Brevet FR2611546A1 — publié le 19880909

On réalise déjà actuellement des isolateurs électriques comportant un corps central ayant sensible- ment la forme d'un tube en matière céramique qui porte à ses deux extrémités une calotte métallique permettant la liaison de cet isolateur sur un ou plusieurs supports. La partie de céramique qui est isolante permet donc le support de contacteurs métalliques destinés au transport d'énergie électrique sans risque de fuite ou de création d'arc. Jusqu'à présent, les calottes métalliques étaient assemblées sur le tube céramique par pincement des extrémités évasées du tube de céramique entre deux éléments métalliques c'est-à-dire la calotte proprement dite et une couronne ou au moyen de rivets ou d'organes analogues. Mais, ces rivets posés à la main pouvaient donc être, dans certains cas, enlevés puis remplacés par d'autres ce qui faisait que le montage et le remontage étaient réalisés à l'insu du fabricant de l'isolateur sans une garantie suffisante si bien qu'il arrivait des accidents que l'on attribuait au fabricant d'origine. La présente invention a pour objet une machine et un procédé permettant la fixation soit à une extrémi- té soit aux deux extrémités du tube de céramique d'une calotte métallique à l'aide de rivets qui ne peuvent pas être enlevés sans détériorer définitivement l'isolateur et, de ce fait, éviter les inconvénients mentionnés ci-dessus. Conformément à l'invention, la machine emploie des rivets à tête de forme adéquate qui comportent chacun un corps tronconique prolongé par une partie cylindrique dont le diamètre est inférieur au trou percé dans la couronne permettant la fixation de la calotte puis à l'aide d'une contre-électrode et d'une électrode de forgeage on applique un courant électrique d'une intensi- té et d'un voltage prédéterminés pendant un temps suffi- sant pour que la partie cylindrique terminale du rivet se déforme occupant aussi le volume total du trou percé dans la couronne et forme une tête de maintien, le chauffage de la partie terminale cylindrique du rivet étant limité à sa zone et le corps central du rivet restant froid de façon à éviter une déformation du métal risquant de détériorer la calotte et la partie terminale du tube de céramique mais étant suffisant pour que, par la pression exercée par électrode de forgeage, la tête de pied de rivet soit parfaitement formée. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'inven- tion est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est une coupe élévation partielle du tube de céramique placé sur la calotte, l'un des rivets de jonction étant placé entre les deux électrodes de forgeage. La fig. 2 est une coupe identique à la fig. 1 mais alors que la machine effectue la première déforma- tion du rivet. La fig. 3 est une coupe-élévation identique aux deux figures précédentes mais montrant la formation de la tête du pied de rivet entre les deux électrodes. A la fig. 1, on a représenté partiellement et schématiquement l'une des extrémités du tube de céramique 1 qui termine par un bourrelet circulaire 2. Le tube repose par sa partie inférieure sur un joint souple circulaire 3 à section rectangulaire placé dans la partie centrale évidée 4 d'une calotte métallique qui présente un grand évidement supérieur 6. Le rebord circulaire 7 de la calotte métallique 5 maintient une couronne ou étrier 8 dont la partie centrale 8a est usinée pour reposer sur la périphérie supérieure 2a du bourrelet 2 du tube de céramique 1. Comme on peut le voir à la fig. 1, la couronne 8 est percée de trous 9 cylin- driques tandis que la calotte métallique 5 est percée de trous tronconiques 10 destinés à recevoir un rivet 11à tête 12. Le corps central lla du rivet 11 est tronconique puis son extrémité finale se termine par une partie cylindrique llb d'un diamètre inférieur au trou cylindri- que 9. Lorsque l'on désire placer à l'une ou aux deux extrémités du tube de céramique 1 des calottes métalli- ques 5, on met cette dernière en place avec le joint circulaire 3 puis on place deux rivets 11 diamétralement opposés. La conicité du corps central lia de chaque rivet 11 fait que ce rivet est maintenu par coincement dans le trou tronconique 10 considéré. Finalement on enfile sur les extrémités de ces rivets les couronnes 8. Chaque rivet 11 est placé entre une contreélectrode 14 et une électrode 15 d'une machine permettant soit par un moyen hydraulique soit par un moyen pneumatique soit par un moyen magnétique d'abaisser l'électrode 15 vers la contre-électrode 14 mais en faisant coincider l'axe central de la contre-électrode 14 avec l'axe central du rivet 11 et l'axe central de l'électrode 15. A ce moment et en même temps que la pression exercée par l'électrode 15, on applique un courant électrique d'une certaine puissance et pendant un temps to déterminé à l'avance de façon que la partie cylindri- que llb du rivet 11 soit suffisamment chauffé