Brevet FR2903221A1 — publié le 20080104

PROCEDE DE FIXATIION D'UN ELEMENT DANS UN APPAREIL ELECTRIQUE ET APPAREIL ELECTRIQUE TEL UNE AMPOULE A VIDE COMPORTANT AU MOINS DEUX PARTIES FIXEES SUIVANT UN TEL PROCEDE. La présente invention a pour objet un procédé de fixation d'un élément sur une partie appartenant à un appareil électrique et un appareil électrique tel une ampoule à vide comportant au moins deux parties fixées suivant un tel procédé. 10 Les ampoules à vide sont constituées par une enveloppe, le plus souvent en céramique, de forme générale cylindrique et obturée par deux fonds à l'intérieur de laquelle se trouvent un contact fixe et un contact dit mobile. Ce contact mobile peut être déplacé entre une position dans laquelle les deux contacts fixe et mobile se touchent de façon à permettre le passage du courant et une position de contact ouvert dans laquelle ces deux contacts sont séparés de 15 manière à interrompre le courant. Ces ampoules peuvent également comporter des écrans diélectriques montés autour des contacts ou bien montés aux parties supérieure et inférieure de ladite ampoule. La fixation des écrans diélectriques, montés autour des contacts, sur l'enveloppe, peut se 20 faire de plusieurs façons : On connaît par exemple des ampoules constituées par une enveloppe formée de deux parties cylindriques. L'écran diélectrique est formée par une partie cylindrique comportant une nervure annulaire s'étendant perpendiculairement à l'axe du cylindre et interposée entre lesdites parties cylindriques de l'enveloppe. L'inconvénient de cette solution tient au 25 caractère bi-céramique de l'ampoule. On connaît également une ampoule dite mono-céramique, comportant une enveloppe monobloc dont la face interne présente un bossage apte à coopérer avec un évidemment annulaire prévu sur la face extérieure de l'écran. Cette solution présente l'inconvénient de nécessiter un usinage de l'enveloppe. 30 On connaît également une ampoule mono-céramique telle que décrite dans le brevet US 6 417 473 comportant une gorge prévue dans la surface intérieure de l'enveloppe en céramique et destinée à loger un ressort extenseur lequel, lorsqu'il est introduit dans 2903221 2 l'ouverture de la céramique, est bloqué verticalement. Dans cette réalisation, l'écran diélectrique est de forme cylindrique et comporte une nervure cylindrique par laquelle l'écran s'appuie sur le ressort précité, une brasure permettant de fixer définitivement l'écran sur le ressort. Les inconvénients de cette réalisation tiennent principalement en ce 5 que l'écran n'est pas bloqué en rotation et que l'enveloppe en céramique nécessite un usinage. Le centrage et le brasage des écrans diélectriques respectivement supérieure et inférieure nécessitent un outillage et sont réalisés au moment de la fermeture de l'ampoule. Les pastilles de contact sont généralement brasées sur les électrodes avant la fermeture de l'ampoule, ce qui implique de réaliser les phases respectivement de brasage et de fermeture en deux étapes. La présente invention résout ces inconvénients et propose un procédé de fixation d'un élément sur une partie appartenant à un appareil électrique et un appareil électrique tel une ampoule à vide comportant au moins deux parties fixées suivant un tel procédé, permettant un centrage et un maintien de l'élément qui doit être fixé, préalablement à sa fixation définitive, sans qu'il soit nécessaire de réaliser un usinage préalable des parties telles l'enveloppe en céramique, et permettant de réaliser le montage de l'appareil et la fixation des éléments en une seule fois. A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de fixation d'un élément sur une partie appartenant à un appareil électrique, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à interposer entre ledit élément et ladite partie un extenseur apte à exercer des efforts sur l'élément et ladite partie de manière à positionner durablement l'élement par rapport à ladite partie et/ou à bloquer ledit élément en position par rapport à ladite partie par friction entre d'une part, l'extenseur et: l'élément et d'autre part, l'extenseur et ladite partie, et ainsi assurer le positionnement et/ou le maintien dudit élément par rapport à ladite partie. Selon une réalisation particulière, ce positionnement et/ou maintien est réalisé préalablement à la fixation définitive dudit élément. 