Brevet FR2819093A1 — publié le 20020705

ZONE DE LIAISON ENTRE DES PARTIES DE BO TIER D'UN TUBE DE COMMUTATION SOUS VIDE ET TUBE DE COMMUTATION SOUS VIDE AYANT UNE ZONE DE LIAISON DE CE GENRE L'invention se rapporte à la technique de fabrication de composants électroniques sous vide et peut s'appliquer lors de l'assemblage d'une manière étanche au vide des parties de tubes de commutation sous vide, qui comportent au moins une zone de liaison entre deux parties de boîtier associées coaxialement l'une à l'autre, l'une des parties de boîtier étant un isolateur en 1o céramique, cylindrique, creux, qui est relié du côté frontal à l'autre partie du boîtier et un moyen de centrage appliqué sur l'isolateur en céramique étant interposé entre les deux parties de boîtier. Dans la fabrication de tubes de commutation sous vide, il faut assembler en un tout, dans la phase finale de l'opération de fabrication, un certain nombre de parties et de modules et il faut mettre sous vide et fermer d'une manière étanche aux gaz le boîtier ainsi formé. Pour réduire, lors de l'assemblage des parties et modules et lors de l'opération de brasure qui vient ensuite, I'utilisation de préformes de brasure ou pour pouvoir renoncer entièrement à des préformes de brasure de ce genre, il est connu d'associer les parties l'une à l'autre de manière autocentrée. Pour des tubes de commutation sous vide ayant un isolateur en céramique cylindrique creux et deux chapeaux d'extrémité en acier fin en tant que parties de boîtier on a, par exemple, proposé de relier les chapeaux d'extrémité avec interposition d'une couche de compensation en cuivre au moyen d'une brasure frontale à l'isolateur en céramique et, pour l'autocentrage des parties à relier entre elles, de constituer la couche de compensation d'un seul tenant avec un écran de commande recouvrant le bord intérieur de l'isolateur en céramique et de munir cette partie tant d'un premier tronçon de centrage, qui est en contact avec la surface inférieure de l'isolateur en céramique, que d'un second tronçon de centrage, qui centre les chapeaux d'extrémité. Le premier tronçon de centrage peut être formé de saillies disposées sur le pourtour et s'appliquant élastiquement vers l'intérieur, qui sont à cet effet constituées sous la forme de bossages et qui sont entourées d'une partie découpée en forme de fer à cheval. Le deuxième tronçon de centrage est formé par une pièce de centrale annulaire (DE 36 28 174 A1). Une variante connue de ce mode de réalisation prévoit d'utiliser au lieu des bossages des languettes s'étendant dans la direction périphérique de l'écran de commande (DE 39 31 774 A1). Des éléments de centrage de ce genre peuvent être aussi utilisés pour obtenir, dans des tubes de commutation sous vide ayant deux isolateurs en céramique disposés coaxialement l'un derrière l'autre pour un blindage maintenu dans la zone d'assemblage de ces isolateurs, un autocentrage dans cette zone. Une autre possibilité consiste à utiliser une pièce de maintien en forme de rondelle annulaire qui, pour la liaison au blindage, se transforme en une partie tubulaire et qui est munie dans la partie en forme de rondelle, de languettes s'étendant dans la direction axiale, qui sont repoussées en alternance dans un sens et dans l'autre (DE 37 19 256 A1). Dans des tubes de commutation sous vide dans lesquels un écran de commande ou un blindage n'est pas nécessaire dans la région frontale de l'isolateur en céramique, la couche de compensation en forme de rondelle annulaire en cuivre peut être munie aussi de languettes intérieures pour le centrage de la rondelle, du côté intérieur de l'isolateur en céramique et de languettes extérieures pour le centrage du chapeau d'extrémité (couvercle) (DE 87 09 569 U1). Il est en outre connu, dans des tubes de commutation sous vide dans lesquels des parties métalliques de boîtier sont reliées sans utilisation d'une couche de compensation au moyen d'une brasure à des isolateurs en céramique, de coupler les mesures de centrage elles-mêmes à l'opération de brasure, de sorte que la feuille de brasure elle-même serve de moyen de centrage. On peut alors constituer l'opération de brasure comme une brasure de fermeture (DE 197 53 031) Pour simplifier dans des tubes de commutation sous vide la technique de brasage pour lier des parties en céramique à des parties en cuivre, notamment ce que l'on appelle la brasure à coupe, mais également la liaison de parties en cuivre entre elles ou à d'autres parties métalliques, il est en outre connu d'utiliser des parties en cuivre qui sont munies tant dans la région des points de liaison proprement dits que dans les régions adjacentes, le cas échéant sous la forme d'un tout, d'une couche d'argent. Cette couche d'argent forme, à une