EP2960921B1

EP2960921B1 - Ensemble autocentré pour ampoule à vide et ampoule à vide

Info

Publication number: EP2960921B1
Application number: EP15173577.6A
Authority: EP
Inventors: Saïd Kantas
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2035-06-24
Also published as: FR3023056A1; EP2960921A1; CN105221955B; FR3023056B1; CN105221955A

Description

DOMAINE TECHNIQUE

L'invention se rapporte au domaine des ampoules à vide et plus précisément au domaine de l'assemblage de ces ampoules à vide.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE

Une ampoule à vide est généralement de symétrie axiale et comporte un corps d'ampoule de forme sensiblement cylindrique. L'axe de symétrie du corps d'ampoule définit ainsi l'axe de symétrie de l'ampoule à vide.
Afin de limiter les risques d'arc électrique et d'obtenir une bonne répartition du champ électromagnétique dans l'ampoule, les éléments composant de telles ampoules à vide, tels que les contacts, l'écran ou même les couvercles de l'ampoule doivent respecter une relative concentricité vis-à-vis de l'axe de symétrie du corps. Cette problématique de concentricité des éléments de l'ampoule et du corps d'ampoule est particulièrement présente dans le cas où l'ampoule à vide est destinée à être surmoulée pour un disjoncteur. En effet, dans une telle configuration, le caractère concentrique ou non de l'ampoule va définir l'épaisseur du surmoulage isolant qui influe en retour directement sur les performances diélectriques du disjoncteur.
Cette concentricité reste difficile à garantir lors de la fabrication d'une ampoule à vide. En effet, l'assemblage d'une ampoule à vide peut nécessiter des cycles de montée en température notamment en ce qui concerne les étapes de brasage. Or la dilatation thermique de ces éléments d'ampoule lors de ces montées en température peut engendrer un désalignement vis-à-vis de l'axe de symétrie.
Pour ces raisons, il est difficile de fournir une bonne concentricité entre les éléments de l'ampoule et le corps de l'ampoule sans augmenter drastiquement le coût de fabrication d'une ampoule à vide.
Pour remédier à cet inconvénient, il est connu d'équiper les éléments d'ampoule de systèmes de centrage qui sont adaptés pour centrer lesdits éléments d'ampoule à vide par rapport à l'axe du corps de l'ampoule qu'ils équipent. Chaque élément d'ampoule forme ainsi avec un tel système de centrage un ensemble autocentré pour ampoule à vide.
Ces systèmes de centrage peuvent prendre la forme soit de lamelles élastiques soit de bosselages qui sont répartis sur le pourtour extérieur de l'élément de manière à ce que ces lamelles ou bosselages s'intercalent entre l'élément et le corps d'ampoule permettant ainsi de centrer l'élément. Ainsi de tels systèmes de centrage en venant en appui sur le corps d'ampoule permettent de maintenir les éléments en place pendant l'assemblage de l'ampoule et notamment pendant les cycles de montée en température.
Le document " DE10151105 C1 " divulgue un ensemble autocentré pour une ampoule à vide selon le préambule de la revendication 1.
De tels systèmes, s'ils permettent de fournir un centrage des éléments d'ampoule à vide, ne sont pour autant pas totalement satisfaisants.
Concernant l'utilisation de lamelles, celles-ci peuvent entraîner une baisse de la tenue diélectrique de l'ampoule en raison de leur forme, celle-ci formant un point triple, et de l'ouverture qu'elles peuvent laisser dans le cas où elles sont formées dans l'élément par un procédé de poinçonnage. De telles lamelles, lorsqu'elles sont rapportées sur l'élément d'ampoule à centrer, nécessitent généralement une étape coûteuse, telle qu'un brasage, pour être installées sur ledit élément. De plus, le positionnement de ces lamelles doit être précis afin d'assurer la conformité du centrage des éléments à centrer.
En ce qui concerne les bosselages, ceux-ci ne présentent pas les propriétés élastiques des lamelles. Il est donc nécessaire que leur forme soit ajustée précisément pour permettre un centrage « à chaud » afin d'absorber les déformations liées à la dilatation thermique. En plus de ces contraintes drastiques d'ingénierie et d'ajustement, le non maintien des éléments dans le corps d'ampoule « à froid » est particulièrement problématique pour toutes les opérations de transport avant que n'aient été effectués les cycles de chauffage qui vont assurer le centrage. En effet, le moindre choc pendant ces opérations de transport peut entraîner un décentrage qui ne sera pas toujours corrigé pas la dilatation thermique des bosselages.
Pour toutes ces raisons, quel que soit le type de système de centrage retenu parmi les lamelles élastiques et les bosselages, ceux-ci ne permettent pas de garantir que les ampoules à vide assemblées avec des ensembles autocentrés comportant ces systèmes de centrage présentent la configuration concentrique requise. Il est donc nécessaire, malgré l'utilisation de ces systèmes de centrage, de faire un tri pour éliminer les ampoules à vide non conformes.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

