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PERFECTIONNEMENTS AU SCELLEMENT DES CONNEXIONS ELECTRIQUES.
La présente invention est relative à des perfectionne- ments au scellement des connexions électriques et, en particu- lier, d'un ou plusieurs conducteurs, tiges, ou analogues, à tra- vers une feuille métallique, un anneau, un tube, ou analogue, au moyen de verre ou autre matière fusible analogue.
Un tel processus est nécessaire, par exemple, dans la fabrication de certains types de connexions électriques et de culots de tubes à vide.
Les connexions de ce type sont en usage depuis un cer- tain temps et conviennent particulièrement pour les éléments des circuits électriques contenus dans des enveloppes scellées her- métiquement. Une telle borne a été décrite par exemple dans le brevet britannique No. 477.728. Des culots de tubes à vide de ce type sont utilisés couramment dans les tubes tout-métal.
L'objet principal de l'invention est d'établir un pro-
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cessus continu, convenable pour la fabrication de connexions ou de culots de ce type.
Le processus conforme à certaines caractéristiques de l'invention comporte le passage d'une longueur déterminée de fil ou de tige à travers une ouverture d'une pièce métallique, l'ap- plication de verre en fusion dans l'espace compris entre le con- ducteur ou la tige et ladite pièce métallique, le moulage du verre d'une manière permettant d'obtenir un scellement herméti- que entre le conducteur ou la tige etla pièce métallique, la solidification du verre et, enfin, l'enlèvement de la connexion ainsi obtenue par coupure du fil ou de la tige en un point situé à l'arrière du scellement.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- cription détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui représentent, sur las figures 1 et 7, des vues schématiques de deux dispositifs mettant en application le processus conforme à certaines caractéristiques de l'invention et, sur les figures 2, 3, 4, 5 et 6 des vues de trois types de connexions et de deux types de culots de tubes à vide qu'on peut obtenir en appliquant ledit processus.
A la figure 1, certaines pièces sont représentées en coupe. Le conducteur 1 avec lequel les connexions doivent être constituées se présente en une seule longueur continue bobinée sur un dévidoir 2. Ledit conducteur doit être de préférence en l'un des alliages bien connus de fer, de nickel, et de cobalt, ou de cuivre, de nickel et de fer, par exemple, ou encore d'autres métaux ou alliages susceptibles d'être scellés au verre. Le con- ducteur 1 passe sur une roue de guidage 3 et est entraîné vers l'avant par un moyen convenable quelconque (non représenté) à travers la rondelle de serrage supérieure 4, un couteau 5, une matrice supérieure de moulage 6, une matrice de moulage infé.. rieure 7 et une rondelle de serrage inférieure 8.
Une capsule métallique 9 est supportée par une saillie
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centrale 10 de la matrice 7 et un enroulement chauffant 11 relié aux bornes 12 où un courant alternatif lui est appliqué, entoure la matrice 7.
Le conducteur 1 traverse l'appareil jusqu'à ce que la longueur désirée ait dépassé la capsule 9.
Les rondelles 4 et 8 sont alors resserrées pour main- tenir solidement le conducteur. Une goutte de verre en fusion 13 est ensuite déposée à l'aide d'un réservoir d'alimentation chauffé 14 et tombe dans l'espace annulaire entre le conducteur 1 et la capsule 9. Entretemps, ladite capsule a été chauffée par un courant alternatif convenable traversant l'enroulement 11, le processus de chauffage se faisant de préférence par cou- rants de Foucault induits dans la matrice 7 et dans la capsule 9.
Dès que la goutte de verre en fusion est en place, la matrice supérieure 6 est abaissée jusqu'à l'extrémité supérieure de la capsule 9,. une butée 15 convenablement disposée étant pré- vue avec laquelle entre en contact une saillie 16 de la matrice 6. Ladite matrice 6 comporte un logement 17 permettant le mou- lage de la goutte de verre de manière à ce qu'on obtienne un scellement métal/verre satisfaisant entre la goutte et le con- ducteur d'une part et entre la goutte et la capsule d'autre part.
Après coupure du courant de chauffage et solidification du verre, le couteau 5 est actionné pour couper la connexion terminée du reste du conducteur, à l'arrière du scellement. La connexion terminée est alors retirée ; elleapparaît sous la forme repré- sentée en coupe à la figure 2, la goutte de verre qui scelle le conducteur 1 à la capsule 9 étant indiquée en 18.
La figure 1 montre en outre un plan incliné 19 qui représente tout dispositif convenable permettant de déposer les capsules 9 une par une sur la matrice 7. On comprendra que les détails pratiques de la machine dont-les pièces sont indiquées schématiquement à la figure 1 ne soient pas représentés, de tels détails pouvant être conçus d'une manière convenable quelconque
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par l'homme de l'art.
