Brevet FR2009469A1 — publié le 19700206

Le ruban ou la bande utilisé pour fabriquer l'enveloppe selon l'invention est constitué par une matière plastique et comporte une feuille métallique centrale très mince, utilisée pour rendre la "bande étanche aux vapeurs, principalement à la 5 vapeur d'eau. Le ruban du type utilisé est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 206 54-1 • G® brevet décrit le formage d'un joint comportant des reborda ou rabats s'étendaat ra Le procédé utilisé pour produire mi ruban sosportaarè «ne couche métallique plus épaisse, décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique W° 3•233•036, ne convient pas lorsque le rubaa 20 est essentiellement un ruban de matière plastique comportant seulement une mince barrière métallique arrêtant les vapeurs 25 L'invention a pour but de remédier à ces inconvéniests et de permettre la réalisation d'une enveloppe de câble dans laquelle une feuille métallique mince est prise entre des couches de revêtement plus épaisses. L'invention est matérialisée dans un câble électrique cqel«= 30 portant un joint de recouvrement constitué par uns matière plas° tique, sauf en ce qui concerne une mince feuille d'un métal tel que de l'aluminium ou du cuivre, formant une barrière vis-à-vis des vapeurs. La matière plastique est un mauvais conducteur de la cha-35 leur et les revêtements de matière plastique qui sont appliqués sur la lame métallique plus épaisse sont minces, alors que le métal sous-jacent est un bon conducteur de la chaleur et sert d'élément absorbant pour évacuer l'excès de chaleur de la région du joint. Avec la bande stratifiée à feuille de métal selon l'inven-40 tion, les revêtements de matière plastique^ sont plusieurs fois "7 BAD ORIGINAL 69 17152 2 2009469 plus épais que le métal et sont considérablement plus épais que les revêtements correspondants, appliqués sur une "bande stratifiée comportant une couche de métal plus épaisse, ta feuille ne présente pas une section droite suffisante pour évacuer la cha-5 leur provenant d'échauffements localisés et successifs. Par ailleurs, la mauvaise conductibilité de la chaleur des revêtements plus épais en matière plastique rendent le chauffage plus critique du fait que la chaleur excessive provoque le ramollissement ou 1"écoulement de la matière plastique au delà de la feuille 10 métallique. Il est imper tanne d'éviter le collage dé là laatière plastique du revêtement extérieur sus? la matriee de fermeture éh l'enveloppe et sur la gaine extrudée sur l'enveloppe dm efible. 'Avec des rubans stratifiés comportant une feuille métallique, il y a avantage à utiliser un revêtement constitué par deas: 15 couches de matière plastique, au moins sur la lace extérieure de l'enveloppe, la couche de matière plastique extérieure fcjant ma* température de fusion supérieure à celle de la couché intérieure Selon une autre particularité de 1®invention, un ruban de chevauchement ou de renforcement eet placé au-dessous du 3oint 20 de recouvrement. Lorsqu'on utilise un ruban stratifié comportant, une couche extérieure dont le point de fusion correspond à une température plus élevéd, le ruban de chevauchement ou de renforcement est inversé par rapport au ruban formant le joint de recouvrement de l'enveloppe, de sorte que la matière plastique à 25 point de fusion le moins élevé constituant le ruban de chevauchement ou de renforcement est en regard de la matière plastique à point de fusion le moins élevé se trouvant s or la face intériea. re de l'autre ruban, qui forme Ieenveloppe. La description qui va suivre, faite en regard du dessin 30 annexé, donné à titre non limitatif, permettra de mieux: comprendre 1 ' invention. La fig. 1 est une vue de dessus schématique d® l'appareil permettant de réaliser des cibles électriques selon lfinventi©a0 La fig. 2 est une vue schématique en élévation de 18appa»-35 reil visible sur la fig. 1. La fig. 3 est une représentation en perspective à une écbaL le agrandie d'une partie de l'appareil visible sur les £lg« 1 et 2. . La fig. 4 est une vue en coupe, à une échelle- très agran— „ 40 die, du ruban utilisé dans l'appareil visible sur les fig. 1 à3. BAD original 69 17152 3 2009469 / * La fig. 5 est une vue en coupe transversale à échelle a-grandie montrant les rubans et l'âme du câble dans leur position d'assemblage avant la réunion par fusion des revêtements