L'invention vise à remédier au moins partiellement aux problèmes ci-dessus et a plus particulièrement pour but de fournir un ensemble autocentré dont le système de centrage permet un centrage de l'élément « à froid » comme « à chaud » et qui n'entraine pas, contrairement aux systèmes de centrage à base de lamelles, de réduction de la tenue diélectrique de l'ampoule équipée par ledit ensemble.
On entend ci-dessus et dans le reste de ce document par centrage « à froid » et « à chaud » que le centrage est obtenu à une température respective de l'ordre de l'ambiante, c'est-à-dire comprise entre 10 et 50°C, et à une température supérieure à 400°C et préférentiellement de l'ordre de 800°C-850°C.
L'invention concerne à cet effet un ensemble autocentré pour ampoule à vide comportant :

un élément d'ampoule à vide destiné à être centré par rapport à l'axe d'au moins une partie de corps d'ampoule lors de son montage dans ladite partie de corps d'ampoule,
un système de centrage adapté pour centrer l'élément d'ampoule à vide par rapport à l'axe du corps d'ampoule,

Un tel ensemble autocentré bénéficie de l'élasticité inhérente d'un ressort à spires et permet ainsi un assemblage d'une ampoule avec l'élément centré vis-à-vis du corps d'ampoule aussi bien « à froid » qu' « à chaud ». Ce centrage de l'élément d'ampoule est de plus relativement robuste, puisqu'il est fourni en plusieurs points par les spires s'interposant entre l'élément d'ampoule et le corps. De cette manière, l'assemblage d'une ampoule à vide avec un tel ensemble autocentré ne présente pas de risque particulier lors des opérations de transport qu'elles soient effectuées avant ou après les cycles de montée en température. De plus, en raison de la forme d'un ressort à spires, tout problème lié aux points triples est évité et une ampoule comportant un tel ensemble autocentré ne présente pas de réduction de la tenue diélectrique lié au système de centrage.
De plus, en raison de l'élasticité du ressort et du fait que le centrage est obtenu le long du ressort, il est possible de réduire les tolérances vis-à-vis de l'écart par rapport au rayon moyen de l'élément. En effet, un tel ressort va permettre, en raison de la multiplicité des points de contact avec l'élément d'ampoule et le corps d'ampoule qui sont offerts par les spires, de compenser ces défauts de symétrie axiale. Cette possibilité de relâchement vis-à-vis des contraintes de fabrications des éléments d'ampoule à vide permet ainsi de réduire le coût de fabrication d'une ampoule à vide.
On entend ci-dessus et dans le reste de ce document, par « spire de ressort » d'un ressort à spires, une longueur du ressort sur laquelle le ressort fait une spirale, c'est-à-dire la longueur de ressort comprise entre deux emplacements consécutifs du ressort pour lesquels le ressort présente la même cote angulaire vis-à-vis de sa ligne directrice. Plus généralement, une telle spire correspond à une boucle de ressort.
La ligne directrice peut être un arc de cercle, préférentiellement un cercle de manière à former un ressort annulaire.
Avec une telle ligne directrice, le ressort est particulièrement adapté pour venir s'intercaler entre deux éléments à symétrie axiale, tel que le corps d'ampoule et l'élément d'ampoule de manière à les rendre concentriques.
On entend ci-dessus est dans le reste de ce document, par « arc de cercle » un arc de cercle dont l'angle d'arc est compris entre 10° et 360°, celui-ci pouvant notamment prendre les valeurs suivantes : 30°, 45°, 60°, 90°, 120°, 150° et 180°.
Les spires peuvent être disjointes.
Avec une telle caractéristiques des spires, les spires peuvent se déformer indépendamment les unes des autres de manière à mieux répartir les efforts entre elles et ainsi mieux absorber les éventuelles écarts de concentricité entre l'élément d'ampoule et le corps d'ampoule.
Le ressort peut être un ressort hélicoïdal incliné d'angle d'inclinaison des spires θ.
Une telle inclinaison des spires permet d'absorber une partie des contraintes auxquels est soumis le ressort par une modification d'inclinaison de l'ampoule. De cette manière, le ressort est susceptible de permettre un bon centrage de l'élément d'ampoule vis-vis du corps d'ampoule même avec des écarts de concentricité importants.
On entend ci-dessus, et dans le reste de ce document, par « angle d'inclinaison » d'un ressort hélicoïdal incliné, l'angle θ formée entre une spire et un plan perpendiculaire à l'axe du ressort. Géométriquement, l'inclinaison d'une spire est définie par la droite passant par la médiane des deux extrémités d'une spire et le point médian de cette même spire, c'est-à-dire le sommet de la spire opposé auxdites deux extrémités. Cet angle d'inclinaison est également défini pour l'homme du métier par l'équation suivante : $θ = \tan^{- 1} (\frac{c}{d})$
avec c l'amplitude d'inclinaison (distance axiale de laquelle le sommet d'une spire est décalé par rapport à un ressort hélicoïdal) et d le diamètre de la spire.
L'élément d'ampoule à vide peut comporter un système de maintien configuré maintenir le ressort en place lorsque celui-ci s'intercale entre l'élément d'ampoule et la partie de corps d'ampoule, ledit système de maintien étant préférentiellement une gorge de réception du ressort qui est aménagée dans l'élément d'ampoule.
Ainsi, un tel ensemble présente un risque réduit de déplacement du ressort pendant l'assemblage de l'ampoule, les risque de décentrage que pourrait occasionner un tel déplacement du ressort étant également réduits.
L'élément d'ampoule peut être sélectionné dans le groupe comportant les écrans d'ampoule à vide fixes, les écrans d'ampoule à vide mobiles et les couvercles d'ampoule à vide.
L'ensemble autocentré peut comprendre en outre des pièces indépendantes formant écrans des points triples.
Le ressort peut être réalisé dans un matériau présentant une température de fusion inférieure à celle du matériau de l'élément d'ampoule, le ressort pouvant ainsi être utilisé en tant que matériau apport pendant une étape de brasage de l'élément d'ampoule avec la partie de corps d'ampoule lors du montage de l'élément d'ampoule dans la partie de corps d'ampoule, le ressort étant préférentiellement réalisé dans un alliage cuivre-argent
Un tel système de centrage est particulièrement avantageux puisqu'il offre à la fois une fonction de centrage et une fonction de fixation de l'élément dans le corps d'ampoule.
Le ressort peut être réalisé dans un matériau sélectionné dans le groupe comportant le fer, l'acier inoxydable, le cuivre, l'argent et un alliage comportant au moins l'un de ces métaux, le ressort étant préférentiellement réalisé en alliage de cuivre argent.
L'invention concerne également une ampoule à vide comportant au moins une partie de corps d'ampoule et qui est caractérisée en ce qu'elle comporte un ensemble autocentré selon l'invention.
Une telle ampoule peut aisément être assemblée puisqu'au moins une partie des éléments qui la compose peuvent être centrés lors de son assemblage au moyen d'un système de centrage selon le principe de l'invention
Le corps d'ampoule peut comporter un système de maintien configuré pour maintenir le ressort en place lorsque celui-ci s'intercale entre l'élément d'ampoule et la partie de corps d'ampoule, ledit système de maintien étant préférentiellement une gorge de réception du ressort qui est aménagée dans l'élément d'ampoule.
L'invention concerne également un procédé de centrage d'un élément d'ampoule dans un corps d'ampoule comportant les étapes suivantes :