2903221 3 Selon une réalisation particulière, la fixation définitive précitée est réalisée en effectuant deux opérations de brasure respectivement entre ledit élément et l'extenseur et entre l'extenseur et ladite partie. 5 Selon une réalisation particulière de l'invention, chaque opération de brasage comporte au moins trois points de brasure. La présente invention a encore pour objet un appareil électrique tel une ampoule à vide comportant au moins un élément destiné à être fixé sur une partie appartenant audit 10 appareil suivant un procédé comportant les caractéristiques précédemment mentionnées prises seules ou en combinaison. Selon une caractéristique particulière, l'ampoule à vide comportant une enveloppe de forme sensiblement cylindrique fermée par deux capots d'extrémité dans laquelle sont 15 logés deux contacts d'arc et un écran diélectrique monté autour des contacts, cette ampoule est caractérisée en ce que l'écran précité est fixé sur l'enveloppe par l'intermédiaire d'un extenseur monté à l'intérieur de l'enveloppe entre ladite enveloppe et l'écran et apte à exercer des efforts radiaux sur l'enveloppe et l'écran, ledit extenseur étant fixé respectivement sur l'enveloppe et sur l'écran par respectivement deux opérations de 20 brasure suivant le procédé précité comportant les caractéristiques précédemment mentionnées prises seules ou en combinaison. Selon une caractéristique particulière, l'ampoule à vide comportant à sa partie supérieure et/ou inférieure, un capot d'extrémité et un écran diélectrique monté autour du capot 25 d'extrémité, cette ampoule est caractérisée en ce qu'elle comporte un extenseur monté entre le capot d'extrémité précité et l'écran diélectrique et fixé par brasure d'une part audit capot et d'autre part audit écran, suivant le procédé précédemment mentionné comportant les caractéristiques précédemment mentionnées prises seules ou en combinaison. 30 Selon une caractéristique particulière, l'ampoule à vide comportant une enveloppe de forme sensiblement cylindrique fermée par deux capots d'extrémité dans laquelle sont logés deux contacts d'arc, ladite ampoule comportant à sa partie supérieure et/ou 2903221 4 inférieure, un écran diélectrique monté autour de l'enveloppe, cette ampoule est caractérisée en ce qu'elle comporte un extenseur monté entre ledit écran et l'enveloppe et fixé par brasure d'une part à ladite enveloppe et d'autre part audit écran, suivant le procédé précité comportant les caractéristiques précédemment mentionnées prises seules ou en 5 combinaison. Selon une autre caractéristique, l'un au moins des contacts respectivement fixe et mobile est fixé à l'électrode qui lui est associée par l'intermédiaire d'un extenseur interposé entre le contact et l'électrode. Selon une autre caractéristique, le ou chaque contact comporte un orifice tubulaire destiné à recevoir une partie de forme conjuguée de l'électrode correspondante. Selon une autre caractéristique, le ou chaque contact comporte un orifice tubulaire destiné 15 à recevoir une partie de forme conjuguée de l'électrode correspondante et ledit extenseur présente une forme de disque comportant en son centre un conduit tubulaire fermé destiné à être introduit dans le conduit tubulaire du contact correspondant et à recevoir la partie tubulaire de forme correspondante appartenant à l'électrode. 20 Selon une autre caractéristique, ladite ampoule à vide comportant un écran protège-soufflet monté autour d'un soufflet monté autour de l'électrode mobile, cette ampoule est caractérisée en ce que l'écran protège-soufflet est fixée à l'électrode au moyen d'un extenseur monté entre l'écran protège-soufflet et l'électrode et fixé respectivement par deux brasures sur l'électrode et sur l'écran protège-soufflet. 