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La présente invention concerne des perfectionnements aux procédés de fabrication d'isolateurs électriques à long fût et vise à réaliser un isolateur de ce type présentant des caractéristiques mécaniques et diélectriques améliorées
On a déjà proposé de réaliser de tels isolateurs en les constituant d'un manchon creux formé d'un certain nombre d'anneaux, ou jupes, empilés, faits d'une matière isolante telle que le verre trempé, et d'un noyau ou support central en forma de cordon, de tige, ou de tube en fibres minérales, notamment en fibres de verre, !ides par une matière plastique durcissable ou noyée dans celle-ci. Ces isolateurs sont trèssupérieurs aux anciens isolateurs on porcelaine.
leurs propriétés diélectri- que 0 Dont aussi bonnes et, en outre, leur support central fibreux
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leur donne une résistance à la traction, à la flexion et à la torsion très supérieures. De plus, les anneaux en verre trempé sont beaucoup plus résistants aux chocs et la compression que les anneaux en porcelaine .
La principale difficulté de la fabrication de ces iso- lateurs est la réalisation d'un joint suffisamment étanche entre le manchon creux et le support central fibreux, condition essen- tielle pour empêcher la pénétration de l'humidité, cause de per- tes de courant et de mise hors service de l'isolateur .
De plus, aucun procédé industriel ne permettait , jusqu'ici, de donner aux extrémités du support central fibreux la forme la meilleure pour la transmission des efforts mécani- ques 'auxquels il est soumis .
L'objet de la présente invention est un procédé permet- tant d'obvier à ces deux difficultés, d'une part en réalisant un joint parfaitement étanche et exempt de vides entre le man- chon et le support, et d'autre part en donmnt aux deux extré- mités du dit support la forme appropriée aux efforts à trans- mettre .
Le procédé selon l'invention consiste, après avoir réalisé le manchon creux à l'aide d'un élément annulaire ou en empilant le nombre voulu d'anneaux isolants et en plaçant éven- tuellement à ses deux extrémités les douilles métalliques pour- vues d'un alésage conique s'évasant vers l'extérieur, servant à le monter sur les pièces d'accrochage, à introduire dans le dit manchon le support central alors que la matière dont il est imprégné est encore molle, à élargir les extrémités du support central de manière à remplir complètement l'alésage conique des douilles extrêmes et à laisser le dit support se solidifier.
Le joint entre le manchon et le support pourra être améljoré de diverses manières telles que celle consistant à soumettre le support à un effort de compression appliqué à ses
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extrémités pour refouler la matière vers l'intérieur et qui est maintenu jusqu'à la solidification complète de la matière plasti- que, 1' efficacité de cette compression pouvant être augmentée en effectuant l'opération sous vide . Dans ce cas, l'invention prévoit que, au cours de la fabrication, le support dépassera.;
) de part et d'autre, le niveau des douilles métalliques extrêmes pour fournir un excédent de matière permettant de remplir le voluue intérieur du manchon au moment de la compression .
Ou bien on emploiera un. support tubulaire qu'on, intro- duira à l'état plastique dans le manchon et dans lequel on fera agir une pression gazeuse pour en appliquer la surface extérieu- re contre la face interne du manchon jusqu'à solidification de la matière plastique.Cette opération pourra être suivie de l'intro- duction , dans le vide central du support, d'une matière plas- tique de remplissage éventuellement renforcée de fibres miné- rales ou de fibres de verre, cette matière plastique pouvant être la même que celle qui'imprégnait le support .
L'épanouissement des extrémités du support pourra être effectué par l'introduction d'une pièce conique métalli- que dans cesextrémités et dans l'axe du support .
La pièce conique métallique pourra être percée d'un trou longitudinal servant à l'insufflation du gaz dans le sup- port tubulaire mentionné plus haut
Les éléments d'isolateurs formant le manchon pourront être munis, sur la paroi intérieure de la cavité centrale, de rainures ou de cannelures, destinées à renforcer l'adhérence et l'ancrage du support quand on l'appuie contre la dite paroi intérieure pendant sa solidification .