température de brasure de 800 C environ, ensemble avec la couche superficielle de la partie en cuivre, un composé eutectique qui constitue en même temps la matière de brasure. On peut ainsi relier, par exemple, un chapeau de boîtier en cuivre en même temps d'une manière étanche au vide à un isolateur en céramique et, par complémentarité de matière, à un anneau formant écran (DE 43 20 910 Cl). En partant d'une zone de liaison, entre deux parties de boîtier associées coaxialement l'une à l'autre, d'un tube de commutation sous vide dans lequel l'une des parties de boîtier est un isolateur en céramique, cylindrique, creux, qui est relié du côté frontal à l'autre partie de boîtier et dans lequel il est prévu, entre les deux parties de boîtier, un moyen de centrage appliqué sur l'isolateur en céramique en forme de rondelle annulaire et muni d'un bec de centrage, I'invention vise à optimiser la zone de liaison du point de vue du coût de fabrication pour les mesures de centrage et du point de vue de la mise en oeuvre de l'opération de brasure. Pour y parvenir il est prévu, suivant l'invention, que le moyen de centrage comporte sur le pourtour intérieur une collerette pénétrant dans l'isolateur en céramique et munie de becs de centrage, les becs de centrage étant constitués sous la forme de languettes s'étendant dans la direction axiale de l'association coaxiale et tournées vers la partie en forme de rondelle annulaire du moyen de centrage, le moyen de centrage étant constitué en outre d'une partie en cuivre revêtue d'argent et le moyen de centrage étant recouvert d'une partie de cuivre tubulaire servant de blindage à l'intérieur du tube de commutation sous vide et reliée au moyen de centrage. Dans un mode de réalisation de ce genre du moyen de centrage, le moyen de centrage sert de feuille de brasure et de fixation pour un blindage recouvrant la zone de centrage et mettant ainsi la zone de centrage à l'abri du champ électrique; le moyen de centrage peut former, lorsque l'on utilise des parties de boîtier en acier fin, en même temps une couche de compensation. L'agencement d'une collerette tubulaire ayant des becs de centrage tournés vers la zone en forme de rondelle annulaire, sous la forme de languettes s'étendant dans la direction axiale, permet d'obtenir un agrafage à la manière d'un crochet, et donc sûr, du moyen de centrage sur l'isolateur en céramique. Pour la zone de liaison d'un type nouveau, la deuxième partie de boîtier peut être un couvercle métallique, qui est relié à la première partie de boîtier au moyen d'une brasure de coupe. A cet effet, le couvercle est centré au moyen d'une collerette disposée sur le contour extérieur du moyen de centrage de type en rondelle annulaire et s'étendant dans la direction axiale de l'agencement coaxial, tandis que la collerette tubulaire, prévue sur le pourtour intérieur du moyen de centrage du type à rondelle annulaire est munie, pour le centrage de la partie en cuivre servant de blindage, d'autres becs de centrage constitués également sous forme de languettes. Dans ce mode de réalisation, la partie en cuivre servant de blindage est maintenue sur le moyen de centrage, après l'opération de brasure, par complémentarité de matière par l'intermédiaire des languettes argentées. La partie en cuivre peut, suivant la position de la partie en cuivre à l'extrémité supérieure ou à l'extrémité inférieure d'une tube de commutation sous vide cylindrique, pendre au moyen d'un élargissement permettant de maîtriser le champ, de l'une de ses extrémités du moyen de centrage ou se dresser sur le couvercle correspondant. Dans le mode de réalisation dans lequel la deuxième partie de boîtier sert de couvercle, on peut utiliser pour le centrage du couvercle, également la partie en cuivre reliée au moyen de centrage et servant de blindage en la munissant d'un collet en forme d'arc de cercle auquel le couvercle s'applique par sa partie de paroi et par sa partie de fond. Dans la zone de liaison d'un nouveau type, la deuxième partie de boîtier peut être aussi un autre isolateur en céramique cylindrique creux, la partie en cuivre servant de blindage formant un écran principal du tube de commutation sous vide; dans ce cas, il est disposé suivant un perfectionnement de l'invention pour la liaison des deux parties en céramique, deux moyens de centrage du type à rondelle annulaire symétriquement comme en un miroir, l'écran principal étant en contact d'une manière ajustée avec les collerettes tubulaires des deux moyens de centrage et s'appliquant au moyen d'un épaulement annulaire à l'une des collerettes tubulaires. Des zones de liaison constituées suivant l'invention peuvent, suivant un autre mode de réalisation de l'invention, être utilisées pour des tubes de commutation sous