25 Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels : 30 -La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une ampoule à vide selon l'art antérieur, -La figure 2 est une vue identique d'une ampoule à vide selon l'invention, 10 2903221 5 - La figure 3 est une vue partielle en perspective, d'une enveloppe en céramique appartenant à une ampoule selon l'invention, - La figure 4 est une vue en coupe axiale de ladite enveloppe, - Les figures 5 et 6 sont des vues identiques aux précédentes, après la mise en place d'un 5 outil de montage, - Les figures 7 et 8 sont des vues identiques aux figures 5 et 6 après mise en place de l'extenseur, - Les figures 9 et 10 sont des vues identiques aux figures 7 et 8 après mise en place de l'écran, 10 -Les figures Il et 12 sont des vues identiques aux figures 9 et 10 après retrait de l'outil de montage, et - La figure 13 est une vue en perspective d'un extenseur. Sur les figures 1 et 2 une ampoule à vide A est représentée destinée à être utilisée dans un 15 interrupteur pour effectuer la coupure dans un circuit électrique. Cette ampoule A comporte une enveloppe cylindrique 1 obturée par deux capots d'extrémité 2,3, dans laquelle sont logés deux contacts d'arc 4,5 dont l'un 4, fixe, est solidaire de l'un 2 des capots précités 2,3 tandis que l'autre 5, mobile, est monté à coulissement axial à l'intérieur de la cartouche A à travers le capot d'extrémité dit inférieur 3. Chaque contact 4,5 comporte une pastille de 20 contact 6,7 fixée sur une électrode 8,9, l'électrode 8 du contact fixe 4 étant fixée au capot dit supérieur 2, tandis que l'électrode 9 du contact mobile 5 est montée coulissante à travers le capot d'extrémité 3 dit inférieur, un soufflet d'étanchéité 10 étant interposé entre l'électrode mobile 9 et le capot d'extrémité inférieur 3. Cette ampoule A comporte également des écrans diélectriques 11,12,13 et 14 comprenant un écran 11 placé autour des 25 contacts 4,5, un écran 12 place:; autour du capot d'extrémité 2 dit supérieur et un écran 13 situé autour du capot 3 dit inférieur et un écran 14 situé autour du soufflet d'étanchéité 10. Suivant la réalisation selon l'art antérieur représentée sur la figure 1, l'enveloppe 1 de l'ampoule A est constituée par deux parties 15,16. L'écran diélectrique 11 situé autour des contacts 4,5 est constitué par une partie cylindrique 17 et comporte une collerette 18 30 s'étendant à partir de la partie cylindrique 17 de l'écran 11 suivant une direction perpendiculaire à l'axe de l'écran. La fixation dudit écran 11 sur l'enveloppe 1 est réalisée 2903221 6 en plaçant la collerette 18 entre les deux parties d'enveloppes 15,16 et en réalisant une brasure 34 entre l'écran 11 et l'enveloppe 1 de part et d'autre de la collerette 18. Les deux écrans 12,13 respectivement supérieur et inférieur, sont centrés et brasés avec un outillage lors de la fermeture de l'ampoule. 5 Les deux pastilles de contact 6,7 sont brasées sur les électrodes fixe et mobile 8,9 avant la fermeture de l'ampoule. Sur la figure 2, l'écran principal 11 est fixé sur l'enveloppe 1 conformément à l'invention au moyen d'un extenseur 19, de même que les deux écrans diélectriques 12,13 respectivement supérieur et inférieur sont fixés sur l'enveloppe 1 au moyen d'un extenseur 10 20,21, et que l'écran diélectrique inférieur 13 est également fixé sur le capot d'extrémité inférieur 3 au moyen d'un extenseur 22. Le montage et la fixation de l'écran principal 11 selon l'invention va être décrit dans ce qui suit en référence aux figures 3 à 12. Sur les figures 3 et 4, l'écran n'est pas encore fixé sur l'enveloppe 1. Sur les figures 5 et 6, 15 un outil de montage 23 est placé à l'intérieur de l'enveloppe 1 pour guider le montage de l'extenseur. Sur les figures 7 et 8, l'extenseur 19 est placé à l'intérieur de l'enveloppe 1 et prend appui sur l'outil de montage 23. Sur les figures 9 et 10, l'écran 11 est placé à l'intérieur de l'extenseur 19 et ledit extenseur 19 génère des efforts radiaux sur l'écran 11 et l'enveloppe de manière à maintenir en position ledit écran 11, avant sa fixation 20 définitive, qui est réalisée par deux brasures effectuées respectivement entre l'écran 11 et l'extenseur 19 et entre l'extenseur 19 et l'enveloppe 1. Puis, l'outil de montage est retiré. (fig.11 et 12). La fixation des écrans supérieur 12 et inférieur 13 (ou déflecteurs) est réalisée en