[0001] L'invention porte sur une ampoule à vide pour disjoncteur, ayant un flasque métallique
d'extrémité qui est traversé de manière étanche par une tige mobile en translation
axiale. La tige porte à une extrémité un contact mobile dans l'ampoule, et est guidée
en translation par un palier de guidage monté sur le flasque métallique. Une telle
ampoule à vide est connue du document FR-2683940, et est plus particulièrement destinée
à un disjoncteur moyenne tension. Dans ce type d'ampoule à vide, le coulissement étanche
de la tige à travers le flasque portant le palier est obtenu grâce à un soufflet métallique
étanche disposé à l'intérieur de l'ampoule. Ce soufflet comporte à une extrémité une
collerette soudée à la tige, l'autre extrémité étant soudée au flasque par brasage.
Il est nécessaire de guider en translation la tige de façon très précise, et de prévoir
des moyens de blocage en rotation de la tige par rapport au flasque afin de ne pas
détériorer le soufflet métallique. En particulier, quand un élément fileté rapporté
dans le taraudage situé à l'extrémité de la tige est serré, il est important que le
couple de serrage exercé ne provoque pas la rotation de la tige.
[0002] Dans des constructions d'ampoules à vide connues pour des disjoncteurs à moyenne
tension, le palier de guidage en translation de la tige est réalisé en partie par
une traversée en matière plastique qui est immobilisée dans une pièce complémentaire
brasée sur le flasque de l'ampoule à vide. Des moyens de blocage en rotation de la
tige sont prévus au niveau de la surface de contact entre la tige et la traversée,
consistant par exemple en une cannelure longitudinale pratiquée dans l'alésage de
la traversée et complétée par une nervure longitudinale ménagé sur la tige. La traversée
est fixée sur la pièce complémentaire généralement par l'intermédiaire d'une contreplaque
soudée par point ou vissée sur cette pièce, ou encore par un sertissage de la pièce.
Ces techniques présentent toutes un inconvénient. Le soudage par point d'une contreplaque
nécessite une pièce complémentaire suffisamment épaisse pour ne pas risquer de percer
l'enveloppe de l'ampoule à vide lors du soudage. De la même façon, le vissage d'une
contreplaque nécessite de réaliser des trous borgnes filetés dans la pièce complémentaire
qui doit en conséquence avoir une forte épaisseur. Le sertissage de la pièce complémentaire
met quant à lui en jeu des efforts mécaniques importants pouvant conduire à la détérioration
de la brasure de la pièce complémentaire sur le flasque de l'ampoule à vide.
[0003] Dans une autre construction connue du brevet DE 2440827, la tige est guidée par une
traversée tubulaire en matière plastique qui est fixée au flasque de l'ampoule à vide
par des moyens d'encliquetage consistant notamment en des rainures circulaires pratiquées
dans la traversée, des lèvres circulaires élastiques étant fixées sur le flasque et
agencées pour venir s'insérer dans les rainures. L'ensemble procure un maintien longitudinal
de la traversée pour éviter que celle-ci ne se déboite pendant la translation de la
tige lors d'une manoeuvre du disjoncteur. Toutefois, cette construction peut présenter
des inconvénients notamment en terme de fiabilité. En effet, même s'ils procurent
un certain maintien longitudinal, les moyens d'encliquetage ne semblent pas agencés
pour pouvoir résister à des efforts d'extraction importants. Or, de tels efforts peuvent
se produire dans des cas extrêmes de fonctionnement où un échauffement de l'ampoule
à vide provoque une dilatation de la tige telle que les forces de frottement avec
la traversée plastique deviennent importantes. D'autre part, ces moyens d'encliquetage
ne sont pas agencés pour procurer un maintien en rotation de la traversée. Du reste,
il n'est pas prévu que la tige soit bloquée en rotation dans la traversée.
[0004] Le but de l'invention est de proposer une nouvelle réalisation d'ampoule à vide pour
disjoncteur, avec un palier de guidage comprennant une traversée en matière plastique
immobilisée dans une pièce complémentaire par des moyens d'encliquetage qui ne présentent
pas les inconvénients indiqués ci-dessus.
