CH678578A5 - Incandescent lamp is resistant to vibration - uses filament support wires with loose coil midway along length to absorb vibration and impact - Google Patents

Description

  
 



  La présente invention concerne une lampe électrique à incandescence. Elle concerne plus particulièrement une lampe miniature destinée à équiper une pièce à main dentaire pour éclairer le champ de travail de celle-ci. 



  Les lampes électriques à incandescence, notamment miniatures, sont bien connues. Elles comprennent essentiellement une ampoule en verre dans laquelle règne un vide poussé, un filament disposé à l'intérieur de l'ampoule, et deux conducteurs électriques traversant l'ampoule, une extrémité de chaque conducteur étant connectée à une extrémité du filament pour le soutenir et l'alimenter en énergie électrique à partir d'une source de courant extérieure. Pour des raisons de  robustesse, les conducteurs électriques sont des fils de forte section qui établissent ainsi une liaison mécanique très rigide, surtout dans le sens longitudinal de la lampe, entre le filament et l'ampoule. 



  Dans des conditions d'utilisation normales, c'est-à-dire dans la majorité des cas, les lampes à incandescence ainsi réalisées présentent une durée de vie satisfaisante. Cette durée de de vie peut cependant être fortement réduite si les conditions de travail deviennent défavorables. En particulier lorsque l'ampoule de la lampe subit des vibrations de fréquence élevée qui mettent en oscillation le filament, lequel, étant alors soumis à de fortes contraintes, est susceptible de se rompre d'autant plus rapidement que sa température est élevée et que l'amplitude des oscillations est grande. 



  Les lampes miniatures, utilisées notamment dans les pièces à main dentaires, sont précisément soumises à de telles vibrations. Il faut rappeler en effet que ces pièces à main comportent un moteur rotatif, réalisé généralement sous la forme d'une turbine à air, qui entraîne une fraise à une vitesse d'environ 400 000 tours/minute. Or, l'axe de rotation du moteur est sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal de la lampe, cette lampe étant en effet disposée dans le corps cylindrique de la pièce à main suivant l'axe de symétrie de celui-ci. Tout défaut d'équilibrage du moteur, inévitable et qui s'accentue avec le temps, produit alors des vibrations dont la fréquence est d'environ 6.6 kHz.

  Ces vibrations sont transmises par le corps de la pièce à main à  la lampe suivant sa direction la plus sensible, ce qui à pour effet de réduire souvent de façon importante la durée de vie, cela d'autant plus que la lampe contient généralement du krypton, ce gaz permettant d'accroître la luminosité du filament en permettant de le porter à une température plus élevée. Bien entendu il existe de nombreuses autres applications où la lampe se trouve dans des conditions d'utilisation semblables. 



  La durée de vie de ce type de lampe, qui est normalement de plusieurs dizaines d'heures, peut tomber ainsi dans une pièce à main dont le moteur est mal équilibré, par exemple par suite d'une usure qui serait par ailleurs acceptable, à quelques heures, voir à quelques minutes. 



  Ceci constitue un inconvénient important des lampes existant actuellement sur le marché car chaque panne d'éclairage oblige le praticien d'arrêter son travail pour changer la lampe défectueuse, ce qui entraîne une perte de temps et des frais, le prix d'une telle lampe étant relativement élevé. 



  Le but de la présente invention est de pallier cet inconvénient en proposant une lampe qui supporte sans dommage des vibrations de fréquence supérieure à une fréquence donnée. 



  Pour atteindre cet objectif, la lampe selon l'invention, comprenant une ampoule comportant deux extrémités et dans laquelle règne un vide poussé, un filament disposé dans l'ampoule en regard d'une extrémité et comportant deux bornes, et deux conducteurs de courant traversant l'ampoule par  l'autre extrémité, chaque conducteur comportant une partie intérieure, disposée dans l'ampoule et connectée à une borne du filament, et une partie extérieure, située hors de l'ampoule et destinée à être reliée à une source de courant, est particulièrement remarquable en ce que la partie intérieure d'au moins un des conducteurs est déformable élastiquement pour atténuer la transmission des vibrations de l'ampoule à la borne correspondante du filament au-dessus d'une fréquence caractéristique. 



  D'autres caractéristiques et avantages de la lampe selon la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, un exemple de réalisation d'une telle lampe. Sur ce dessin, où les mêmes références se rapportent à des éléments analogues: 
 
   - la fig. 1 est une vue en coupe d'une lampe à incandescence miniature conventionnelle comprenant une ampoule et un module électrique; et 
   - les fig. 2 sont des vues de trois formes d'exécution du module électrique de la lampe selon l'invention. 
 



  La structure d'une lampe à incandescence miniature conventionnelle sera d'abord décrite, les inconvénients de cette structure permettant d'expliquer l'objet de la présente invention. 