fourniture de l'élément d'ampoule à centrer,
fourniture d'un ressort à spires pour former avec l'élément d'ampoule un ensemble autocentré,
fourniture d'au moins une partie de corps d'ampoule,
montage de l'ensemble autocentré dans l'au moins une partie de corps l'élément d'ampoule avec l'élément d'ampoule qui est centré par rapport à ladite partie de corps d'ampoule par le ressort.

Un tel procédé permet un assemblage d'une ampoule avec au moins une partie des éléments qui sont parfaitement centré, leur centrage ayant été réalisé selon le principe de l'invention.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une ampoule à vide comprenant une étape conforme au procédé ende centrage d'un élément d'ampoule dans un corps d'ampoule selon l'invention.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels :

la figure 1 illustre schématiquement et en vue en coupe d'un exemple d'ampoule à vide comportant plusieurs ensembles autocentrés selon l'invention,
la figure 2 illustre le principe de centrage selon l'invention,
la figure 3 illustre une portion de ressort à spires de type hélicoïdal particulièrement adapté pour former un système de centrage selon l'invention,
la figure 4 illustre une vue rapprochée extraite de la figure 1 qui illustre l'agencement d'un ressort de centrage vis-à-vis d'un écran de l'ampoule et d'un corps d'ampoule.

Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre.
Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS

La figure 1 illustre une ampoule à vide 1 comportant trois ensembles autocentrés 20, 30, 40 selon l'invention de différents types.
Une telle ampoule à vide 1 comporte :

un corps d'ampoule 10 comprenant une première et deuxième partie 11, 12 de corps d'ampoule,
un premier et un deuxième couvercle 31, 41 monté chacun sur l'une des deux parties 11, 12 de corps d'ampoule (ici, chacun des couvercles inclut un écran du point triple situé entre la céramique et le couvercle) et
un premier et un deuxième contact 15, 16 montés mobiles l'un relativement à l'autre entre une position ouverte dans laquelle ils sont à distance et une position fermée dans laquelle ils sont en contact électrique,
un écran 21.

