Procédé et machine permettant l'assemblage inviolable de calottes métalliques sur des pièces fragiles et en particulier des tubes de céramique pour des isolateurs électriques

Abstract

 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 électrique 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 ainsi le volume total du trou (9) percé dans la couronne (8) et forme une tête (18) de maintien.

Description

[0001] On réalise déjà actuellement des isolateurs électriques comportant un corps central ayant sensiblement 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.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] La présente invention a pour objet une machine et un procédé permettant la fixation soit à une extrémité 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.

[0005] 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 intensité et d'un voltage prédéterminés pendant un temps suffisant pour que la partie cylindrique terminale du rivet se déforme occupant ainsi 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.

[0006] Diverses autres caractéristiques de l'invention ressor­tent d'ailleurs de la description détaillée qui suit.

[0007] Une forme de réalisation de l'objet de l'invention 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 déformation 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.

[0008] A la fig. 1, on a représenté partiellement et schémati­quement l'une des extrémités du tube de céramique 1 qui se termine par un bourrelet circulaire 2.

[0009] 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 5 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 cylin­driques tandis que la calotte métallique 5 est percée de trous tronconiques 10 destinés à recevoir un rivet 11 à tête 12.

[0010] Le corps central 11a du rivet 11 est tronconique puis son extrémité finale se termine par une partie cylindrique 11b d'un diamètre inférieur au trou cylindrique 9.

[0011] Lorsque l'on désire placer à l'une ou aux deux extrémités du tube de céramique 1 des calottes métalliques 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 11a 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 contre-électrode 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 coïncider l'axe central de la contre-­électrode 14 avec l'axe central du rivet 11 et l'axe central de l'électrode 15.

[0012] 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 cylindrique 11b du rivet 11 soit suffisamment chauffée pour se déformer et que cette déformation :

a) provoque une augmentation du volume de cette partie cylindrique 11b 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).

[0013] 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 11b est chauffée pendant un espace de temps très court pour provoquer l'augmentation du diamètre et la formation de la tête de pied de rivet 18.

[0014] Ce travail est, comme indiqué ci-dessus, effectué en deux points disposés à 180°.

[0015] Dans certains cas, l'isolateur ainsi constitué est terminé mais, dans le cas où 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'isolateur suivant 90° ou 60° à chaque fois.

[0016] 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'alimentation en puissance en agissant sur la tension et l'intensité d'un courant.

[0017] Comme cela est visible aux dessins, il est normalement prévu une empreinte centrale 15a sur l'extrémité de l'électrode 15 afin d'obtenir le forgeage de l'extrémité du rivet pendant l'opération.

[0018] De même, une empreinte sphérique 14a sur l'extrémité supérieure de la contre-électrode 1ʹ assure un contact électrique maximum.

[0019] Pendant l'opération de forgeage (fig. 2) il se produit un gonflement de la partie cylindrique 11a 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'ensemtle rivet 11 calotte 5.

[0020] 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 11b 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.

[0021] 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.

[0022] 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 1 contrairement à d'autres techniques de rivetage.

[0023] Bien que dans ce qui précède, on a exposé l'invention 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, commme application de l'invention, 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 électrique 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 ainsi 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, caractérisée 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).

Dessins