plaçant 25 deux extenseurs 20,21 respectivement autour de la partie supérieure 24 et de la partie inférieure 25 de l'enveloppe 1., puis un extenseur 22 autour du capot d'extrémité inférieur 3, puis en plaçant l'écran diélectrique supérieur 12 autour de l'extenseur 20 situé à la partie supérieure 24 de l'enveloppe 1; puis l'écran diélectrique inférieur 13 est monté autour des deux extenseurs 21,22 situés à la partie inférieure 25 de l'enveloppe 1. La fixation 30 définitive des extenseurs 19 à 22 sera réalisée par brasure entre d'une part, les extenseurs 19 à 22 et les écrans diélectriques correspondants 11,12,13 et d'autre part, entre les extenseurs 19,20,21 et l'enveloppe en céramique 1, ou entre l'extenseur 22 et le capot 2903221 7 d'extrémité inférieur 3. Les extenseurs 19 à 22 réalisent alors un centrage des écrans diélectriques 11,12,13. Au niveau des contacts 4,5, des extenseurs 26,27 sont placés entre respectivement les pastilles de contact 6,7 et leur électrode respective 8,9. Les contacts 4,5 comportent un 5 orifice tubulaire 28,29 destiné à recevoir une partie de forme conjuguée 30,31 de l'électrode correspondante 8,9, et l'extenseur 26,27 associé au contact respectivement 4,5 présente une forme de disque comportant en son centre un conduit tubulaire fermé 32,33 destiné à recevoir la partie tubulaire de forme correspondante 30,31 appartenant à l'électrode 8,9. Ainsi, les extenseurs 26,27 placés au niveau des contacts 4,5 réalisent un 10 maintien des pastilles de contact 6,7 sur les électrodes correspondantes 8,9 préalablement à la fixation définitive desdites pastilles 6,7 sur les électrodes 8,9. Toutes les brasures précitées seront réalisées en même temps après avoir assemblé l'ampoule et placé cette dernière à l'intérieur d'un four. On remarque donc que selon l'invention, la fixation de l'écran peut être réalisée avec une 15 céramique lisse sans qu'il soit nécessaire de réaliser un usinage sur celle-ci. Mais, il est à noter que l'invention peut aussi être mise en oeuvre sur une céramique non lisse. Le ressort bloque l'écran en position par friction, verticalement et en rotation, préalablement à la fixation définitive par brasure. Ce mode de fixation permet de s'adapter à une grande plage de tolérances de fabrication des céramiques. 20 On peut noter qu'il sera possible de fixer d'autres éléments que ceux décrits précédemment, à l'intérieur de l'enveloppe, tel l'écran protège-soufflet sur l'électrode ou des outillages de centrage à l'extérieur qui peuvent servir comme écran de protection points triples. 25 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. 30 REVENDICATIONS 1. Procédé de fixation d'un élément sur une partie appartenant à un appareil électrique, caractérisé en ce qu'il consiste à interposer entre ledit élément (6,7,11,12,13) et ladite partie (8,9,1,3) un extenseur (26,27,19,20,21) apte à exercer des efforts sur l'élément et ladite partie de manière à positionner durablement l'élement par rapport à ladite partie et/ou à bloquer ledit élément en position par rapport à ladite partie par friction entre d'une part, l'extenseur (26,27,19,20,21) et l'élément (6,7,11,12,13) et d'autre part, l'extenseur et ladite partie, et ainsi assurer le positionnement et/ou le maintien dudit élément par rapport à ladite partie. 2. Procédé de fixation d'un élément sur une partie appartenant à un appareil électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à interposer entre ledit élément (6,7,11,12,13) et ladite partie (8,9,1,3) un extenseur (26,27,19,20,21) apte à exercer des efforts sur l'élément et ladite partie de manière à positionner durablement l'élement par rapport à ladite partie et/ou à bloquer ledit élément en position par rapport à ladite partie par friction entre d'une part, l'extenseur (26,27,19,20,21) et l'élément (6,7,11,12,13) et d'autre part, l'extenseur et ladite partie, et ainsi assurer le positionnement et/ou le maintien dudit élément par rapport à ladite partie, puis à assurer la fixation définitive dudit élément sur ladite partie. 