluorescent en verre , à décharge dans le vapeur ae mercure basse pression , fonctionnant sur réseau , munie d'un culot Edison et comportant un pied (1) porteur de deux ensembles émissifs (19,20) caractérisée en ce que la soudure de la première paire d'électrodes (4,5) du premier étage sur le pied avec la tige creuse de support (7) de la deuxième paire d'élec -trodes (17,18) est réalisé en une seule opération par éffondrement (15) de verre tubulaire 2) Ampoule selon revendication 1 , caractérisée en ce que le tube de support ae la deuxième paire d'électrodes pénètre le tube de pied sur la longueur de la zone à fondre 3) Ampoule selon revendications 1 et 2 , caractérisée en ce que la masse de verre fondu (15) est pénétrée par un poinçon (16) axial-conisue et écrasé (3) par une pince (14) 4) Ampoule selon revendications 1 à 3 , caractérisée en ce que le poinçon et la pince sort utilisés ensemble , le poinçon se trouvant le premier dans le verre lors de l'écra -s em ent 5) Ampoule selon revendications 1 à 4 , caractérisée en ce que le poinçon utilisé dans la masse de verre en fusion maintient constant le diamètre intérieur au tube de support et le passage libre aux fils (24) d'amené de courant aux électrodes (17,18) du second étage 6) Ampoule selon revendications 1 à 5 , caractérisée en ce que les électrodes de pied sont maintenues fixées lors de la soudure du premier étage par deux filières (13) d'une cale coulissante (12) et creuse au passage (#) du poinçon 7) Ampoule selon revendication 1 , caractérisée en ce que l'enveloppe(21) pyrolisée (26) est réalisée avant son montage grace a un jet d'air pur envoyé dans la zone c: :aufé 8) Ampoule selon revendication 7 , caractérisée en ce que le jet d'air pur amorce , maintient , et mène à bien la pyrolisation de l'enceinte semi close dans un four tubulaire en position horizontale 9) -poule selon revendication 1 , caractérisée en ce que la soudure du pied tubulaire et de l'enceinte est réalisé à bord droit (29) ou rond (30) 10) Ampoule selon revendications 1 à 6 et 9 , c2racté- -risée en ce que le queusot (9) soudé à proximité de la zone d'écrasement maintient le pied lors de la soudure de celui-ci à l'enveloppe (27) .