L'ampoule à vide 1 présente une symétrie axiale autour d'un axe d'ampoule qui est également l'axe 14 du corps d'ampoule 10. Une telle symétrie est fournie par un corps d'ampoule 10 sensiblement cylindrique et des éléments d'ampoule 31, 32, 15, 16, 21 également de symétrie axiale et concentriques avec le corps d'ampoule 10.
Le corps d'ampoule 10 est formé par les deux parties 11, 12 de corps d'ampoule. Chacune des parties 11, 12 de corps d'ampoule est réalisée en matériau isolant tel que de la céramique, ledit corps d'ampoule 10 étant ainsi généralement connu sous la dénomination de « céramique ». Les parties 11, 12 de corps d'ampoule présentent une forme générale de cylindre droit creux à bases ouvertes. Les parties 11, 12 de corps sont circulaires de manière à former un volume fermé lorsqu'elles sont assemblées pour former l'ampoule à vide 1 et fermées par les couvercles 31, 41. Les deux parties 11, 12 de corps d'ampoule sont concentriques et partagent le même axe 14 de symétrie qui est l'axe de symétrie du corps.
Le premier et le deuxième contact 15, 16 sont montés, comme cela est illustré sur la figure 1, respectivement sur les premier et deuxième couvercles 31, 41.
La fourniture du montage mobile des contacts 15, 16 relativement l'un à l'autre est réalisée par un montage solidaire du premier contact 15 sur le premier couvercle 31 et un montage mobile en translation du deuxième contact 16 par rapport au deuxième couvercle 41.
L'ampoule à vide 1 comporte également, de manière à former les ensembles autocentrés 20, 30, 40 selon l'invention des ressorts 25, 35, 45 associés chacun respectivement à l'un des éléments d'ampoule 21, 31, 41 que sont l'écran 21, le premier couvercle 31 et le second couvercle 41.
Chaque ressort 25, 35, 45 est un ressort à spires avec ses spires qui sont réparties, selon le même principe que celui illustré sur la figure 2, selon une ligne directrice. Ces ressorts 25, 35, 45 sont adaptés pour permettre un centrage de l'élément d'ampoule 21, 31, 41 correspondant et forme ainsi un système de centrage.
Le principe d'une telle adaptation est illustré sur la figure 2. Cette figure 2 montre ainsi le centrage d'un élément 221 à centrer vis-à-vis d'un enveloppe 222 extérieure, tel que le corps d'ampoule 10 ou l'une des parties 11, 12 du corps d'ampoule, ceci au moyen d'un ressort 225 selon l'invention.
On peut ainsi voir sur la figure 2 que l'élément 221 à centrer est équipé du ressort 225 de manière à former un ensemble autocentré 220 selon l'invention. Le ressort 225 est donc, selon le principe de l'invention, un ressort à spires avec les spires qui s'étendent selon la ligne de direction 226.
Classiquement le ressort 225 illustré sur la figure 2 comporte des spires circulaires de dimensions identiques. Néanmoins, le ressort 225 peut également comporter des spires autres que circulaires, telles que des spires ellipsoïdales, et/ou de dimensions variables ceci sans que l'on sorte de l'invention.
Selon une possibilité avantageuse de l'invention illustrée sur la figure 2, la ligne directrice 226 du ressort 225 suit un cercle, le ressort 225 étant ainsi un ressort hélicoïdal annulaire.
Afin d'assurer le centrage de l'élément 221 à centrer, le ressort est disposé le long du pourtour dudit élément en s'étendant selon un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de symétrie de l'élément. Pour permettre le maintien du ressort 225 en place lors de son placement sur l'élément 221, l'élément 221 à centrer peut comporter une gorge de réception 222 configurée pour recevoir le ressort 225. La gorge de réception 222 s'étend sur le pourtour extérieur suivant un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de symétrie de l'élément 221.
Une telle gorge de réception 222 forme un système de maintien configuré pour maintenir le ressort en place lorsque celui-ci s'intercale entre l'élément 221 et l'enveloppe 210.
Le ressort 220 tel qu'illustré sur la figure 2 et selon une possibilité particulièrement avantageuse de l'invention, est un ressort hélicoïdal incliné dont les spires sont disjointes. Selon cette possibilité de l'invention, l'inclinaison des spires est préférentiellement choisie de manière à ce que cette inclinaison soit, lorsque l'ensemble autocentré 220 est monté dans l'enveloppe 210, définie par rapport au plan contenant l'axe de symétrie et qui passe par le centre de la spire. Ainsi, dans une configuration du ressort 225 dans laquelle la ligne directrice du ressort est un cercle ou un arc de cercle, l'inclinaison est alors définie par rapport au plan contenant l'axe de symétrie du cercle correspondant à la ligne directrice et qui passe par le centre de la spire.
Le ressort 225, donc ses caractéristiques dimensionnelles, et sa ligne directionnelle 226 sont adaptés pour permettre un bon centrage de l'élément 221 par rapport à l'enveloppe 210.
Ainsi dans une configuration usuelle de l'invention, le diamètre des spires d du ressort est du même ordre que l'espace entre l'élément 211 et l'enveloppe 210.
Plus précisément, pour un ressort 225 hélicoïdal incliné d'un angle θ et possédant un diamètre d tel qu'illustré sur la figure 3, il est préférable que le diamètre d et l'angle θ des spires du ressort 225 respecte l'équation suivante : $d > \frac{{gap}_{moy}}{\cos (θ)}$