  Sur la fig. 1, qui représente une telle lampe vue en coupe, on distingue une enveloppe 10 en verre de forme sensiblement  cylindrique ayant un axe de symétrie longitudinal aa min . Cette enveloppe, dans laquelle règne un vide poussé ou une atmosphère de gaz neutre, ce gaz étant par exemple du krypton, comporte une extrémité jouant le rôle d'une lentille 11, et une extrémité opposée 12, appelée base. 



  A l'intérieur de l'ampoule 10 est disposé, en regard de la lentille 11, un filament 13 en fil fin de tungstène, ce filament comportant deux bornes 14, 14 min . Deux conducteurs électriques, référencés 15 et 15 min  et qui se présentent sous la forme de deux fils métalliques de forte section, par exemple en kovar, traversent l'ampoule 10 dans la région de sa base 12. Chaque conducteur comporte ainsi une partie intérieure, référence respectivement 16 et 16 min , et une partie extérieure, notée respectivement 17 et 17 min . Les parties intérieures 16 et 16 min  se trouvent dans l'ampoule 10 et elles sont reliées respectivement aux bornes 14 et 14 min  du filament pour le soutenir et l'alimenter en énergie électrique.

   Les parties 17 et 17 min  se trouvent hors de l'ampoule 10, cette disposition permettant de les connecter à une source de courant non représentée et fournissant l'énergie nécessaire au fonctionnement de la lampe. 



  Les conducteurs 15 et 15 min  sont en outre reliés l'un à l'autre par une perle de verre 18, l'ensemble formant avec le filament 13 un module électrique mécaniquement très rigide. L'ampoule 10 et le module électrique constituent d'abord deux éléments séparés, l'extrémité de l'ampoule opposée à la lentille 11 étant alors ouverte. Cette ouverture, par laquelle le filament 13 et les parties 16 et 16 min  des conducteurs sont introduits  dans l'ampoule, est ensuite scellée, après évacuation de l'air de l'ampoule, pour former la base 12. Il existe bien entendu d'autres modes de réalisation des lampes à incandescence, normales ou miniatures, en particulier sans perle 18.

  Toutes ces réalisations ont cependant en commun d'établir, entre le filament 13 et l'ampoule 10, une liaison mécanique présentant une grande raideur, principalement dans le sens de l'axe aa', puisque les parties 16 et 16 min  des conducteurs sont alors soumises essentiellement à des efforts de traction ou de compression. 



  Dans ces conditions, si l'ampoule 10 est mise en vibration suivant son axe longitudinal aa', par exemple dans une pièce à main dentaire, cette vibration, qui est transmise aux bornes 14, 14 min  pratiquement sans atténuation, entraînera une oscillation forcée de forte amplitude du filament 13 puisque ce filament, étant réalisé en un fil fin, présente une grande souplesse. Les contraintes répétées produites dans le filament par cette oscillation ne manqueront pas de provoquer alors la rupture prématurée du fil, généralement en un point situé au milieu du filament, c'est-à-dire à l'endroit où l'amplitude de l'oscillation est la plus forte et la température la plus élevée. 



  L'effet destructeur des vibrations de l'ampoule 10 sur le filament 13 peut être éliminé par une construction appropriée du module électrique. Les fig. 2 montrant trois modes de réalisation d'une lampe selon l'invention comportant un tel module amélioré. 



  La partie de forte section du conducteur 15 du module électrique représenté sur la fig. 2a, après avoir traversé l'ampoule, non représentée, et la perle de verre 18, forme une borne 20 tout près de cette perle. Entre cette dernière borne et la borne 14 du filament, le conducteur 15 est constitué par un conducteur électrique 21 fin et souple, susceptible de se déformer élastiquement pour permettre à la borne 14 de se déplacer, mais dans des limites où elle ne risque pas de venir en contact de la paroi de l'ampoule. Pour améliorer la souplesse du conducteur 21 dans le sens de l'axe aa min , il peut avantageusement former au moins une boucle 22. Le conducteur 21 peut aussi avoir la forme d'un ressort hélicoïdal.

  Bien entendu la borne 14 min  est reliée de la même manière par un conducteur 21 min  fin et souple, en faisant éventuellement une boucle 22 min , à une borne 20 min  de la partie de forte section du conducteur 15 min . En d'autres termes, la partie intérieure 16 du conducteur 15, c'est-à-dire celle qui se trouve dans l'ampoule 10, présente une portion rigide située entre l'ampoule et la borne 20, et une portion déformable élastiquement située entre les bornes 20 et 14. La partie 16 min  du conducteur 15 min  présente les mêmes caractéristiques. 



  Le filament 13 est donc suspendu élastiquement par les conducteurs 21 et 21 min , et comme il prêsente une certaine masse, le filament 13 les conducteurs 21, 21 min  forment un système oscillant. Or il est bien connu qu'un tel système constitue un filtre, ce filtre atténuant dans le cas présent fortement la transmission des vibrations de l'ampoule au filament au-dessus d'une fréquence caractéristique correspondant à la fréquence de résonance du système. 



