Brevet FR3039002A1 — publié le 20170120

Sur un procédé de fabrication d'un parafoudre, installation pour effectuer le procédé et parafoudre fabriqué par le procédé L'invention concerne un procédé de fabrication d'un parafoudre, une installation pour effectuer le procédé et un parafoudre fabriqué par le procédé. Par le fascicule imprimé DE 10 2007 056 111 Al, on connaît un procédé de fabrication d'un parafoudre ayant un boîtier extérieur en silicone. Suivant ce procédé, on forme un module ayant un empilement à deux armatures d'extrémité et au moins un bloc de parafoudre/bloc de varistance. Une pluralité de barreaux en matière plastique renforcée par de la fibre de verre est fixée aux armatures d'extrémité et maintient le bloc de varistance ou les plusieurs blocs de varistance entre les deux armatures d'extrémité. Le module ainsi fabriqué est introduit dans un moule ou dans un outil de coulée et le moule est empli de silicone liquide sous haute pression. Le moule a un dispositif de chauffage, par lequel, par exemple, de l'eau chaude ou de l'huile tiède peut s'écouler (ou chauffer électriquement), de manière à réticuler la silicone dans le moule. Dans ce procédé de fabrication, il est nécessaire de remplir le moule de silicone sous haute pression pour refouler sans reste tout l'air restant dans le moule. Il est nécessaire à cet effet, en outre, de maintenir le moule fermé avec une grande force, ce qui exige un dispositif de fermeture adéquat coûteux. Le moule doit aussi être en mesure de résister à des pressions hautes. Des moules de ce genre sont donc fabriqués habituellement en acier. En raison de ce mode de construction, le moule 3039002 2 est très lourd. Il n'est pas possible de retirer le moule du dispositif de fermeture pour, pendant le chauffage de la silicone, commencer, avec le même dispositif de mélange de la silicone et le même dispositif de 5 fermeture, à fabriquer déjà, avec un autre moule, le parafoudre suivant. Un autre inconvénient du procédé connu réside dans le fait que la transformation dans le dispositif de fermeture ou un changement de moule pour un autre 10 parafoudre est coûteux. Il est certes décrit dans le document mentionné ci-dessus que le moule peut être modulaire, de sorte que l'on peut fabriquer des longueurs différentes de parafoudre. Toutefois, une transformation de la forme modulaire 15 s'accompagne d'une complication considérable, ce qui emporte de longs temps d'arrêt et de grands coûts à la fabrication. Il s'est avéré aussi que l'air dissout dans la silicone contribue à une très grande élévation de la pression dans 20 le moule pendant l'opération de réticulation. Par le DE 10 2009 051 155 Al, il est connu d'entourer un isolateur creux d'un boîtier en silicone, la silicone étant, avant l'introduction dans un moule, dégazée pour former le boîtier. On fait le vide à cet effet dans le 25 réservoir de la silicone. On utilise pour le moule également dans ce cas de l'acier, qui peut résister aux grandes forces de fermeture. Le moule est pourvu de ponts de purge d'air pour empêcher des inclusions de gaz et pour permettre la formation du boîtier en silicone sans 30 ce que l'on appelle un "flash", c'est-à-dire sans que de la silicone pénètre dans les espaces intermédiaires du 3039002 3 moule et sans que, après la finition de l'isolateur, on ait à éliminer à la main du boîtier de l'isolateur des parties non nécessaires (bavures). L'invention vise un procédé de fabrication d'un 5 parafoudre, une installation pour effectuer le procédé et un parafoudre fabriqué par le procédé, qui permettent d'avoir une fabrication plus simple et moins coûteuse du parafoudre. On y parvient par un procédé suivant l'invention, par une 10 installation suivant l'invention et par un parafoudre suivant l'invention. Suivant une première facette de l'invention, le procédé de fabrication d'un parafoudre comprend les stades : on se procure un module ayant un bloc de varistance ou 15 plusieurs blocs de varistance et deux bornes de connexion ou armatures d'extrémité, on introduit le module dans un moule pour former un boîtier, on fait le vide dans le moule dans une chambre à vide, on introduit de la silicone liquide dans le moule mis sous vide dans la 20 chambre à vide, on chauffe le moule pour réticuler la silicone, on enlève le parafoudre du moule. Suivant une autre facette de l'invention, le procédé, en outre, comprend le stade suivant lequel on enlève de la chambre à vide, pour le stade de chauffage, le moule 25 après l'avoir rempli de silicone liquide et on l'introduit dans un four. On préfère, en outre, dans le procédé d'introduire la silicone sensiblement sans pression dans le moule. 