On pourra également prévoir un réchauffage du manchon pendant l'introduction du support pour maintenir la matière d'imprégnation à l'état plastique pendant l'opération.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention on élimine la difficulité d'introduction du support dans le
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manchon , due au frottement entre ces deux parties, en introdui- sant dans la cavité centrale du manchon un support ne remplis- sent pas complètement la dite cavité, qui est guidé et maintenu dans celle-ci par des bagues de centrage. L'intervalle entre le support et la paroi intérieure de la cavité est ensuite rempli de la même matière plastique que celle qui imprègne le support.
Dans ce dernier cas, les bagues de centrage peuvent être fixées au dit manchon ou s'y déplacer longitudinalement.
Dans ce dernier cas, la bague de centrage la plus rapprochée de l'extrémité du manchon par où on introduit le cordon est re- liée à la dite extrémité , et toutes les bagues de centrage sont reliées entre elles ,par des liens flexibles dont la longueur correspond aux intervalles qu'on veut maintenir entre les di- verses bagues .
En vue d'éliminer ou de réduire le retrait, la matière plastique servant à remplir l'intervalle entre le support et la paroi intérieure du manchon peut contenir des charges telles que de la poudre de quartz.
Dans la mise en pratique du procédé ci-dessus, on doit veiller, lors de l'introduction du cordon de fibres minérales. encore mou à ce que les deux extrémités du cordon soient uni- formément imprégnées , à ce qu'elles aient une forme parfaite- ment cylindrique et à ce qu'elles'soient de même longueur.
Quand on procède à l'épanouissement des extrémités du cordon de fibres minérales, ce qui, d'après ce qui précède, se fait de préférence par introduction d'un cône d'acier , on doit veiller à éviter de repousser et de refouler les fibres de verre parallèles du cordon, ce qui aurait pour conséquence une diminution de sa résistance mécanique.
Pour cela, on place , contre les faces extrêmes des douilles placées aux extrémités du dit manchon, avant l'introdue-
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tion du cordon de fibres minérales dans la cavité intérieure de ce manchon, des douilles supplémentaires dont les alésages ont le même, ou presque le même, diamètre intérieur, que la cavité intérieure du dit manchon, et dans lesquelles les extré- mités du cordon introduit sont découpées à des longueurs uniformes désirées grâce à des fentes de sciage ménagées transversa- lement dans les dites douille s supplémentaires, ensuite de quoi les extrémités du cordon sont fixées aux douilles principales après enlèvement des douilles supplémentaires .
Selon une forme de réalisation de l'invention, les fibres minérales des extrémités libres encore molles du cordon, sont, après enlèvement des douillessupplémentaires, écartées radialement en les répartissant également autour de' la douille principale, puis pressées et maintenues, au moyen d'une bague de sertissage , par dessus un rebord annulaire faisant saillie sur le manchon ,ou mieux sur la douille principale, sur la face-extérieure du dit rebord. Les fibres minérales se trouvant dans l'alésage conique de la douille sont ensuite pressées contre la paroi du dit alésage par le moyen connu d'introduction d'une pièce conique .
Le cas échéant, on peut donen n aux alésages des douilles placées sur les extrémités des manchons un profil cylindrique ce qui permet d'éliminer l'emploi des cônes de refoulement ,
On peut aussi, conformément à l'invention, réaliser un organe de suspension solidaire des extrémités du cordon de fibres. Par exemple, le dit cordon peut être passé à travers un tube et à travers l'alésage d'une douille spécialement conformée à cet effet et être fixé à cotte dernière l'aide d'un chapeau de sertissage recouvrant la dite douille.
On peut également introduire dans l'alésage conique de la douille un cône doubla muni d'un organe de suspension et entouré d'une autre douille à aléage conique inversé pourvu*
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d'un rebord, les fibres étant passées entre la face extérieure du cône double et la face intérieure des douilles et serrées, par une bague de sertissage, au rebord de la douille extrême.