pour se déformer et que cette déformation: a) provoque une augmentation du volume de cette partie cylindrique llb qui occupe alors tout l'espace laissé libre par le trou 9 dans la couronne 8 puis, b) forme une tête de pied de rivet 18 bloquant ainsi l'extrémité de la partie 8a de la céramique entre la calotte 5 et la couronne 8 (voir fig. 2 et 3). On obtient ainsi une fixation parfaite de la calotte 5 sur l'une des extrémités du tube de céramique 1, les déformations par pression étant absorbées par le joint circulaire 3 et le métal constituant chaque rivet 11 ne subissant pas de dommages du fait que seule la partie cylindrique llb est chauffée pendant un espace de temps très court pour provoquer l'augmentation du diamè- tre et la formation de la tête de pied de rivet 18. Ce travail est, comme indiqué ci-dessus, effec- tué en deux points disposés à 180 . Dans certains cas, l'isolateur ainsi constitué est terminé mais, dans le cas o il est nécessaire de poser quatre ou six rivets à 90 ou à 60 les uns des autres, le travail est effectué par rotation de l'iso- lateur suivant 90 ou 60 à chaque fois. La machine comprend un ensemble de thermoformage constitué par un transformateur basse tension du type des transformateurs de soudure associé à un coffret de commande comportant les réglages de temps et de l'alimen- tation en puissance en agissant sur la tension et l'inten- sité d'un courant. Comme cela est visible aux dessins, il est normalement prévu une empreinte centrale 15a sur l'extré- mité de l'électrode 15 afin d'obtenir le forgeage de l'extrémité du rivet pendant l'opération. De même, une empreinte sphérique 14a sur l'extré- mité supérieure de la contre-électrode 1' assure un contact électrique maximum. Pendant l'opération de forgeage (fig. 2) il se produit un gonflement de la partie cylindrique lla du rivet 11 et, de ce fait, le jeu de chaque trou 9 de la couronne ou étrier 8 disparaît et le courant circule au niveau de la contre-électrode dans l'ensemble rivet 11 calotte 5. Comme indiqué précédemment l'élévation de température dans ces pièces est pratiquement nulle et seule l'élévation de la température est maintenue au niveau de la couronne ou étrier 8 pour permettre la formation de la tête de pied de rivet 18. Il est à noter que l'élévation de section de la partie llb du rivet 11 provoque une désaturation en courant qui stoppe de ce fait le forgeage. En effet, la puissance maximale a été réglée au préalable. Cette caractéristique permet une déformation répétitive de la tête de pied du rivet 18 et, de ce fait, assure un travail correct sans nuire à la qualité du métal constitutif du rivet. Finalement, on peut indiquer que cette technique de forgeage de la tête de pied 18 présente l'avantage de ne faire subir aucune contrainte ni choc au tube de céramique i contrairement à d'autres techniques de rivetage. Bien que dans ce qui précède, on a exposé l'in- vention en l'appliquant à un tube en céramique, cette invention peut aussi être utilisée sur des pièces fragiles, pleines ou vides, devant recevoir des éléments très rigides. On peut citer,comme application de l'inven- tion, diverses pièces destinées à l'isolation pour les courants électriques et analogues. Revendications 1 - Machine permettant l'assemblage inviolable des calottes métalliques (5) sur des tubes de céramique (1) en particulier pour des isolateurs électriques, caractérisée en ce qu'elle emploie des rivets (11) à tête (12) de forme adéquate qui comportent chacun un corps tronconique prolongé par une partie cylindrique (11b) dont le diamètre est inférieur au trou (9) percé dans la couronne (8) permettant la fixation de la calotte (5) puis à l'aide d'une contre-électrode (14)-et d'une électrode (15) de forgeage on applique un courant élec- trique d'une intensité et d'un voltage prédéterminés pendant un temps suffisant pour que la partie cylindrique terminale (11b) du rivet (11) se déforme occupant aussi le volume total du trou (9) percé dans la couronne (8) et forme une tête (18) de maintien, le chauffage de la partie terminale (11b) cylindrique du rivet (11) étant limité à sa zone et le corps central du rivet (11) restant froid de façon à éviter une déformation du métal risquant de détériorer la calotte (5) et la partie terminale du tube (1) de céramique mais étant suffisant pour que par la pression exercée par l'électrode de forgeage la tête (18) de pied de rivet soit parfaitement formée. 2 - Machine suivant la revendication 1, caracté- risée en ce que la partie tronconique du rivet (11) permet de bloquer celui-ci dans le trou tronconique (10) percé dans la calotte métallique (5). 3 - Procédé pour la mise en oeuvre de la machine décrite aux revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'intensité, le voltage du courant de chauffage ainsi que le temps de passage de ce courant sont prédéterminés suivant le métal employé pour la réalisation des rivets (11).