Brevet FR2468190A1 — publié le 19810430

L'invention se rapporte à un isolateur de céramique et à son procédé de fabrication. Les isolateurs de ce type ont été réalisés jusqu'à présent par coulée sous pression d'une charge de céramique de manière à former une pièce qui peut être profilée à une forme extérieure voulue. Un alésage orienté dans le sens de la longueur de la pièce peut être réalisé par coulée sous pression de la charge de céramique autour d'un mandrin. Toutefois, lorsqu'il faut qu'une pièce de céramique comportant plusieurs alésages ou rainures internes orientés dans le -sens de la longueur de l'isolateur doive être utilisée en pièce d'un détecteur d'oxygène, il n'existe aucun procédé autre que l'extrusion suivie de perçage, de moulage complexe par injection ou de forage de précision à plusieurs passes. L'invention est basée sur la découverte d'un procédé qui consiste à couler sous pression une charge de céramique de manière à former deux pièces qui sont assemblées pour réaliser un isolateur comportant intérieurement plusieurs rainures orientées dans la direction de la longueur. Le procédé comprend non pas l'usinage indépendant des rainures, mais la coulée sous pression d'une charge de céramique autour d'un mandrin profilé comportant au moins deux ailettes orientées dans la direction de la longueur de manière à former une pièce extérieure comportant un alésage complexe dans lequel se trouvent des gorges correspondant aux ailettes (des pièces de céramique de ce type ont été réalisées antérieurement par le procédé mentionné, puis, après cuisson, ont été assemblées en "bougies d'allumage à thermocouple" dans lesquelles des thermocouples de mesure de la température étaient montés dans les gorges lorsque les bougies d'allumage étaient montées dans un moteur en marche), le mandrin étant ensuite enlevé de la pièce extérieure, le procédé consistant par ailleurs à mouler une charge de céramique pour réaliser une pièce intérieure, puis à profiler la pièce intérieure de manière qu'elle s'ajuste à l'intérieur de l'alésage de la pièce extérieure. La pièce intérieure est ensuite mise en place dans l'alésage de la pièce extérieure. Les deux pièces subissent ensemble la cuisson, la surface profilée de la pièce intérieure obturant les gorges de l'alésage complexe de la pièce extérieure de manière à former des rainures orientées dans le sens de la longueur à l'intérieur de l'isolateur de céramique. Ce dernier peut être aussi réalisé en soumettant la pièce intérieure à la cuisson avant sa mise en place dans l'alésage de la pièce extérieure. L'invention a donc pour objet un procédé perfec- tionné de production d'un isolateur de céramique comportant intérieurement des rainures orientées dans la direction de la longueur, ainsi qu'un isolateur de céramique comportant intérieurement des rainures orientées dans la direction de la longueur. L'invention va être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une élévation d'un mandrin utilisable pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention; la figure 2 est une vue de dessous du mandrin de la figure 1; la figure 3 est une coupe transversale du mandrin selon la ligne 3-3 de la figure 1; la figure 4 est une coupe longitudinale d'une pièce extérieure pouvant être réalisée autour du mandrin des figures 1 à 3 et utilisable pour la réalisation d'un isolateur de céramique selon l'invention la figure 5 est une vue de dessous de la pièce extérieure de l'isolateur de céramique de la figure 4; la figure 6 est une vue en plan de la' pièce extérieure de l'isolateur de céramique de la figure 4; la figure 7 est une coupe transversale de cette pièce selon la ligne 7-7 de la figure 4; la figure 8 est une coupe transversale de cette pièce selon la ligne 8-8 de la figure 4; la figure 9 est une élévation d'une pièce intérieure n'ayant pas encore subi la cuisson et utilisable pour la réalisation d'un isolateur de céramique selon l'invention; la figure 10 est une coupe verticale d'un isolateur de céramique selon l'invention qui comprend la pièce intérieure de la figure 9 placée dans une pièce extérieure selon les figures 4 à 8; la figure 11 est une vue en plan de l'isolateur de céramique de la figure 10; la figure 12 est une vue de dessous de l'isolateur de la figure 10; la figure 13 est une coupe transversale selon la ligne 13-13 de la figure 10; * la figure 14 est une coupe transversale selon la ligne 14-14 de la figure 10; la figure 15 est une coupe longitudinale analogue à celle de la figure 10 et représente une variante avantageuse de réalisation de l'isolateur selon l'invention; la figure 16 est une vue en plan de l'isolateur de la figure 15; et la figure 17 est une vue de dessous de l'isolateur de la figure 15. La figure 1 représente un mandrin portant la référence générale 10 et constitué d'une tige cylindrique 11 comportant trois ailettes 12 (voir figures 2 et 3) orientées dans la direction de sa longueur. Les trois ailettes 12 sont espacées régulièrement de 1200 en étant centrées autour de la tige 11, cette structure étant avantageuse en raison de la simplicité de la géométrie; il peut être toutefois souhaitable parfois que l'espacement soit asymétrique ou qu'une encoche de positionnement (voir figures 15 à 17) ou analogue permette à un détecteur d'oxygène d'être monté suivant une certaine orientation dans un isolateur réalisé autour du mandrin 10. La première phase de production d'une pièce extérieure, portant