avec d le diamètre des spires, θ l'angle d'inclinaison des spires et gap_moy l'espace minimum entre l'élément 221 et l'enveloppe 210 lorsqu'ils sont concentriques.
De plus, pour ce même dimensionnement, il est particulièrement avantageux que le diamètre et l'angle θ des spires des spires du ressort 225 respecte également l'équation suivante : $d \geq \frac{{gap}_{\max} - 0, 5 mm}{\cos (θ)}$
avec d le diamètre des spires, θ l'angle d'inclinaison des spires et gap_max l'espace maximum entre l'élément 221 et l'enveloppe 210 lorsqu'ils sont concentriques. En effet, avec un tel dimensionnement l'ensemble des spires est en contact avec à la fois l'élément 221 à centrer et l'enveloppe 210 comme cela est montré sur la figure 2.
Ainsi lors de la mise en place de l'élément 221 dans l'enveloppe 210 avec le ressort qui s'intercale entre eux, l'agencement des spires le long de la ligne de directrice avec notamment une modification de leur angle d'inclinaison. Il résulte qu'avec un ressort suivant les équations (2) et (3) que chacune des spires présente un angle d'inclinaison θ ₂ supérieur ou égal à θ et qui respecte l'équation suivante : $θ \leq θ_{2} \leq \cos^{- 1} (\frac{{gap}_{\min}}{d})$
avec d le diamètre des spires, θ et θ ₂ les angles d'inclinaison respectifs des spires au repos et de l'une des spires lorsque le ressort s'intercale entre l'élément et l'enveloppe, et gap_min l'espace minimal entre l'élément 221 et l'enveloppe 210 lorsqu'ils sont concentriques. En effet, avec un tel dimensionnement une majorité des spires est en contact avec à la fois l'élément 221 à centrer et l'enveloppe 210 comme cela est montré sur la figure 2. La répartition des efforts qui résulte de ce contact tend à augmenter l'angle d'inclinaison de chaque spire. Bien entendu lorsque l'une des spires n'est pas en contact avec l'un ou l'autre de l'élément 221 et l'enveloppe 210, elle n'est pas soumise aux efforts et elle conserve son inclinaison. Ainsi, dans ce dernier cas, θ₂= θ.
De plus lors d'un cycle de montée en température, tel que celui effectué pour un brassage lors de l'étape finale de l'assemblage d'une ampoule à vide, la dilatation thermique de l'enveloppe, l'élément et du ressort entraine une augmentation des efforts appliqués sur le ressort ce qui provoque une inclinaison supplémentaire θ₃ avec : θ ₃ ≥ θ ₂.
Ainsi, le centrage est assuré aussi bien « à chaud » qu' « à froid ».
De même le diamètre, le pas p des spires et l'angle d'inclinaison θ (voir figure 3) peuvent être adaptés en fonction des irrégularités et des variations de l'espace entre l'élément et l'enveloppe lorsqu'ils sont concentriques. En effet, un espace entre l'élément et l'enveloppe avec une forte variation peut être compensé par un ressort d'inclinaison comprise entre 15° et 30°, et un pas p entre les spires importants. Un tel pas, combiné avec un angle d'inclinaison moyen, autorise une forte variation de l'inclinaison des spires le long du ressort et donc permet de compenser la forte variation d'espace entre l'élément 221 et l'enveloppe 210.
Le ressort 225 est réalisé dans un matériau sélectionné dans le groupe comportant le fer, les aciers, les aciers inoxydables, le cuivre, l'argent et les alliages métalliques comportant l'un quelconque de ces matériaux.
Ainsi, comme illustré sur la figure 2, selon le principe de l'invention, l'élément 221 et le ressort 225 forment un ensemble autocentré. Lors de l'assemblage d'une ampoule, exemplifié dans la figure 2 par le montage de l'élément 221 dans l'enveloppe 210, le ressort 225 est préalablement mis en place sur l'élément 221. Cette mise en place est réalisée de manière à ce que le ressort 225 s'étende sur le pourtour de l'élément, ses spires en contact avec l'élément 221. L'ensemble autocentré, ainsi agencé, est alors inséré dans l'enveloppe 210. La déformation élastique du ressort 225 permet de répartir les efforts sur toute sa longueur, l'élément 221 étant ainsi ramené, lors de cette insertion, dans une position dans laquelle il est concentrique avec l'enveloppe 210. Avec un tel agencement de l'élément vis-à-vis de l'enveloppe 210, toute dilatation liée à un éventuel cycle de montée en température ne change pas la répartition des efforts le long du ressort mais change uniquement l'intensité de ces derniers. Ainsi le centrage est réalisé aussi bien « à chaud » qu' « à froid ».
Lorsque le ressort 225 est intercalé entre l'élément 221 et l'enveloppe 210, le ressort 225 travaille en compression selon une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de symétrie de l'enveloppe 221 et par rapport à sa ligne directrice 226 de manière à maintenir l'élément 221 et l'enveloppe 210 concentrique.
C'est donc le principe explicité ci-dessus qui est mis en oeuvre dans l'ampoule 1 illustrée sur la figure 1 pour centrer l'écran 21 et les couvercles 31, 41 de l'ampoule 1. Les autres éléments d'ampoule que sont les deux contacts 15, 16 de l'ampoule 1 bénéficient de ce centrage en raison de leur montages sur les couvercles 31, 41. La figure 4 montre également que, selon le principe déjà décrit ci-dessus, l'élément d'ampoule à centrer, ici l'écran 21, peut comporter une gorge 22 de réception pour le recevoir le ressort 25.
Lors de l'assemblage d'une ampoule 1 telle que celle illustrée sur la figure 1, le placement d'un élément autocentré, tel que l'écran 21 ou l'un des couvercles 31, 41 est réalisé selon un procédé de centrage comportant les étapes suivantes :