[0005] A cet effet, l'invention a pour objet une ampoule à vide pour disjoncteur, ayant
un flasque métallique d'extrémité qui est traversé de manière étanche par une tige
mobile en translation axiale, ledit flasque portant un palier de guidage en translation
de la tige constitué par un capot métallique fixé au flasque et par une traversée
tubulaire en matière isolante dans laquelle ladite tige peut coulisser, ladite traversée
comprennant des moyens d'encliquetage pour pouvoir être insérée et maintenue dans
ledit capot de façon coaxiale, caractérisée en ce que lesdits moyens d'encliquetage
comprennent des languettes élastiques disposées sur la périphérie extérieure de ladite
traversée pour pénétrer dans des évidements ou lumières disposés sur la périphérie
tubulaire intérieure dudit capot, en ce que chaque languette élastique peut s'arc-bouter
contre un bord d'une lumière une fois la traversée encliquetée dans le capot de façon
à résister à tout effort d'extraction de la traversée, en ce que des moyens sont agencés
pour empêcher la rotation de ladite tige dans la traversée, et en ce que le capot
comporte sur sa périphérie intérieure des bossages destinés à s'insérer dans des renfoncements
de forme complémentaire ménagés sur la périphérie extérieure de la traversée afin
d'empêcher tout mouvement de rotation de la traversée après l'encliquetage.
Avec cette fixation par encliquetage, on évite les risques de détérioration de l'ampoule
à vide d'une part lors du montage du palier de guidage de la tige, d'autre part lors
du serrage d'un élément fileté à l'extrémité de la tige extérieure à l'ampoule. En
outre, cette construction contribue à réduire le temps de montage de l'ampoule à vide
et donc le coût de réalisation d'un disjoncteur à ampoule à vide.
Dans un mode de réalisation préféré de l'ampoule à vide selon l'invention, le capot
métallique est fixé accolé contre le flasque à l'extérieur de l'ampoule et présente
des lumières accessibles à des moyens de décliquetage destinés à s'insérer dans lesdites
lumières pour appuyer sur les languettes élastiques de la traversée tubulaire, afin
de pouvoir retirer ladite traversée pour son recyclage.
[0006] Dans un autre mode de réalisation préféré de l'ampoule à vide selon l'invention,
la traversée tubulaire présente une première partie tubulaire entourée par une seconde
partie tubulaire coaxiale de moindre longueur, ces deux parties tubulaires étant solidairement
reliées par une troisième partie tubulaire coaxiale de moindre longueur que la seconde
partie tubulaire, de façon à ménager un espace annulaire entre lesdites première et
seconde parties tubulaires.
[0007] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture
de la description qui suit d'un exemple de réalisation d'une ampoule à vide pour disjoncteur
selon l'invention illustrée par les dessins.
[0008] La figure 1 est une représentation schématique en coupe longitudinale d'une ampoule
à vide d'un disjoncteur moyenne tension.
[0009] La figure 2 est une vue en perspective du capot du palier de l'ampoule à vide selon
l'invention.
[0010] La figure 3 est une vue en perspective d'une réalisation préférée de la traversée
du palier de l'ampoule à vide selon l'invention.
[0011] La figure 4 est une représentation schématique en coupe longitudinale et projection
du palier de l'ampoule à vide constitué des éléments représentés aux figures 2 et
3, une fois ce palier installé sur l'ampoule.
[0012] La figure 5 est une représentation schématique en perspective d'un autre mode de
réalisation de la traversée du palier de l'ampoule à vide selon l'invention.
[0013] Sur la figure 1, l'ampoule à vide 1 d'un disjoncteur comprend une enveloppe tubulaire
isolante 2, par exemple en céramique, qui s'étend suivant la direction axiale A et
deux plaques métalliques d'extrémité ou flasques 3,4. L'enveloppe 2 est généralement
de forme cylindrique, auquel cas au moins le flasque 4 est un disque présentant un
orifice circulaire coaxial.