vide, suivant le domaine d'utilisation, pour la basse tension, la moyenne tension ou la haute tension, plusieurs fois ou en commun et donner à la structure du boîtier, y compris au blindage, une marque caractéristique. De préférence, - la deuxième partie de boîtier est un couvercle métallique qui est relié à la première partie de boîtier au moyen d'une brasure et à cet effet est centré au moyen d'une collerette qui est disposée sur le pourtour extérieur du moyen de centrage du type en rondelle annulaire et s'étendant dans la direction axiale de l'association coaxiale et la collerette tubulaire prévue sur le pourtour intérieur du moyen de centrage du type à rondelle annulaire est munie pour le centrage de la partie en cuivre servant de blindage d'autres becs de centrage constitués également sous forme de languettes, - la deuxième partie de boîtier est un couvercle métallique qui est relié à la première partie de boîtier par une brasure et la partie en cuivre, reliée au moyen de centrage et servant de blindage, est munie, pour le centrage du couvercle, d'un collet non replié et en forme d'arc de cercle, - la partie en cuivre servant de blindage pend du moyen de centrage, - la partie en cuivre servant de blindage est disposée verticalement sur le couvercle métallique, - la deuxième partie de boîtier est également un isolateur en céramique, cylindrique, creux et la partie en cuivre servant de blindage forme un blindage principal du tube de commutation sous vide, deux moyens de centrage du type à rondelle annulaire étant disposés symétriquement l'un de l'autre et le blindage principal étant en contact d'une manière ajustée avec les collerettes tubulaires des deux moyens de centrage et s'appliquant au moyen d'un épaulement annulaire à l'une des collerettes tubulaires, - la partie de boîtier cylindrique creuse comportant au moins un isolateur en céramique et les parties de couvercle étant traversées par des axes 1o de connexion menant à l'agencement de contact et dans lequel au moins une partie de couvercle est reliée à la partie de boîtier cylindrique, creuse au moyen d'une brasure et comprenant au moins un blindage disposé à l'intérieur du boîtier, la zone de liaison caractérisée par une brasure est constituée suivant l'invention, - la partie de boîtier cylindrique, creuse comportant au moins un isolateur en céramique et les parties de couvercle étant traversées par des axes de connexion menant à l'agencement de contact et dans lequel au moins une partie de couvercle est reliée à la partie de boîtier cylindrique, creuse au moyen d'une brasure et comprenant au moins un blindage disposé à l'intérieur du boîtier, la zone de liaison caractérisée par une brasure est constituée suivant l'invention. Un exemple de réalisation d'un tube de commutation sous vide constitué suivant l'invention, en ayant trois zones de liaison, est représenté aux figures I à 7, tandis qu'un autre exemple de réalisation d'une zone de liaison est représenté à la figure 8. En l'occurrence, la figure I représente le boîtier d'un tube de commutation sous vide pour la moyenne tension, ayant deux isolateurs en céramique montés coaxialement et deux couvercles ainsi que les blindages associés au boîtier. La figure 2 est une vue en plan et les figures 3 et 4 des vues en coupe du moyen de centrage utilisé à la figure 1 pour associer de manière centrée les isolateurs en céramique et les couvercles. La figure 4 représente le mode de réalisation d'une zone de liaison à élément de protection qui pend et la figure 6 représente une zone de liaison à élément de protection disposé verticalement. La figure 7 représente la zone de liaison entre deux isolateurs en céramique ayant un écran principal associé. La figure 8 représente une zone de liaison entre un isolateur en céramique et un couvercle en utilisant un blindage centrant le couvercle. La figure 1 représente le boîtier 1 d'un tube de commutation sous 1o vide, qui est constitué essentiellement de deux isolateurs 2 et 3 en céramique cylindrique creux et disposés coaxialement l'un à l'autre et de deux couvercles 4 et 5 à travers lesquels passent les axes 6 et 7 d'entrée du courant qui vont vers un dispositif de contact qui n'est pas représenté d'une manière plus précise. Un soufflet 8, qui est soudé d'une part au couvercle 4 et d'autre part à l'axe 6 d'entrée du courant, fait partie aussi du boîtier. Dans le boîtier, sont disposés un blindage 9 principal et, comme élément de blindage, un blindage 10 supérieur d'extrémité et un blindage 11 inférieur d'extrémité. Le boîtier 1 comporte en outre, trois zones 12, 13 et 14 de liaison dans lesquelles les couvercles 4 et 5 sont reliés aux isolateurs 2 et 3 en céramique et les deux isolateurs 2 et 3 en céramique sont reliés entre eux. Pour la fabrication