3039002 4 Suivant une autre facette avantageuse de l'invention, on dégaze la silicone avant de l'introduire dans le moule. On préfère aussi que le module ait une pluralité de barreaux en matière plastique renforcée par de la fibre 5 de verre, qui retiennent le bloc de varistance ou les plusieurs blocs de varistance entre les armatures d'extrémité. Suivant l'invention, la pression dans la chambre à vide, lors de l'introduction de la silicone dans le moule, est 10 plus petite que 250 mbar, de préférence plus petite que 10 mbar, d'une manière tout à fait préférée plus petite que 5 mbar. Le procédé suivant l'invention permet de fabriquer le moule en aluminium et de le maintenir fermé par de 15 simples vis ou par un levier de serrage. On effectue, de préférence, le procédé suivant l'invention dans une installation qui comprend : une chambre à vide de réception du moule, un dispositif de mélange pour mélanger et apporter la silicone, une pompe 20 à vide pour dégazer la silicone, une pompe à vide pour appliquer une dépression à la chambre à vide, une pompe pour apporter la silicone d'un réservoir au moule dans la chambre à vide et un four pour chauffer la silicone dans le moule, après le remplissage par de la silicone 25 liquide. Enfin, un parafoudre fabriqué par le procédé suivant l'invention comprend : un module ayant un bloc ou plusieurs blocs de varistance et deux armatures d'extrémité, les blocs de varistance étant maintenus par 30 des barreaux en matière plastique renforcée par de la 3039002 5 fibre de verre entre les armatures d'extrémité et un boîtier en silicone dégazée et coulée sans pression et qui a été introduit dans un moule dans une atmosphère de vide. 5 L'invention sera décrite dans ce qui suit à l'aide de modes de réalisation préférés et des figures annexées, dans lesquelles : la figure 2 : est un organigramme pour illustrer le procédé suivant l'invention ; 10 la figure 1 : est une vue avec arrachement d'un parafoudre fabriqué par le procédé suivant l'invention et la figure 3 : représente une installation pour effectuer le procédé suivant l'invention. 15 La figure 1 représente, à l'aide d'un organigramme, un procédé suivant l'invention de fabrication d'un parafoudre. Dans un premier stade, on prépare un module 1, que l'on peut voir à la figure 2, ayant un empilement d'une 20 pluralité de blocs 3 de varistance, qui sont maintenus entre deux armatures 5 d'extrémité au moyen d'une pluralité de barreaux 15 en matière plastique renforcée par de la fibre de verre. Les barreaux 15 en matière plastique renforcée par de la 25 fibre de verre sont maintenus dans des trous ou des alésages des armatures 5 d'extrémité. Cela peut être réalisé au moyen de clavetages ou de sertissages ou suivant d'autres techniques connues. On forme ainsi une cage de barreaux 15 en matière plastique renforcée par de 3039002 6 la fibre de verre, dans laquelle les blocs 3 de varistance sont reçus. A la manière habituelle, sont contenus dans le module 1 également des éléments de ressort et des éléments 5 d'entretoisement, qui ne sont pas non plus représentés, de sorte que les blocs 3 de varistance sont maintenus sous tension mécanique entre les armatures 5 d'extrémité. Dans un deuxième stade, on prépare la matière pour le boîtier extérieur, à savoir de la silicone liquide ou du 10 LSR (caoutchouc de silicone liquide). Des constituants typiques sont des siloxanes linéaires : environ 70%, des charges : environ 30% et des additifs : environ 1%. En général, on trouve de nombreux types de matériau LSR en des duretés différentes. 15 Un exemple d'une silicone à utiliser suivant l'invention est POWERSIL XLR 630 (marque de fabrique) de la société Wacker. A cet effet, on prépare habituellement une silicone à deux constituants de basse viscosité se vulcanisant à 20 chaud en des unités prêtes à l'emploi. Par une installation de mélange de plusieurs constituants et de dosage, comme dispositif de mélange, on mélange les constituants et des additifs habituels, également pour obtenir une couleur. 25 Suivant l'invention, on dégaze le mélange, les sous- constituants étant dégazés déjà, de préférence, avant d'être mélangés. Pour écourter la durée des opérations, on peut préchauffer aussi le mélange. 