Grâce à la bague de sertissage mentionnée ci-dessus,
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les fibres du cordon sont tendues à l'ialtériwl?r %es. douille.s9 mais si on désire qu'elles soient tendues sur toute leur lon- gueur, on disposera, entre la douille principale- (qui, dans ce cas n'est pas pourvue d'un rebord) et la douille supplémentaire, avant l'introduction du cordon, un anneau muni d'un rebord annu- laire saillant . La douille principale est, dans cecas, pourvue d'un filetage externe sur lequel on visse un écrou de serrage.
Après enlèvement 'dela douille supplémentaire, l'extrémité libre du cordon est fixée au dit anneau par une baguede sertissage puis l'écrue de serrage est tourné, ce qui provoque un léger déplacement axial de l'anneau et, par conséquent, la tension de tout le cordon qui estensuite maintenu en cet état par l'introduction d'un cône .Une fois la polymérisation terminée, on peut enlever les accessoires de montage pour les utiliser à nouveau A. cet effet, on desserra légèrement l'écrou de serrage et on sectionne le cordon en introduisant un instrument tranchant dans l'espacement existant entre la douille principale et 1* anneau
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples non limitatifs, divers modes de réalisation de l'invention.
Dans ces dessins : la fig. 1 est une vue en élévation, et en coupe longitu- dinale partielle, d'un isolateur à long fuît selon l'invention; la fig, 2 représente une coupe- longitudinale d'une par- tie d'un isolateur à long fût, dont le manchon est constitué par des anneaux isolants empilés; d'une la fig. 3 représente une vue en plan/des bagues de centrage ; et
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la fig.4 représente une coupe longitudinale d'un isolateur à longue tige dont le manchon est d'une seule pièce et dans lequel le cordon de support est partiellement introduit ; la fij.5 est une coupe longitudinale d'un isolateur à longue tige sur lequel sont placées les douilles supplémentaires; la fig.8 est le même isolateur après enlèvement des dites douilles supplémentaires ;
les figs. 7,8 et 9 représentent le rabattement et la fixation d'une extrémité libre du cordon de fibres minérales à une douille à alésage conique ; la fig.10 représente les mêmes opérations dans le cas d'une douille à alésage cylindrique ; la fig.ll représente la fixation d'une extrémité du cordon de fibres minérales dans un organe de suspension; la fig.12 représente la fixation de l'extrémité du cordon dans deux douilles superposées, en combinaison avec un cône double constituant également un organe de suspension ; les figs. 13 et 14 représentent le dispositif destiné à tendre le cordon de fibres minérales sur toute sa longueur
Dans l'exemple représenté à la fig. 1, a est le support en matière plastique renforcée de fibres minérales ou de fibres de verre.
De préférence, ces fibres sont constituées de fils élémentaires parallèles, de mèches non croisées ou bien de tissus formés en une corde dont les fibres, selon les méthodes connues, sont agglomérées par de la matière plastique ou enrobées dans cette mati' ;'e. Le pourcentage volumétrique des fibres peut atteindra de 80 à 90%. Les matière;:) plastiques utilisées peuvent être des résines tehrmoplastiuqes ou thermoducrissables présentant une haute résistivité électrique, b est la couronne extérieure isolan- te constituée d'éléments superposés de préférence en verre trempé et qui sont séparés par des joints c.
Les anneaux peuvent être. ainsi qu'il ressort du dosnin, cannelés sur leur surface intérieure,,
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Dans l'exemple représenté on trouve à l'extrémité de la couronne isolante des bagues en acier d qui présentent un filetage exté- rieur sur lequel viennent se visser les capots d'acier = permet- tant l'accrochage de l'isolateur. L'alésage des bagues est côni- que, évasé vers l'extérieur. Le noyau support a est emmanché dans la couronne extérieure et les bagues , selon le procédé précédem- ment décrit, par pression sur ses extrémités et introduction de coins côniques. g.