Au flasque 3 est fixée une tige fixe non représentée portant un contact fixe. L'ampoule
à vide 1 comporte un contact mobile 5' porté par une tige métallique 5 qui coulisse
de manière étanche à travers l'orifice 11 du flasque 4 grâce à un soufflet métallique
7 monté à l'intérieur de l'enveloppe 2. La tige 5 est guidée en translation suivant
la direction axiale A par un palier 8 constitué par un capot métallique tubulaire
9 et par une traversée tubulaire 10 en matière isolante qui est destinée à être insérée
coaxialement dans le capot 9 et encliquetée dans celui-ci. Sur la figure 1, les deux
éléments 9 et 10 du palier sont montrés seulement en demi-coupe axiale. Le capot 9
ainsi que le soufflet 7 sont soudés par brasage au four au flasque 4 coaxialement
à la tige 5. Ensuite, la traversée 10 est emmanchée dans la tige 5 et encliquetée
dans le capot 9 en traversant l'orifice du flasque 4. La tige 5 peut alors coulisser
à l'intérieur de la traversée 10 de façon à déplacer en translation axiale le contact
mobile 5' lors d'une manoeuvre du disjoncteur.
[0014] La figure 2 montre plus en détail le capot métallique tubulaire 9. Celui-ci est réalisé
par exemple à partir d'une tôle emboutie de faible épaisseur et comporte une extrémité
formant une collerette intérieure 9A. La surface extérieure de cette collerette 9A
est soudée par brasage au four sur le flasque 4 de l'ampoule à vide. Le capot 9 présente
sur sa périphérie intérieure cylindrique au voisinage de son autre extrémité, des
évidements sous la forme ici de lumières radiales 9B, de préférence réparties de façon
équidistante et des bossages 9C répartis entre les lumières 9B. Les lumières 9B peuvent
être réalisées par poinçonnage, et les bossages 9C peuvent être réalisés par repoussage
vers l'intérieur du capot. Les lumières 9B peuvent aussi être remplacées par des rainures.
[0015] La figure 3 montre plus en détail la traversée isolante tubulaire 10. Celle-ci est
réalisée de préférence en une matière plastique injectée. Elle comporte une première
partie tubulaire cylindrique 10A dont le diamètre extérieur est ajusté avec le diamètre
intérieur du capot 9 et qui est destinée à venir s'insérer coaxialement à l'intérieur
du capot métallique 9, ainsi qu'une seconde partie tubulaire cylindrique 10B coaxiale
à la partie 10A, de plus petit diamètre et de longueur supérieure. Ces deux parties
tubulaires sont reliées entre elles par une troisième partie tubulaire 10J dans une
zone formant la base de la traversée. Cette partie tubulaire 10J est plus courte longitudinalement
que la première partie tubulaire 10A, de façon à ménager un espace annulaire 10L entre
les premières et seconde parties. La partie 10B est destiné à s'insérer coaxialement
dans l'orifice 9D délimité par la collerette 9A du capot et dans l'orifice 11 ménagé
dans le flasque 4 de l'ampoule à vide. L'épaulement 10C entre les parties tubulaires
10A et 10B formé par l'extrémité de la partie cylindrique 10A est destiné à venir
en appui sur la surface intérieure de la collerette 9A du capot 9 quand la traversée
est insérée dans le capot.
La partie tubulaire 10A présente sur sa périphérie extérieure cylindrique des languettes
élastiques 10D réparties de préférence de façon équidistante. Chaque languette s'étend
axialement en alignement avec les lumières 9B du capot et porte à son extrémité libre
une lèvre qui saille radialement et qui est destinée à venir s'encliqueter dans une
lumière 9B du capot 9 quand la traversée 10 est insérée coaxialement dans le capot
9. Cet encliquetage des languettes 10D dans les lumières 9B assure ainsi l'immobilisation
selon la direction axiale A de la traversée 10 dans le capot 9. L'encliquetage des
languettes 10D dans les lumières 9B peut être réalisé sans effort mécanique sur le
capot 9 grâce à un chanfreinage de la lèvre des languettes. Lorsque la lèvre d'une
languette 10D est engagée dans une lumière 9B, la languette s'arc-boute contre un
bord de la lumière pour résister à un effort d'extraction de la traversée 10 du capot
9. L'arc-boutement des languettes permet de résister aux efforts d'extraction importants
qui peuvent se produire dans des cas extrêmes de fonctionnement du disjoncteur comportant
une ampoule à vide selon l'invention. Comme expliqué précédemment, il est essentiel
dans l'invention que la traversée 10 soit bloquée en rotation par rapport au flasque
4 et donc par rapport au capot 9. Or, les languettes 10D ne permettent pas à elles
seules de résister à un couple important qui serait exercé sur la traversée 10 par
la tige 5.