la référence générale 14 sur la figure 4, d'un isolateur selon l'invention consiste à couler sous pression, de préférence de manière isostatique, une charge de céramique autour du mandrin profilé 10 (figure 1). La pièce 14 (figure 4) comporte un alésage 15 qui est formé autour de la tige 11 et qui se prolonge sur sa longueur totale, ainsi que des gorges 16 formées par les ailettes 12 du mandrin 10 (figure 1); les gorges 16 se prolongent sur la longueur totale de la surface de l'alésage 15 et elles forment un rétrécissement en un point intermédiaire, leur profondeur maximale se trouvant à l'extrémité 17 et leur profondeur minimale se trouvant à l'extrémité 18 de l'isolateur. Les surfaces intérieures 19 de l'alésage 15 sont formées autour de la tige 11 entre les trois gorges 16. Lorsque la pièce 14 a été mise en forme autour du mandrin 10, celui-ci en est enlevé, puis cette pièce est profilée à la forme extérieure voulue. Une charge de céramique est coulée sous pression et profilée de manière à former une pièce intérieure 20 telle que représentée sur là figure 9 et ayant la forme générale de la tige 11 de manière qu'elle s'ajuste à l'intérieur de l'alésage 15 de la pièce extérieure 14 (figure 4). La pièce intérieure profilée 20 est ensuite placée dans l'alésage 15 de la pièce extérieure 14, puis les deux pièces sont soumises ensemble à cuisson. Les dimensions relatives des surfaces intérieures 19 de l'alésage 15 de la pièce extérieure 14 et des surfaces extérieures de la pièce intérieure 20 sont telles que le retrait des deux pièces pendant la cuisson a pour conséquence que la surface de la pièce intérieure portant après cuisson la référence 21 sur les figures 10 à 14 s'ajuste à blocage contre les surfaces intérieures de la pièce extérieure qui ont subi le retrait et qui portent les références 19' et 22, respectivement, après cuisson, de manière à former des rainures 23 orientées en longueur à l'intérieur de l'isolateur composite de céramique qui porte la référence générale 24 sur la figure 10. Bien que le procédé décrit puisse être utilisé pour produire un isolateur selon l'invention, un procédé -avantageux consiste à soumettre la pièce intérieure 20 seule à cuisson, puis à placer la pièce intérieure 21 ayant subi la cuisson dans l'alésage 15 de la pièce extérieure 14 n'ayant pas encore subi la cuisson, puis à faire subir la cuisson à l'ensemble résultant se composant des deux pièces. La 24681 90 température élevée de cuisson provoque le retrait des surfaces intérieures 19' de la pièce extérieure 22 ayant subi la cuisson, de sorte qu'elles s'ajustent à blocage contre la surface de la pièce intérieure 21 qui. a préalablement subi la cuisson. Le mode de réalisation actuellement le plus avantageux d'un isolateur selon l'invention porte la référence générale 25 sur les figures 15 à 17. L'isolateur 25 comprend une pièce extérieure 26 et une pièce intérieure 27, la pièce extérieure 26 comportant des rainures 28 qui sont fermées par la pièce intérieure 27. Le diamètre des rainures 28 diminue vers la pièce intérieure 27, le profil de ces rainures différant à cet égard de celui des rainures 23 de l'isolateur des figures 10 à 14. Il va de soi que l'invention n'a été décrite qu'à titre d'exemple et que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir de son domaine. REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'un isolateur de céramique comportant au moins deux rainures intérieures orientées dans la direction de sa longueur, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à couler sous pression une charge de céramique autour d'un mandrin profilé (10) comprenant au moins deux ailettes (12) orientées dans la direction de la longueur et destinées à la réalisation d'une pièce extérieure (14) comprenant un alésage (15) dans lequel sont réalisées des gorges (16) qui correspondent aux ailettes (12), à enlever le mandrin (10) de la pièce extérieure (14) et à profiler cette dernière de manière à lui conférer la forme extérieure voulue, à couler sous pression une charge de céramique de manière à réaliser une pièce intérieure (20) et à profiler cette pièce intérieure de manière qu'elle s'ajuste dans l'alésage (15) de la pièce extérieure (14), à placer la pièce intérieure (20) dans l'alésage (15) de la pièce extérieure (14), puis à soumettre les deux pièces à cuisson de manière que la surface profilée de la pièce intérieure (20) ferme les gorges de l'alésage de la pièce extérieure de façon à réaliser des rainures (23) orientées dans la direction de la longueur à l'intérieur de l'isolateur de céramique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre la pièce intérieure (20) à cuisson, à placer cette pièce intérieure ayant subi la cuisson dans l'alésage (15) de la pièce extérieure (14) n'ayant pas subi la cuisson, puis à soumettre les deux pièces simultanément à cuisson. 3. Isolateur de céramique (24), caractérisé en ce qu'il comprend un corps extérieur (22) dont la surface extérieure est une surface de révolution autour de son axe de symétrielongitudinal, ainsi qu'un corps intérieur (21) dont la surface extérieure est aussi une surface de révolution autour de l'axe de symétrie longitudinal dudit corps extérieur, au moins deux rainures internes (23) se prolongeant longitudinalement dans l'isolateur d'une extrémité à l'autre entre lesdits corps intérieur et extérieur, ces deux corps étant structurellement solidaires entre lesdites rainures internes.