de ces zones de liaison on utilise des moyens de centrage décrits d'une manière plus précise dans ce qui suit. Pour les deux zones 12 et 14 de liaison, il est utilisé un moyen 15 de centrage qui, suivant les figures 2 à 4, est constitué sous la forme d'une rondelle annulaire et comporte une partie 24 en forme de rondelle annulaire, une collerette 16 disposée sur le pourtour extérieur et s'étendant dans la direction axiale et une collerette 17, disposée sur le pourtour intérieur et s'étendant tubulairement en sens opposé à la collerette 16 extérieure. La collerette 17 tubulaire comporte d'une part trois becs de centrage sous la forme de languettes 8, qui sont répartis uniformément sur le pourtour et qui vont vers l'extérieur en faisant un angle ax d'environ 40 , ces languettes étant tournées vers la partie 24 en forme de rondelle annulaire. La collerette 17 tubulaire comporte, en outre, entre les languettes 17 trois becs 19 de centrage sous la forme de languettes répartis également uniformément sur le pourtour, qui vont vers l'intérieur en faisant un angle P d'environ 13 et qui s'éloignent de la partie 24 en forme de rondelle annulaire. Dans ce mode de réalisation du moyen de centrage, les languettes 18 servent à centrer le moyen 15 de centrage dans l'isolateur en céramique associé, tandis que les languettes 19 servent à mettre en position centrée un élément de blindage associé au moyen de centrage et que la collerette 16 sert à disposer de manière centrée le couvercle associé. Les languettes 19 peuvent être supprimées le cas échéant pour un ajustement adéquat entre la collerette 17 et l'élément de blindage. La figure 5 représente l'association du moyen 15 de centrage à l'isolateur 2 en céramique ainsi que l'association du couvercle 4 et du blindage d'extrémité au moyen de centrage. On reconnaît à la figure seulement les languettes 18. La figure 6 montre l'association du moyen 15 de centrage à l'isolateur 3 en céramique ainsi que l'association du couvercle 5 et du blindage 1 1 d'extrémité au moyen 15 de centrage. On reconnaît simplement les languettes 19 servant au centrage du blindage 11 d'extrémité. Suivant la figure 7 il est utilisé pour la zone 13 de liaison deux moyens 21 de centrage qui, en principe, sont constitués comme le moyen 15 de centrage, mais qui ne comportent pas de collerette 16 ni de languette 19. Les deux moyens 21 de centrage sont mis par leur partie en forme de rondelle annulaire mutuellement de façon à ce que les parties 26 tubulaires de collerettes s'étendent en des sens opposés. Sur ces parties de collerette vient en contact le blindage 9 principal, qui comporte un épaulement 22 annulaire par lequel il s'applique sur le bord de la collerette tubulaire du moyen 21 supérieur de centrage. Suivant la figure 8 il est prévu, pour une zone de liaison entre un isolateur 2 en céramique et un couvercle 4 qui a un fond 28 et une paroi 29, comme moyen de centrage, une bague 21 de centrage qui est constituée de la même façon que la bague 21 de centrage de la figure 7 et qui a une partie 26 tubulaire formant collerette ayant des languettes 27 en saillie; à la bague de centrage est suspendu un blindage 30 d'extrémité, qui a un collet 31 qui est replié vers l'extérieur en forme d'arc de cercle et par lequel le couvercle 4 est centré par rapport à l'isolateur 2 en céramique. Le collet 31 est conformé de manière que le couvercle 4 s'applique par la partie 29 de paroi tubulaire, le cas échéant aussi par la partie 28 de fond, au collet 31. Dans les exemples de réalisation représentés, le blindage 9 principal, les blindages 10, 11 et 30 d'extrémité ainsi que le couvercle 4 et 5 sont en cuivre. Les moyens 15 et 21 de centrage sont également en cuivre, mais ils sont revêtus sur toute la surface d'une couche 23 d'argent. Au moyen de cette couche d'argent on relie, lors de la brasure de fermeture du tube de commutation sous vide, également le blindage 9 principal et les blindages 10, 11 et 30 d'extrémité par complémentarité de matière aux moyens 15 et 21 de centrage. REVENDICATIONS 1. Zone (12) de liaison entre deux parties de boîtier associées coaxialement l'une à l'autre d'un tube de commutation sous vide, dans laquelle l'une des parties de boîtier est un isolateur (2) en céramique cylindrique, creux, qui est relié du côté frontal à l'autre partie (4) de boîtier, et dans laquelle il est interposé entre les deux parties de boîtier un moyen (15) de centrage appliqué à l'isolateur en céramique et constitué sous la forme d'une rondelle, caractérisée en ce que le moyen (15) de centrage comporte sur le pourtour intérieur une collerette (17) pénétrant dans l'isolateur en céramique et munie de becs (18) de centrage, les becs de centrage étant constitués sous la forme de languettes (18) s'étendant dans la direction axiale de l'association coaxiale et tournés vers la partie (24) en forme de rondelle annulaire du moyen de centrage, le moyen de centrage étant constitué en outre d'une partie en cuivre revêtue (23) d'argent et le moyen de centrage étant recouvert d'une partie de cuivre tubulaire servant de blindage (10) à l'intérieur du tube de commutation sous vide et reliée au moyen de centrage. 