Afin de procurer un blocage en rotation efficace, la partie tubulaire 10A comporte
également sur sa périphérie extérieure cylindrique des renfoncements 10 E qui sont
répartis entre les languettes 10D en alignement avec les bossages 9C du capot, de
sorte que les bossages 9C viennent s'encastrer dans les renfoncements 10 E quand la
traversée 10 est insérée dans le capot 9. Les bossages 9C et les renfoncements 10
E sont ajustés pour empêcher toute possibilité de rotation relative par rapport à
l'axe A de la traversée 10 dans le capot 9, de façon à ne pas détériorer le soufflet
métallique 7.
Les parties tubulaires 10A et 10B de la traversée forment préférablement une seule
pièce venue de moulage et la partie tubulaire 10B comporte un alésage intérieur 10F
dans lequel coulisse la tige 5. L'alésage 10F présente un ou deux méplats 10G consistant
en une large rainure longitudinale, avec une autre rainure longitudinale 10H plus
profonde qui sert de canal de ventilation comme cela est déjà connu. Le ou les méplats
10G servent à éviter une rotation de la tige 5 dans la traversée.
[0016] En figure 4 sont représentés schématiquement en coupe longitudinale un flasque 4
sur lequel est soudé un palier dans une ampoule à vide selon l'invention. La traversée
10 du palier est représentée en projection partielle. Le soufflet métallique d'étanchéité
7 présente une extrémité qui se termine par une partie tubulaire qui traverse l'orifice
11 ménagé dans le flasque 4 ainsi que l'orifice du capot 9 du palier. Le capot 9 ainsi
que que soufflet 7 sont soudés au flasque 4 par brasage au four, préférablement en
une seule passe après la dernière opération de brasage au four de l'ampoule à vide.
En outre, pendant cette passe unique, le soufflet 7 est avantageusement soudé au bord
intérieur de l'orifice du capot 9. Dans le mode de réalisation préféré représenté,
l'extrémité du soufflet 7 est insérée dans l'orifice du capot 9 pour dépasser en deçà
de la collerette intérieure dudit capot. Ceci permet de vérifier à l'oeil que le soufflet
est bien inséré dans l'orifice 11 du flasque 4, après la dernière opération de brasage
au four. L'espace annulaire 10L de la traversée 10 est agencé pour que l'extrémité
du soufflet 7 puisse se loger dans ledit espace sans appuyer contre la traversée 10
après l'encliquetage de celle-ci.
[0017] En figure 5 est représenté schématiquement en perspective un autre mode de réalisation
du palier de l'ampoule à vide selon l'invention, en vue éclatée avec l'extrémité de
l'ampoule sur laquelle ce palier doit être monté. Seule une partie de la tige 5 est
représentée, entourée par le soufflet 7. Le capot 9 du palier est identique à celui
représenté à la figure 2, tandis que la traversée tubulaire isolante 10 diffère quelque
peu par sa forme de celle représentée à la figure 3. La première partie tubulaire
10B de la traversée 10 est ici accolée contre la seconde partie tubulaire 10A coaxiale
et de moindre longueur. De même que dans la réalisation précédente, les deux parties
10A et 10B forment préférablement une seule pièce venue de moulage, mais la traversée
10 présente ici une forme massive. La simplification de la forme de cette traversée
est rendue possible par le fait que dans ce mode de réalisation de l'ampoule à vide,
l'extrémité du soufflet 7 ne traverse pas l'orifice 11 du flasque 4 mais est positionnée
dans une rainure circulaire ménagée à cet effet au niveau de la surface interne dudit
flasque, avant le brasage au four. Ainsi, il n'est pas nécessaire que la traversée
10 présente un espace annulaire entre ses deux parties tubulaires dans cette réalisation.