Dans l'exemple représenté à la fig. 2, le manchon est constitué par plusieurs anneaux isolants b, par exemple en verre trempé. Des bagues de centrage ± sont introduites dans leurs alé- sages h ; le diamètre intérieur des dites bagues est inférieur à celui des dits alésages.Le diamètre du cordon a composé de fibres de verre ou de fibres minérales imprégnées d'une matière plastique est choisi de façon à ne pas remplir complètement les alésages h mais de manière qu'en traversant les bagues de centrage il soit légèrement comprimé .
La cavité existant entre les parois des alésages h et le cordon a est remplie, après l'introduction du cordon, de la même matière plastique que celle dont le cordon est imprégné Après durcissement, cette matière plastique d'appoint forme, avec celle de l'imprégnation , un tout qui remplit intégralement les alésages h .
Si le manchon ne se compose pas d'anneaux séparés empilés mais, comme on le montre à la fig. 4 , d'un corps b' de grande longueur, les bagues de centrage e' peuvent se déplacer longitudinalement dans l'alésage intérieur h du manchon b' et sont reliées entre elles par des liens flexibles i. La bague de centrage la plus rapprochée de l'extrémité du manchon par où on introduit le cordon, est fixée au manchon b' lui-même par (les liens i qui seront, par exemple, coincés entre la douille et l'extrémité du manchon ,
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Quand on introduit le cordon a, celui-ci entraîne la bague de centrage a' autant que le permet la longueur des liens i puis traverse successivement les autres bagues dans lesquelles il est légè rement comprimé .
L'intervalle entre la paroi de l'alésage h et le cordon a est, ainsi qu'on l'a déjà décrit, rempli de matière plastique à laquelle peut avoir été ajoutée une charge .
Dans ces deux derniers modes de mise en oeuvre du procédé, le cordon a ne vient pas en contact, lors de son introduction dans l'alésage du manchon, avec la paroi intérieure de celui-.ci dont la surface est grande, mais .saulement avec les surfaces internes relativement réduites des bagues de conetrage e et s', ce qui a pour effet de réduire considérablement le frottement consé- cutif à l'introduction . Les magues de conitrge sont disposées à des intervalles leur permettait de mainteiéir ensemble les :
Cibres du cordon et d'en empêcher après l'introduction Grâce au remplissage de l'intervalle entre l'alésage h du manchon et le cordon a avec une matière plastique, l'isolatour à longue tige est exempt do cavités et l'humidité ne peut pas y pénétrer .
Dans l'exemple représenté à la fig. 5 le manchon est formé par des anneaux isolants 1 et muni à ses extrémités de douilles' 2 à alésage conique .Des douille: supplémentaires alésage cylindrique sont accolées aux douilles 20 L'introduction du cordon, de fibres minérales 4 est facilitée pax un élargissement 3', en formp d'entonnoir, de la douille supplémentaire placée à l'extrémité d'entrée du manchon .
Dans le 3 alésages cylindriques de!:) douillessupplémentaires , le cordon de fibres minérales conserve sa forme régulière et son imprégnation uniforme. La. découpe à des longueurs uniformes prédéterminéess'effecteue au moyen de fontes do sciage 5 ménagées dasn los donilles supplé-
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mentaires 3 Cette opération ne déforme pas le cordon de fibres minérales .
Après enlèvement des douilles supplémentaires, on peut, ainsi qu'on l'a déjà décrit, introduire dans les extrémités libres encore plastiques du cordon de fibres minérales, un cône qui pres- sera les fibres contre la paroi des alésages coniques des douilles: 2,
Dans le mode de réalisation représenté aux fig. 7, 8 et 9, on évite le refoulement des fibres résultant de l'introduction du cône 6. Pour cela, les fibres du cordon 4 sont réparties radia- lement et repliées sur un rebord annulaire 7 de la douille 2 et coincées, par la mise en place à force d'une bague de sertissage 8, entre celle-ci et la paroi extérieure du rebord 7. De cette façon, les fibres, avec lesquelles le cône 6, introduit aussitôt après, vient en contact, sont tendues et maintenues de sorte qu'elles ne peuvent ni glisser ni être refoulées .