  Dans le cas d'une pièce à main dentaire, la fréquence des vibrations, lorsque le moteur tourne à 400 000 tours/minute, est supérieure à 6 kHz. Si la fréquence de résonance du système est choisie par exemple égale à 1 kHz, le filtrage est très efficace et la rigidité des conducteurs 21, 21 min  suffisante pour éviter leur flexion exagérée sous le poids du filament, cette flexion pouvant en effet amener le filament à toucher l'ampoule. 



   Pour abaisser la fréquence de résonance du système sans devoir trop diminuer la section des conducteurs 21 et 21 min , des masselottes 23 et 23 min  représentées sur la fig. 2b, par exemple des perles de verre, peuvent être disposées sur ces conducteurs respectivement près des bornes 14 et 14 min . Dans une autre forme d'exécution, représentée sur la fig. 2c, les masselottes 23 et 23 min  sont réunies en une seule masselotte ou entretoise isolante 24, par exemple en verre ou en céramique. Cette disposition présente l'avantage d'établir une liaison rigide entre les bornes 14 et 14 min , permettant de diminuer encore l'oscillation du filament 13. 



  Il va de soi que la lampe à incandescence qui vient d'être décrite peut subir différentes modifications et se présenter sous d'autres variantes, évidentes à l'homme du métier, sans sortir du cadre de la présente invention. 

Claims (5)

1. Lampe à incandescence comprenant une ampoule (10) comportant deux extrémités (11, 12) et dans laquelle règne un vide poussé ou une atmosphère de gaz neutre, un filament (13) disposé dans l'ampoule en regard d'une extrémité (11) et comportant deux bornes (14, 14 min ), et deux conducteurs de courant (15, 15 min ) traversant l'ampoule par l'autre extrémité (12), chaque conducteur comportant une partie intérieure (16, 16 min ), disposée dans l'ampoule et connectée à une borne du filament, et une partie extérieure (17, 17 min ), située hors de l'ampoule et destinée à être reliée à une source de courant, caractérisée en ce que ladite partie intérieure (16, 16 min ) d'au moins un desdits conducteurs (15, 15 min ) est déformable élastiquement pour atténuer la transmission des vibrations de l'ampoule (10) à la borne (14,

14 min ) correspondante du filament (13) au-dessus d'une fréquence caractéristique.

2. Lampe selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite partie intérieure (16, 16 min ) est au moins partiellement constituée par un fil électrique souple (17, 17 min ) faisant au moins une boucle (22, 22 min ).

3. Lampe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'une masselotte (23, 23 min ) est fixée sur ladite partie intérieure (16, 16 min ), en regard de la borne (14, 14 min ) correspondante du filament (13), pour abaisser ladite fréquence caractéristique.

4.

Lampe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'une entretoise isolante (24) est fixée sur ladite partie intérieure (16, 16 min ) de chaque conducteur (15, 15 min ), en regard des bornes (14, 14 min ) du filament (13), pour assurer une liaison rigide entre lesdites bornes et abaisser ladite fréquence caractéristique.

5. Lampe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite fréquence caractéristique est sensiblement égale à un kilohertz. 1. Lampe à incandescence comprenant une ampoule (10) comportant deux extrémités (11, 12) et dans laquelle règne un vide poussé ou une atmosphère de gaz neutre, un filament (13) disposé dans l'ampoule en regard d'une extrémité (11) et comportant deux bornes (14, 14 min ), et deux conducteurs de courant (15, 15 min ) traversant l'ampoule par l'autre extrémité (12), chaque conducteur comportant une partie intérieure (16, 16 min ), disposée dans l'ampoule et connectée à une borne du filament, et une partie extérieure (17, 17 min ), située hors de l'ampoule et destinée à être reliée à une source de courant, caractérisée en ce que ladite partie intérieure (16, 16 min ) d'au moins un desdits conducteurs (15, 15 min ) est déformable élastiquement pour atténuer la transmission des vibrations de l'ampoule (10) à la borne (14,

14 min ) correspondante du filament (13) au-dessus d'une fréquence caractéristique. 2. Lampe selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite partie intérieure (16, 16 min ) est au moins partiellement constituée par un fil électrique souple (17, 17 min ) faisant au moins une boucle (22, 22 min ). 3. Lampe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'une masselotte (23, 23 min ) est fixée sur ladite partie intérieure (16, 16 min ), en regard de la borne (14, 14 min ) correspondante du filament (13), pour abaisser ladite fréquence caractéristique. 4.

Lampe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'une entretoise isolante (24) est fixée sur ladite partie intérieure (16, 16 min ) de chaque conducteur (15, 15 min ), en regard des bornes (14, 14 min ) du filament (13), pour assurer une liaison rigide entre lesdites bornes et abaisser ladite fréquence caractéristique. 5. Lampe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite fréquence caractéristique est sensiblement égale à un kilohertz.