3. Procédé de fixation d'un élément sur une partie appartenant à un appareil électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fixation définitive précitée est effectuée en réalisant deux opérations de brasure respectivement entre ledit élément et l'extenseur et entre l'extenseur et ladite partie. 4. Procédé de fixation d'un élément sur une partie appartenant à un appareil électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque opération de brasage comporte au moins trois points de brasure. 8 2903221 9 5. Appareil électrique comportant au moins un élément destiné à être fixé sur une partie appartenant audit appareil suivant le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 5 6. Ampoule à vide comportant au moins un élément destiné à être fixé sur une partie appartenant à ladite ampoule suivant le procédé selon la revendication 1 à 4. 7. Ampoule à vide selon la revendication 6, comportant une enveloppe de forme sensiblement cylindrique (1) fermée par deux capots d'extrémité (2,3) dans laquelle sont 10 logés deux contacts d'arc (4,5) et un écran diélectrique (11) monté autour des contacts, caractérisée en ce que l'écran précité (11) est fixé sur l'enveloppe (1) par l'intermédiaire d'un extenseur (19) monté à l'intérieur de l'enveloppe (1) entre ladite enveloppe (1) et l'écran (11) et apte à exercer des efforts radiaux sur l'enveloppe et l'écran, ledit extenseur (19) étant fixé respectivement sur l'enveloppe et sur l'écran par respectivement deux 15 opérations de brasure. 8. Ampoule à vide selon la revendication 6, comportant une enveloppe (1) de forme sensiblement cylindrique, ladite enveloppe comportant à sa partie supérieure (24) et/ou inférieure (25), un capot d'extrémité (2,3) et un écran diélectrique (12,13) monté autour du 20 capot d'extrémité (2,3), caractérisé en ce qu'elle comporte un extenseur (22) monté entre ledit capot d'extrémité précité (2,3) et l'écran diélectrique (3) et fixé par brasure d'une part audit capot et d'autre part audit écran. 9. Ampoule à vide selon la revendication 6, comportant une enveloppe (1) de forme 25 sensiblement cylindrique fermée par deux capots d'extrémité (2,3) dans laquelle sont logés deux contacts d'arc (4,5), ladite ampoule A comportant à sa partie supérieure et/ou inférieure (24,25), un écran diélectrique (12,13) monté autour de l'enveloppe (1), caractérisé en ce qu'elle comporte un extenseur (20,21) monté entre ledit écran (12,13) et l'enveloppe (1) et fixé par brasure d'une part à ladite enveloppe et d'autre part audit écran. 30 10. Ampoule à vide selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que l'un au moins des contacts (4,5) respectivement fixe et mobile est fixé à l'électrode 2903221 10 (8,9) qui lui est associée par l'intermédiaire d'un extenseur (26,27) interposé entre le contact (4,5) et l'électrode (8,9). 11. Ampoule à vide selon la revendication 10, caractérisée en ce que le ou chaque 5 contact (4,5) comporte un orifice tubulaire (28,29) destiné à recevoir une partie de forme conjuguée (30,31) de l'électrode correspondante (8,9). 12. Ampoule à vide selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisée en ce que le ou chaque contact (4,5) comporte un orifice tubulaire (28,29) destiné à recevoir une 10 partie de forme conjuguée (30,31) de l'électrode correspondante (8,9) et en ce que ledit extenseur (26,27) présente une forme de disque comportant en son centre un conduit tubulaire fermé (32,33) destiné à être introduit dans le conduit tubulaire (28,29) du contact correspondant (4,5) et à recevoir la partie tubulaire de forme correspondante (30,31) appartenant à l'électrode (8,9). 15 13. Ampoule à vide selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, comportant une enveloppe de forme sensiblement cylindrique fermée par deux capots d'extrémité dans laquelle sont logés deux contacts d'arc, et comportant à sa partie inférieure, un écran protège-soufflet (14), ledit écran protège-soufflet (14) étant monté autour d'un soufflet (10) 20 monté autour de l'électrode mobile (9), caractérisée en ce que l'écran protège-soufflet (14) est fixée à ladite électrode (9) au moyen d'un extenseur monté entre l'écran protège-soufflet (14) et l'électrode (9) et fixé respectivement par deux brasures sur l'électrode et sur l'écran protège-soufflet. 25