3039002 7 Dans un troisième stade, on introduit le mélange 1 dans un moule 7 approprié, conformé pour la formation du boîtier extérieur en silicone. Les parafoudres ont habituellement une pluralité de blindages, qui entourent 5 un noyau en forme de cylindre de section droite circulaire. Les blindages, qui, suivant les besoins, peuvent avoir des diamètres différents, servent à augmenter le trajet de fuite et empêchent la formation de voies d'eau traversantes entre les bornes. 10 Le moule 7 peut être un simple moule en aluminium. Contrairement à l'état de la technique, il n'est pas nécessaire suivant l'invention que le moule 7 autorise une grande pression de fermeture. L'invention permet l'utilisation de moules légers et peu coûteux, ce qui est 15 utile, notamment lors de la fabrication de parafoudres ayant une pluralité de longueurs, diamètres et formes de blindages différents. Dans un stade suivant, on introduit le moule 7 avec le module 1, qui y est contenu, dans une chambre 9 à vide. 20 Une ouverture d'entrée ou plusieurs ouvertures d'entrée du moule 7, dans la chambre 9 à vide, communiquent avec des conduits correspondants d'apport de la silicone liquide. Dans un stade supplémentaire, on fait le vide dans la chambre 9 à vide et ainsi dans le moule 7, qui y 25 est reçu. La pression à l'intérieur de la chambre 9 à vide et ainsi également à l'intérieur du moule 7 est, de préférence, inférieure ou égale à 250 mbar, de préférence inférieure ou égale à 10 mbar, et d'une manière particulièrement préférée inférieure ou égale à 5 mbar. 30 On permet alors à la silicone de s'écouler dans le moule 7. On ouvre à cet effet des vannes d'arrêt appropriées dans les conduits d'apport et on véhicule la silicone du 3039002 8 réservoir au moule dans la chambre à vide à l'aide d'une pompe. Comme le moule est sous vide, il ne se forme pas non plus dans les espaces morts d'inclusions de gaz, qui devraient 5 être refoulées par une grande pression. Après avoir rempli le moule 7, on retire le moule avec le module qui y est contenu et la silicone liquide formant le boîtier, de la chambre à vide, qui est, à cet effet, mise à l'atmosphère. On introduit le moule dans un four 10 et on vulcanise la silicone liquide à des températures adéquates pendant 20 minutes environ. Les températures du four sont, de préférence, inférieures ou égales à 130°C, d'une manière préférée inférieures ou égales à 80°C, et d'une manière tout à fait préférée de l'ordre de 70°C. 15 Après le durcissement ou la réticulation, on ouvre le moule et on peut retirer le parafoudre fini. Le boîtier de silicone ainsi fabriqué entoure le module 1 et forme une protection vis-à-vis des intempéries. Il ne se produit de forces intenses ni lors de l'introduction de 20 la silicone, ni lors de la réticulation venant ensuite, qui rendraient nécessaires une force de fermeture intense. Cela tient au fait qu'à la fois la silicone liquide utilisée et le moule ont été dégazés ou mis sous vide avant le remplissage, de sorte qu'il n'y a pas 25 d'inclusion de gaz et d'air dans la silicone, qui provoquerait des élévations de pression correspondantes. Comme la silicone n'a pas été mise non plus sous une grande pression dans le moule, il ne se forme pas non plus de "flash", c'est-à-dire de minces "bavures" aux 30 lignes de joint du moule. Cela permet de ne pas avoir à éliminer à nouveau ces bavures après la fabrication du 3039002 9 parafoudre et économise à la fabrication de la matière relativement coûteuse. La figure 3 montre, encore une fois de manière détaillée, l'installation pour exécuter le procédé suivant 5 l'invention. Dans le mode de réalisation préféré, on utilise deux pompes 19 et 23 à vide pour le dispositif 17 de mélange de la silicone, d'une part, et pour la chambre 9 à vide, d'autre part. Mais cela n'est pas obligatoirement nécessaire et on peut songer à utiliser la même pompe à 10 vide aux deux fins. La chambre 9 à vide a une grande porte ou sas pouvant être fermé, par lequel le moule 7 peut être introduit avec le module 1, qui y est contenu, dans la chambre 9 à vide et par lequel le moule peut être retiré également, 15 après avoir été rempli de la silicone. Dans la chambre 9 à vide elle-même sont prévus des conduits d'apport de la silicone liquide, qui peuvent communiquer avec le moule 7, de sorte que la silicone liquide peut s'écouler dans le moule 7 par des ouvertures d'entrée adéquates. Le 20 dispositif de mélange représenté de la silicone est conformé de manière à ce que, dans des réservoirs, les constituants de la silicone puissent être dégazés pendant le brassage. Cela facilite l'élimination de l'air résiduel. On mélange ensuite la silicone dégazée et on la 25 pompe alors dans le moule 7. Cela peut s'effectuer par une pompe 23 dédiée entre