Il est à noter également que, selon une variante, on pourrait obtenir la goutte de verre en fusion dans une longueur de tige de verre de diamètre convenable chauffée à son extrémité par un brûleur à gaz pour obtenir la goutte à l'instant désiré.
Une telle tige peut être déplacée en avant à la demande par un mécanisme convenable.
La connexion représentée en coupe à la figure 2 qui peut être faite de la manière qui vient d'être décrite convient lorsqu'il est nécessaire d'obtenir un conducteur isolé traver- sant une paroi ou cloison métallique quelconque. Ainsi, on peut souder le rebord de la capsule 9 autour d'une ouverture circulai- re dans une feuille métallique de type quelconque et l'on obtient alors un scellement; absolument étanche aux gaz. Une telle con- nexion est très utile, par exemple, pour obtenir un conducteur de sortie d'un élément ou dispositif électrique quelconque scellé hermétiquement à l'intérieur d'une enveloppe métallique.
La figure 3 représente en coupe une autre forme de con- nexion qui peut être obtenue par un processus continu analogue, à condition que les matrices 6 et 7 soient conçues en conséquence.
A la figure 3, la connexion consiste en une plaque métallique 20 (qui peut être de forme quelconque) comportant une petite ouver- ture circulaire à travers laquelle un conducteur 1 est scellé par une goutte de verre 21. Cette forme conviendrait au scellement des conducteurs de sortie pour les électrodes des tubes tout-métal à travers leur culot. Dans ce cas, l'appareil peut être modifié en prévoyant plusieurs dévidoirs de conducteur et des matrices mul- tiples afin que tous les scellements puissent être effectués en une seule opération.
Une autre forme encore de connexion pouvant être effec- tuée de la même manière avec des matrices convenables est repré- sentée en coupe à la figure 4. Cette dernière connexion consiste en un mince tube métallique 22 à l'intérieur duquel est convena-
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blement déposée une goutte de verre 23 permettant de sceller le conducteur 1 coaxialement au tube. Ladite goutte de verre peut évidemment être placée de manière à dépasser légèrement l'une ou l'autre des extrémités du tube.
La méthode décrite n'est pas limitée à l'utilisation d'un conducteur. En fait, on peut utiliser une tige métallique d'une section désirée quelconque mais, dans ce cas, il ne serait pas pratique de tirer une telle tige d'un dévidoir. En consé- quence, un mécanisme convenable est prévu pour faire avancer la tige de la longueur désirée à travers le système de matrices après l'achèvement de chaque connexion et son découpage ou son retrait par une autre méthode du reste de la tige.
Les mêmes principes peuvent être appliqués à la fabri- cation de culots pour tubes à vide et analogues comportant des conducteurs de sortie pour les électrodes, lesdits conducteurs traversant le culot.
La figure 5 représente en coupe et en plan un tel culot en forme de bouton comportant une capsule 24 dans laquelle est moulé un bouton de verre plat 25 à travers lequel sont scellés un certain nombre de conducteurs 26, par exemple 4. La figure 6 représente en section et en plan un culot légèrement différent comportant un disque métallique 27 à ouvertures munies de rebords dans chacune desquelles est scellé un conducteur 26 au moyen d'une goutte de verre distincte 28. On verra que la figure 6 est très analogue à la figure 2 mais qu'elle comporte plusieurs conducteurs au lieu d'un.
La figure 7 représente un exemple d'une machine adap- tée à la fabrication de culots du type représenté à la figure 5.
Cette machine est analogue dans ses grandes lignes à celle de la figure 1. Un dévidoir 29 est prévu pour chacun des conducteurs 26' qui doivent être scellés à travers le culot. Des jeux de poulies guides 30 servent à tendre les conducteurs lorsqu'ils se déroulent des dévidoirs. La pièce de serrage 31 a une forme con-
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venable pour serrer tous les conducteurs et les maintenir dans les positions relatives qu'ils occuperont dans le scellement final. Ladite pièce est susceptible de se déplacer dans le sens de la flèche jusqu'à la position représentée en trait-point sur le schéma, pour dérouler des dévidoirs les longueurs de conduc- teur nécessaires pour chaque scellement. 32 et 33 sont les deux matrices de formation du bouton de verre.
La matrice supérieure 32, qui peut être abaissée jusqu'à la position de moulage du ver- re, comporte des rainures latérales de forme convenable permet- tant de soumettre les conducteurs à l'action des couteaux 35.
Deux couteaux seulement sont représentés sur le schéma mais, en pratique, le nombre et la disposition des couteaux doivent être tels que tous les conducteurs soient coupés en une seule opéra- tion. La matrice inférieure 33, qui porte la capsule métallique 24, est elle-même portée par le support tournant 36 qui porte également, à son autre extrémité, une matrice inférieure identi- que 37. On peut faire tourner le support 36 autour d'un palier central de telle manière que les deux matrices 33 et 37 soient alternativement dans les positions d'approvisionnement et d'opé- ration ; en même temps le support tournant peut être abaissé jusqu'à la position représentée en trait-point en 38.