fourniture de l'élément d'ampoule 21, 31, 41 à centrer,
fourniture du ressort 25, 35, 45 à spires pour former avec l'élément d'ampoule 21, 31, 41 un ensemble autocentré 20, 30, 40,
fourniture d'au moins la partie 1112 de corps d'ampoule,
montage de l'ensemble autocentré 20, 30, 40 dans l'au moins une partie 11, 12 de corps l'élément d'ampoule avec l'élément d'ampoule 21, 31, 41 qui est centré par rapport à ladite partie 11, 12 de corps d'ampoule par le ressort 25, 35, 45.

Selon une variante avantageuse de l'invention, le ressort 25, 35, 45 peut être formé d'un matériau adapté pour le brasage tel qu'un alliage de cuivre-argent. Une telle adaptation est fournie par une température de fusion dudit matériau qui est inférieure à celle du matériau de l'élément d'ampoule 21, 31, 41.
Avec une telle variante de l'invention, le ressort fait à la fois office de système de centrage et de matériau apport pour la brasure. Ainsi selon cette variante, la fixation d'un élément d'ampoule peut être fournie par un simple cycle de montée en température pour effectuer le brasage de l'élément d'ampoule sur le corps d'ampoule. Bien entendu, afin d'assurer une bonne fixation de l'élément d'ampoule sur le corps d'ampoule, il peut être prévu un supplément de matériau apport. L'élément de centrage peut alors être amené à disparaître après avoir assuré sa fonction de centrage : fondu, il occupe les interstices entre les pièces à centrer. Les performances diélectriques de l'ampoule à vide sont alors optimisées.

Exemples de réalisation de l'invention :

Les tableaux ci-dessous représentent deux exemples de mise en oeuvre de l'invention. Le premier concerne une ampoule comportant un ensemble autocentré dont l'élément d'ampoule est un écran fixe du même type que celui illustré sur les figures 1 et 3. Le deuxième exemple concerne une ampoule à vide comportant un ensemble autocentré dont l'élément d'ampoule est un écran mobile. Dans les deux cas, le ressort de l'ensemble autocentré est identique avec un diamètre de spire de 2,1mm et un angle θ ₁ d'inclinaison de 15°.

Ecran Fixe	Ø int corps d'ampoule (mm)	Ø ext écran (mm)	Δ rayon (mm)	Gap (mm)	θ2 ressort (deg)	Ø ressort	Gap après installation (mm)	Statut
Nom	81,4	79,3	0,85	1	62	2,1	0	Bon
Min	80,65	78,9	0,875	1	62	2,1	0	Bon
Max	82,15	79,7	1,225	1,2	55	2,1	0	Bon

Ecran Mobile	Ø int corps d'ampoule (mm)	Ø ext écran (mm)	Δ rayon (mm)	Gap (mm)	θ ₂ ressort (deg)	Ø ressort (mm)	Gap après installation (mm)	Statut
Nom	81,4	77,0	2	2	18	2,1	0	Bon
Min	80,65	76,6	2,025	2	18	2,1	0	Bon
Max	82,15	77,4	2,375	2,5	0	2,1	0,4	Bon