le dispositif de mélange et le moule. Un avantage de l'invention réside dans le fait que, après qu'un premier moule 7 ayant un parafoudre, qui n'est pas 30 encore entouré de silicone réticulée, a été retiré, un deuxième moule ayant un module 1 qui y est contenu peut être introduit immédiatement dans la chambre 9 à vide, de 3039002 10 sorte que l'on peut traiter plusieurs moules en parallèle, qui ensuite sont introduits ensemble l'un après l'autre dans un four 21. Il est aussi possible d'introduire plusieurs moules en même temps dans la 5 chambre à vide, moules qui sont ensuite remplis l'un après l'autre, puis retirés conjointement de la chambre à vide. Suivant l'invention, la pression à l'intérieur du moule peut être maintenue petite. Le moule 7 soi-même peut être 10 plus petit et plus léger que dans l'état de la technique. Des machines de fermeture grandes et lourdes ne sont pas nécessaires. En outre, des moules 7 en aluminium peuvent être fabriqués en étant plus légers et sensiblement plus petits et ainsi d'une façon moins coûteuse. 15 Dans la même chambre 9 à vide, on peut remplir de silicone successivement ou en même temps des moules différents, ce qui permet de fabriquer des types différents de parafoudre ayant des diamètres différents, des longueurs différentes ou des géométries de blindage 20 différentes. Il est possible ainsi de s'adapter aux souhaits particuliers des clients. Le procédé suivant l'invention permet, en outre, d'abaisser le coût de l'outillage, dans la mesure où l'on peut fabriquer économiquement des petites séries. 25 Enfin, la coulée de la silicone dans la chambre 9 à vide est avantageuse également par le fait que le risque de bulles d'air dans le parafoudre coulé est diminué nettement. Le procédé donne moins de rebut, nécessite moins de travail ultérieur et donne une qualité 30 meilleure. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un parafoudre, comprenant les stades : on se procure un module (1) ayant un ou plusieurs blocs (3) de varistance et deux armatures (5) d'extrémité ; on introduit le module (1) dans un moule (7) pour la formation d'un boîtier (21) ; on fait le vide dans le moule (7) dans une chambre (9) à vide ; on introduit de la silicone (11) liquide dans le moule (7) mis sous vide dans la chambre (9) à vide ; on chauffe le moule (7) pour réticuler la silicone (11) ; on enlève le parafoudre du moule (7). 2. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel on enlève de la chambre (9) à vide, pour le stade de chauffage, le moule après l'avoir rempli de silicone (11) liquide et on l'introduit dans un four (13). 3. Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel on introduit la silicone dans le moule (7) sensiblement sans pression. 4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, dans lequel on dégaze la silicone avant de l'introduire dans le moule (7). 5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le module a une pluralité de barreaux (15) en matière plastique renforcée par de la fibre de verre, qui maintiennent le bloc (3) de varistance où les plusieurs blocs de varistance entre les armatures (5) d'extrémité. 3039002 12 6. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la pression dans la chambre (9) à vide, lors de l'introduction de la silicone dans le moule (7), est 5 inférieure ou égale à 250 mbar, de préférence inférieure ou égale à 10 mbar, d'une manière particulièrement préférée inférieure ou égale à 5 mbar. 7. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, dans 10 lequel le moule (7) est en aluminium. 8. Installation pour effectuer un procédé suivant l'une des revendications 1 à 7, dans lequel l'installation comprend : 15 une chambre (9) à vide de réception du moule (7) ; un dispositif (17) de mélange pour mélanger et apporter la silicone ; une pompe (19) à vide pour dégazer la silicone ; une pompe (23) à vide pour appliquer une dépression 20 à la chambre (9) à vide ; une pompe (25) pour apporter la silicone d'un réservoir au moule (7) dans la chambre (9) à vide et un four (21) pour chauffer la silicone dans le moule (7), après le remplissage par de la silicone liquide. 25 9. Parafoudre fabriqué par un procédé suivant les revendications 1 à 7, le parafoudre ayant : un module (1) ayant un bloc (3) ou plusieurs blocs de varistance et deux armatures (5) d'extrémité, les 30 blocs (3) de varistance étant maintenus par des barreaux (15) en matière plastique renforcée par de la fibre de verre entre les armatures (5) d'extrémité et un boîtier (21) en silicone dégazée et coulée sans pression.