2. Zone de liaison suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la deuxième partie de boîtier est un couvercle (4) métallique qui est relié à la première partie (2) de boîtier au moyen d'une brasure et à cet effet est centré au moyen d'une collerette (16) qui est disposée sur le pourtour extérieur du moyen (15) de centrage du type en rondelle annulaire et s'étendant dans la direction axiale de l'association coaxiale et en ce que la collerette (17) tubulaire prévue sur le pourtour intérieur du moyen de centrage du type à rondelle annulaire est munie pour le centrage de la partie en cuivre servant de blindage (10) d'autres becs de centrage constitués également sous forme de languettes (19). 3. Zone de liaison suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la deuxième partie de boîtier est un couvercle (4) métallique qui est relié à la première partie (2) de boîtier par une brasure et en ce que la partie en cuivre, reliée au moyen de centrage et servant de blindage (11), est munie, pour le centrage du couvercle, d'un collet non replié et en forme d'arc de cercle. 4. Zone de liaison suivant la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la partie (11) en cuivre servant de blindage pend du moyen (15) de centrage. 5. Zone de liaison suivant la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la partie (11) en cuivre servant de blindage est disposée verticalement sur le couvercle (5) métallique. 6. Zone de liaison suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la deuxième partie de boîtier est également un isolateur (3) en céramique, cylindrique, creux et en ce que la partie (9) en cuivre servant de blindage forme un blindage principal du tube de commutation sous vide, deux moyens (21) de centrage du type à rondelle annulaire étant disposés symétriquement l'un de l'autre et le blindage (9) principal étant en contact d'une manière ajustée avec les collerettes (26) tubulaires des deux moyens de centrage et s'appliquant au moyen d'un épaulement (22) annulaire à l'une des collerettes (26) tubulaires. 7. Tube de commutation sous vide ayant un boîtier entourant un agencement de contact, constitué d'une partie (2, 3) de boîtier cylindrique, creuse et de deux parties (4, 5) de couvercle associées coaxialement à cette partie de boîtier, la partie de boîtier cylindrique creuse comportant au moins un isolateur (2) en céramique et les parties (4, 5) de couvercle étant traversées par des axes (6, 7) de connexion menant à l'agencement de contact et dans lequel au moins une partie (4) de couvercle est reliée à la partie (2) de boîtier cylindrique, creuse au moyen d'une brasure et comprenant au moins un blindage disposé à l'intérieur du boîtier, caractérisé en ce que la zone (12) de liaison caractérisée par une brasure est constituée suivant les caractéristiques des revendications 1 et 2. 8. Tube de commutation sous vide ayant un boîtier entourant un agencement de contact constitué d'une partie (2, 3) de boîtier cylindrique, creuse et de deux parties (4, 5) de couvercle associées coaxialement à cette partie de boîtier, la partie de boîtier cylindrique, creuse comportant au moins un isolateur (2) en céramique et les parties (4, 5) de couvercle étant traversées par des axes (6, 7) de connexion menant à l'agencement de contact et dans lequel au moins une partie (4) de couvercle est reliée à la partie (2) de boîtier cylindrique, creuse au moyen d'une brasure et comprenant au moins un blindage disposé à l'intérieur du boîtier, caractérisé en ce que la zone (12) de liaison caractérisée par une brasure est constituée suivant les caractéristiques des revendications 1 et 3. 9. Tube de commutation sous vide suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la zone (14) de liaison est constituée suivant la caractéristique de la revendication 4. 10. Tube de commutation sous vide suivant la revendication 9, caractérisé par une autre zone (12) de liaison constituée suivant la caractéristique de la revendication 5. 11. Tube de commutation sous vide suivant l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la partie de boîtier cylindrique, creuse comprend au moins deux isolateurs (2, 3) en céramique disposés axialement l'un derrière l'autre et est constituée dans la zone (13) de liaison entre deux isolateurs en céramique suivant les caractéristiques de la revendication 6.