La nomenclature dans les tableaux ci-dessus est la suivante : « Ø int corps d'ampoule » correspond au diamètre intérieur du corps d'ampoule, « Ø ext écran » correspond au diamètre extérieur de l'écran, « Δ rayon » correspond à la différence entre le rayon intérieur du corps d'ampoule et celui extérieur de l'écran, « Gap » correspond à l'espace entre l'intérieur du corps d'ampoule et l'extérieur de l'écran lorsque l'écran est en place dans l'ampoule sans le ressort, « θ₂ ressort » correspond à l'inclinaison θ des spires du ressort lorsque le ressort est en place, « Ø ressort » correspond au diamètre d des spires du ressort, « Gap après installation » correspond à l'espace laissé libre par le ressort entre l'intérieur du corps d'ampoule et l'extérieur de l'écran, et « statut » correspond au contrôle de la bonne qualité du centrage de l'élément, celui-ci étant considéré, pour les dimensions présentes dans ces tableaux, bon si le Gap après installation est inférieur à 0,5 mm. Les lignes « Nom », « Min » et « Max » correspondent respectivement aux valeurs nominale, minimale et maximale.
Ces deux exemples de mise en oeuvre de l'invention permettent d'illustrer deux configurations différentes de l'invention avec dans le cas de l'écran fixe, c'est-à-dire le cas exemplifié par le premier tableau, l'ensemble des spires qui sont mises en compression et qui s'intercalent entre l'élément d'ampoule et le corps d'ampoule, et dans le cas de l'écran mobile, c'est-à-dire le deuxième tableau, seule une partie des spires qui sont mises en compression et s'intercalent entre l'élément d'ampoule et le corps d'ampoule, les autres spires étant au « repos ».
Ainsi dans le cas de l'écran fixe, la distance entre l'écran et le corps d'ampoule est relativement faible, inférieure à 1,2 mm, vis-à-vis du diamètre des spires qui est de 2,1 mm. Une simple inclinaison des spires, liée à la mise en compression de ces dernières, permet une bonne répartition des efforts du ressort sur l'écran fixe pour centrer ce dernier vis-à-vis du corps d'ampoule.
Concernant le cas de l'écran mobile, en raison du caractère mobile de ce dernier, la distance entre l'écran et le corps d'ampoule est du même ordre de grandeur que le diamètre des spires de 2,1mm, voire supérieure : par endroits, celui-ci peut dépasser 2,3mm. L'inclinaison des spires ne permet donc pas de compenser la distance entre l'écran et le corps sur toute son amplitude de variation. Ainsi, comme le montre la valeur Gap après installation qui peut être non nulle par endroits, une partie des spires du ressort ne s'intercale pas entre l'écran et le corps d'ampoule. Ces dernières spires ne sont donc pas en contact avec à la fois l'élément d'ampoule et le corps.
Néanmoins, comme le montrent les valeurs de Gap obtenues après l'installation et le bon statut de centrage, il n'est nécessaire uniquement que certaines des spires soient adaptées pour contraindre l'écran mobile dans une position dans laquelle il est concentrique avec le corps d'ampoule pour fournir un élément autocentré.
Bien entendu si dans le mode de réalisation décrit ci-dessus le ressort est un ressort hélicoïdal incliné à spires disjointes, l'invention couvre tout type de ressort à spires du moment que ses spires sont distribuées le long d'une ligne directrice du ressort avec le ressort et sa ligne directrice qui sont adaptés de manière à ce que, lors de l'assemblage d'une ampoule, plusieurs spires du ressort s'intercalent entre l'élément d'ampoule et le corps de l'ampoule. Ainsi, le ressort peut être un ressort à spires non hélicoïdal, peut ne pas comporter de spires inclinées ou encore peut comporter des spires jointives, sans que l'on sorte du cadre de l'invention.
De même, si dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le ressort présente une ligne directrice en forme de cercle, cette dernière peut également être en forme d'arc de cercle sans que l'on sorte du cadre de l'invention. Selon cette même possibilité, lorsque le ressort présente une ligne directrice en arc de cercle d'angle d'arc inférieur à 360°, le système de centrage peut comporter un ou plusieurs autres ressorts à spires présentant une ligne directrice en arc de cercle ceci sans que l'on sorte du cadre de l'invention.
Selon cette dernière possibilité, la somme totale des angles d'arc de cercle des lignes directrices des ressorts formant le système de centrage est préférentiellement sensiblement égale à 360°.
De plus, si dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, les ressorts illustrés sont des ressorts à spires sensiblement circulaires, il est également envisageable comme déjà indiqué, que les ressorts comportent des spires d'une autre forme. Ainsi, les spires peuvent, par exemple, présenter une forme ellipsoïdale sans que l'on sorte de l'invention. Selon cette dernière possibilité le paramètre d dans les équations (1) à (3) représente la dimension des spires selon une direction qui est sensiblement perpendiculaire à l'axe du corps d'ampoule lorsque le ressort équipe l'ampoule à vide.
De même si dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, l'élément d'ampoule comporte une gorge de réception en tant que système de maintien, l'élément d'ampoule et/ou le corps d'ampoule peut présenter un autre type de système de maintien ou ne pas en comporter sans que l'on sorte du cadre de l'invention. Ainsi, selon une variante de l'invention, la gorge de réception peut être aménagée sur la partie de corps d'ampoule de manière à bloquer le ressort en position lors du placement de l'élément dans le corps d'ampoule. Selon une autre variante de l'invention, l'élément d'ampoule et/ou le corps d'ampoule peut comporter une saillie faisant office de butée pour maintenir le ressort en place.