Un réci- pient 39 contenant du verre en fusion est disposé de manière à pouvoir être amené à la position représentée et à décharger une quantité prédéterminée de verre dans la capsule 24 à la position d'opération. Une bobine chauffante 4C entoure la capsule 24 lorsqu'elle est à la position d'opération représentée. Au com- mencement des opérations, les conducteurs sont déroulés des dé- vidoirs 29, passent autour des poulies 30 et sont enfilés à tra- vers la pièce de serrage 31, et les extrémités libres des conduc- teurs sont disposées dans les ouvertures de la matrice supérieure 32.
Une capsule métallique, après avoir été déposée sur la ma- trice 37, soit à la main, soit au moyen d'organes automatiques convenables, est amenée par le support tournant 36 à la position
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d'opération ; le support tournant est tout d'abord abaissé jus- qu'à la position 38, tourné de telle manière que la capsule 24 soit au-dessous de la bobine chauffante 40, puis élevé à nouveau jusqu'à son niveau primitif de telle manière que l'enroulement chauffant entoure alors la capsule et que la matrice 37 soit dans la position indiquée en 33. La pièce de serrage 31 saisit les conducteurs et se déplace vers le bas jusqu'à la position infé- rieure indiquée en déroulant les conducteurs des dévidoirs.
La matrice supérieure 32 entraîne les conducteurs vers le bas et arrive à sa position de repos immédiatement au-dessus de l'élé- ment 5 ce qui introduit les extrémités libres des conducteurs dans les ouvertures correspondantes de la matrice inférieure 33.
La pièce de serrage 31 relâche alors les conducteurs et est rame- née à sa position primitive. La matrice 32 est également ramenée à sa position supérieure primitive. Un courant à haute fréquence circule alors dans l'enroulement 40 et chauffe la capsule 24 ain- si qu'une certaine longueur du conducteur jusqu'à un degré de température suffisant pour provoquer l'oxydation du métal (un revêtement d'oxyde est en général nécessaire pour qu'on puisse sceller avec une bonne adhérence le métal au verre). La tempéra- ture des pièces métalliques étant maintenue, le récipient 39 est amené en position et décharge une quantité prédéterminée de verre fondu dans la capsule 24.
Après retrait du récipient 39, la ma- trice supérieure 32 est abaissée en position ce qui achève la formation du bouton de verre cependant que le courant est coupé dans l'enroulement chauffant 40. Après un court intervalle per- mettant au verre de se refroidir suffisamment pour qu'il garde sa forme, la matrice 32 est soulevée à nouveau jusqu'à sa posi- tion supérieure et les couteaux 35 sont actionnés pour couper les conducteurs à travers les rainures 34 ménagées sur les côtés de la matrice 32. Le support tournant 36 est ensuite'abaissé jus- qu'à la position 38 et tourne en amenant le culot achevé à la po- sition d'approvisionnement tout en ramenant une nouvelle capsule
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24 à la position d'opération. Le culot achevé est retiré et remplacé par une nouvelle capsule.
Or) comprendra que le support tournant 36 peut être prévu pour comporter plus de deux positions. Par exemple une troisième position peut être ajoutée pour effectuer le retrait des culots terminés. D'autre part, le nombre de positions peut être augmenté de même que les dimensions du support tournant pour incorporer des organes assurant le recuit des scellements.
De cette manière, le scellement terminé après avoir quitté la position d'opération, passerait, par paliers successifs, à une position de recuit, puis à la position d'enlèvement des culots.
La machine décrite d'après la figure 7 ne nécessite que des modifications de détail pour qu'on obtienne des culots du type représenté à la figure 6. Les deux matrices 32 et 33 sont légèrement modifiées et le récipient unique 39 est rempla- cé par un certain nombre de récipients distincts correspondant chacun à l'un des conducteurs et réglés simultanément pour dé- poser une goutte de verre en fusion autour de chacun des con- ducteurs. Selon une variante, on peut obtenir les gouttes de verre à partir de tiges, comme décrit à propos de la figure 1.
Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que le dispositif de support tournant décri-t à propos de la figure 7 peut également être appliqué à la figure 1.
Il est non moins évident que d'autres matières fusi- bles analogues au verre et pouvant être traitées d'une manière semblable, par exemple le quartz, peuvent être utilisées pour la méthode de scellement décrite. En conséquence, le terme "verre" employé dans la description ci-dessus doit être consi- déré comme un terme général couvrant éventuellement d'autres ma- tières fusibles analogues.