Cependant, dans beaucoup de cas, le ooinoement des fibres minérales dans l'alésage intérieur de la douille 2 n'est pas nécessaire et il suffit de les fixer au moyen de la bague de sertissage 8 qui presse les extrémités du cordon de fibres miné-. rales 4 contre la paroi extérieure du rebord 7. Dans oe cas, l'alésage intérieur de la douille 2 a une forme cylindrique, comme le représente la fig. 10.
Dans le mode de réalisation représenté à la fig. 11, le cordon de fibres minérales 4 est passé, à sa sortie du man- ohon , à travers un tube d'acier 9 et à travers l'alésage d'une douille 2 placée sur le dit tubep et sur le rebord annulaire 7' de laquelle les extrémités libres, rabattues, dos fibres sont pressées au moyen d'un ohapeau de sertissage .Les parties 9 et 8' constituent alors,avec l'extrémité coincée du oordon, un organe permettant la suspension ,
Dans la fig. 12, on introduit à force, dans l'alésage conique de la douille 2, la partie inférieure d'un cône double 11 muni d'un organe de suspension 10 et dont la partie supérieure
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est entourée d'une seconde douille 2" pourvue d'un rebord annulaire 7" .
Les extrémités des fibres minérales du cordon 4 sont, comme dans les autres cas de réalisation , coincées au moyen d'une baguede sertissage 8" .
La réalisation de l'extrémité d'isolateur selon la fig. 12 se fait de la façon suivante : sur l'extrémité du man- chon on place l'une sur l'autre la douille 2 et une douille supplémentaire 2" , comme dans la fig. 5, de longueur appropriée Aprèsque le cordon 4 a été passé à travers et coupé à la lon- gueur dans la fente de sciage 5 de la douille supplémentaire,' cette dernière est enlevée On introduit alors dans l'extré- mité du cordon de fibres, axialement à celui-ci , le cône dou- ble 11 qui, en dessous de l'organe 10, est entouré sans serrage par la douille 2" Les extrémités des fibres sont ainsi main- tenues autour du cône double par la pointe inférieure de celui- ci , et la douille 2" est alors passée par dessus les dites extrémités des fibres et abaissée,
jusqu'à ce qu'elle appuie sur la douille 2 . Ensuite, la bague de sertissage 8" et le cône double sont enfoncés à force .
La fig. 13 représente l'anneau 2a introduit le montage entre la douille principale 2 et la douille supplémentaire 3', et l'écrou de serrage 2b .Une fois les fibres fixées à l'an- neau 2a par la baue do sertissage 8, tout le cordon est ten- du en faisant fouiner l'écrou 2b (fig.14) puis les fibres sont tondues à demeure par l'introduction du cône 6 .
Après polymé- risation de la résine, le dispositif ayant servi à tendre les fibres peut être- démonté si on le désirationA cet effet, l'écrou. 2b étant déserré, un instrument tranchant peut être introduit dans la fonte' que le serrage de l'dorou 2b a créée entre lu (]ouille principale et 1' anneau 2a, pour sdctionner
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les parties des fibres et du cône 6 dépassant l'extrémité de la douille 2 . Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples .
Il est également entendu que l'invention s'applique aussi aux isolateurs constitués d'éléments autres que le verre , tels que les éléments en porcelaine ou autre matière isolante .
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MvEb,4D IC.AT TOLIS
1,- Un procédé pour la fabrication d'isolateurs - électriques à long fùt constitués d'un noyau support en forme de tige ou tube en fibres minérales, notamment en fibres do verre, enrobés dans une matière plastique, et d'une couronne extérieure isolante formée d'un élément annulaire ou d'éléments annulaires superposés, par exemple en verre trempé, formant un manchon creux, caractérisé en oe que, après avoir constitué la couronne, notamment par empilage du nombre voulu d'éléments isolants sur les éléments terminaux, on introduit à l'intérieur du dit manchon le noyau support alors que son constituant plastique n'est pas enoore figé .