Claims

Ensemble autocentré (20, 30, 40) pour ampoule à vide (1) comportant :
- un élément d'ampoule (21, 31, 41) destiné à être centré par rapport à l'axe d'au moins une partie de corps d'ampoule (11, 12) lors de son montage dans ladite partie (11, 12) de corps d'ampoule,

- un système de centrage adapté pour centrer l'élément (21, 31, 41) d'ampoule par rapport à l'axe (14) de la partie (11, 12) de corps d'ampoule,
l'ensemble autocentré (20, 30, 40) étant caractérisé en ce que le système de centrage comprend au moins un ressort à spires (25, 35, 45) dont les spires sont distribuées le long d'une ligne directrice du ressort (25, 35, 45), le ressort (25, 35, 45) et sa ligne directrice étant adaptés de manière à ce que lors du montage de l'élément d'ampoule (21,31, 41) dans la partie (11, 12) de corps d'ampoule plusieurs spires du ressort (25, 35, 45) s'intercalent entre l'élément (21, 31, 41) d'ampoule et la partie (11, 12) de corps d'ampoule en étant en contact avec à la fois l'élément d'ampoule (25,35 45) et la partie (11, 12) de corps d'ampoule.
Ensemble autocentré (20, 30, 40) selon la revendication 1, dans lequel la ligne directrice est un arc de cercle, préférentiellement un cercle de manière à former un ressort annulaire.
Ensemble autocentré (20, 30, 40) selon la revendication 2, dans lequel les spires sont disjointes.
Ensemble autocentré (20, 30, 40) selon la revendication 3, dans lequel le ressort (25, 35, 45) est un ressort hélicoïdal incliné d'angle d'inclinaison des spires θ.
Ensemble autocentré (20, 30, 40) selon l'une des revendication 1 à 4 dans lequel l'élément d'ampoule (21, 31, 41) à vide comporte un système de maintien configuré maintenir le ressort (25, 35, 45) en place lorsque celui-ci s'intercale entre l'élément d'ampoule (21, 31, 41) et la partie de corps d'ampoule (11, 12), ledit système de maintien étant préférentiellement une gorge de réception (22) du ressort qui est aménagée dans l'élément d'ampoule (21, 31, 41).
Ensemble autocentré (20, 30, 40) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'élément d'ampoule (21, 31, 41) est sélectionné dans le groupe comportant les écrans (21) d'ampoule à vide fixes, les écrans d'ampoule à vide mobiles et les couvercles (31, 41) d'ampoule à vide.
Ensemble autocentré (20, 30, 40) selon la revendication 6, comprenant en outre des pièces indépendantes formant écrans des points triples.
Ensemble autocentré (20, 30, 40) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le ressort (25, 35, 45) est réalisé dans un matériau présentant une température de fusion inférieure à celle du matériau de l'élément d'ampoule, le ressort pouvant ainsi être utilisé en tant que matériau apport pendant une étape de brasage de l'élément d'ampoule avec la partie de corps d'ampoule lors du montage de l'élément d'ampoule (21, 31, 41) dans la partie (11, 12) de corps d'ampoule, le ressort (25, 35, 45) étant préférentiellement réalisé dans un alliage cuivre-argent.
Ampoule à vide (1) comportant au moins une partie de corps d'ampoule et qui est caractérisée en ce qu'elle comporte un ensemble autocentré selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
Ampoule à vide (1) selon la revendication 9, dans lequel le corps d'ampoule (10) comporte un système de maintien configuré pour maintenir le ressort (25, 35, 45) en place lorsque celui-ci s'intercale entre l'élément d'ampoule (21, 31, 41) et la partie (11, 12) de corps d'ampoule, ledit système de maintien étant préférentiellement une gorge de réception (22) du ressort qui est aménagée dans l'élément d'ampoule (21, 31, 41).
Procédé de centrage d'un élément d'ampoule (21, 31, 41) dans un corps d'ampoule (10) comportant les étapes suivantes :
- fourniture de l'élément d'ampoule (21, 31, 41) à centrer,

- fourniture d'un ressort (25, 35, 45) à spires pour former avec l'élément d'ampoule (21, 31, 41) un ensemble autocentré (20, 30, 40),

- fourniture d'au moins une partie (1112) de corps d'ampoule,

- montage de l'ensemble autocentré (20, 30, 40) dans l'au moins une partie (11, 12) de corps l'élément d'ampoule avec l'élément d'ampoule (21, 3141) qui est centré par rapport à ladite partie (11,12) de corps d'ampoule par le ressort (25, 35, 45).