Le diamètre D' de l'orifice 9D de la collerette 9A du capot 9 peut alors être égal
ou à peine supérieur au diamètre extérieur D de la partie tubulaire 10B de la traversée
10.
[0018] Le palier dans une ampoule à vide selon l'invention, réalisé par un encliquetage
de deux pièces complémentaires, contribue à réduire le temps de montage de l'ampoule
à vide et donc d'un disjoncteur à ampoule à vide. Cet encliquetage permet également
d'éviter les contraintes mécaniques importantes sur l'ampoule lors du montage de la
traversée isolante du palier, ainsi que lors du montage du dispositif de manoeuvre
de la tige du contact mobile de l'ampoule.
1. Une ampoule à vide pour disjoncteur, ayant un flasque métallique d'extrémité (4) qui
est traversé de manière étanche par une tige (5) mobile en translation axiale, ledit
flasque (4) portant un palier de guidage en translation de la tige constitué par un
capot métallique (9) fixé au flasque et par une traversée tubulaire (10) en matière
isolante dans laquelle ladite tige (5) peut coulisser, ladite traversée (10) comprennant
des moyens d'encliquetage pour pouvoir être insérée et maintenue dans ledit capot
de façon coaxiale, caractérisée en ce que lesdits moyens d'encliquetage comprennent
des languettes élastiques (10D) disposées sur la périphérie extérieure de ladite traversée
(10) pour pénétrer dans des évidements ou lumières (9B) disposés sur la périphérie
tubulaire intérieure dudit capot (9), en ce que chaque languette élastique peut s'arc-bouter
contre un bord d'une lumière (9B) une fois la traversée (10) encliquetée dans le capot
(9) de façon à résister à tout effort d'extraction de la traversée, en ce que des
moyens (10G) sont agencés pour empêcher la rotation de ladite tige (5) dans la traversée,
et en ce que le capot comporte sur sa périphérie intérieure des bossages (9C) destinés
à s'insérer dans des renfoncements (10E) de forme complémentaire ménagés sur la périphérie
extérieure de la traversée afin d'empêcher tout mouvement de rotation de la traversée
après l'encliquetage.
2. L'ampoule à vide selon la revendication 1, dans laquelle le capot (9) est accolé contre
le flasque (4) à l'extérieur de l'ampoule et présente des lumières (9B) accessibles
à des moyens de décliquetage destinés à s'insérer dans lesdites lumières pour appuyer
sur les languettes élastiques (10D), afin de pouvoir retirer la traversée tubulaire
(10) pour son recyclage.
3. L'ampoule à vide selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle la traversée
tubulaire isolante (10) présente une première partie tubulaire (10A) qui entoure une
seconde partie tubulaire (10B) coaxiale et de longueur supérieure, ces deux parties
étant solidairement reliées par une troisième partie tubulaire coaxiale (10J) de moindre
longueur que la première partie tubulaire (10A), de façon à ménager un espace annulaire
(10L) entre lesdites première et seconde parties tubulaires.
4. L'ampoule à vide selon la revendication 3, dans laquelle une extrémité du soufflet
(7) se termine par une partie tubulaire qui traverse l'orifice (11) ménagé dans le
flasque (4) ainsi que l'orifice (9D) du capot (9), et dans laquelle ledit espace annulaire
(10L) de ladite traversée (10) est agencé pour que ladite extrémité du soufflet (7)
puisse se loger dans ledit espace sans appuyer contre la traversée (10) après l'encliquetage
de celle-ci.
5. L'ampoule à vide selon l'une des revendications 1 à 2, dans laquelle la traversée
tubulaire isolante (10) présente une première partie tubulaire (10B) accolée contre
une seconde partie tubulaire (10A) coaxiale de moindre longueur qui l'entoure de façon
à ce que ladite traversée (10) ait une forme massive.
6. L'ampoule à vide selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle la traversée
(10) est réalisée en une matière plastique injectée et le capot (9) est une tôle emboutie.