de matière plastique, 5 La fig. 6 est une vue similaire à la fig. 5» mais montrant le 3oint après que les revêtements de matière ont été réunis par fusion. La fig. 1 montre un ruban 10 entraîné dans un guide de formage 12 qui le rabat longitudinalement pour former un tube 10 présentant un joint de recouvrement. Une âme 14- constituée par des conducteurs électriques est entraînée en même temps que le ruban de façon que celui-ci soit rabattu autour de l'âme et Ito-toure. "On second ruban 16 nettement plus étroit que le ruban 10, est également entraîné à l'intérieur du guide de formage 12 15 en même temps que le ruban 10 et que l'âme 14. Ge ruban 16 sera dénommé ici ruban de chevauchement ou de renforcement, dont la fonction sera expliquée en se référant à d'autres figures du dessin. Le ruban 10 forme une enveloppe autour de l'âme 14 et son joint de recouvrement est du type dans lequel une partie 20 formant un bord du ruban 10 recouvre l'autre partie formant "bord de telle sorte que la surface intérieure du premier bord soit en regard de la surface extérieure de l'autre bord. Ainsi, l'enveloppe présente une section droite sensiblement circulaire et ne comporte pas les rebords ou rabats habituels faisant sail-25 lie vers le haut, qui sont classiques dans la technique antérieure. A l'extrémité du guide de formage 12, un sabot de fermeture ou d'étanchéité 20 guide les bords du ruban 10 au cours de l'opération de formage finale. Un dispositif de chauffage 22 30 porté par le sabot de fermeture 20 est de préférence formé par un appareil à induction. D'autres types de dispositifs de chauffage peuvent être utilisés, mais il est important qu'ils provoquent une élévation de/température rapide le long des régions localisées où les revêtements de matière plasique appliqués sur les 35 rubans doivent être réunis par fusion, sans donner le temps à la chaleur de se transmettre à l'âme du câble; Immédiatement au delà du dispositif de chauffage 22, tin galet de pression 24 s'appuie contre le joint de recouvrement à travers un orifice ménagé dans la partie supérieure du sabot 40 20. On peut utiliser d'autres dispositifs'pour appliquer la près 69 17152 4 2009469 sion de fermeture hermétique au joint, mais le galet 24 présente cet avantage que sa surface en contact avec 1*enveloppe chauf fée change constamment, de sorte que le galet évacue la chaleur du joint et permet un refroidissement plus rapide. Si désiré, le 5 galet 24 peut être refroidi artificiellement, La fig. 4 est une vue en coupe à échelle très agrandie du ruban 10. Le fcuban 16 peut présenter la même structure stratifiée. Dans le ruban illustré, une feuille de métal 32 porte un revêtement 34 de matière plastique sur ses faces supérieure 10 et inférieure. La feuille métallique 32 est de préférence constituée par de 11 aluminium ou du cuivre et présente une épaisseur inférieure à 25 microns. En réalitéj on atutilisé une feuille d1 aluminium de 18 microns. Les revêtements de matière plastique 34 sont de préférence constitués par du polyéthylène présentant 15 une épaisseur d'environ 100 à 250 microns. Il est avantageux d'utiliser un copolymère du polyéthylène de faible densité modifié par des monomères contenant des groupes réactifs carboxyle. Un tel copolymère réalise une liaison extrêmement efficace avec la feuille métallique et peut être dit "lié chimiquement" au mé-20 tal. En pratique, on utilise une épaisseur de 100 à 125 microns pour les revêtements 34, Le ruban 10 peut être réalisé en utilisant seulement la mince feuille 32 et les doux revêtements 34, mais il y a avantage à avoir une quatrième couche ou un revêtement extérieur 36 25 appliqué sur le revêtement supérieur 34 pour autant que ce revêtement extérieur soit constitué par une matière plastique présentant un point de ramollissement plus élevé que le revêtement sous-jacent 34. Par exemple, le revêtement 34 peut être un polyéifliylène de faible densité et le revêtement 36 un polyéthy-30 lène de densité élevée et présentant, par conséquent, une température de ramollissement ou de fusion plus élevée. Le revêtement ou la couche extérieure 36 peut avoir une épaisseur de 100 à 250 microns, mais lorsqu'on utilise deux couches d'un côté de la feuille 32 comme le montre la fig. 4, la couche de revêtement 35 34 qui se trouve sous le revêtement extérieur 36 peut être légèrement plus mince que la couche de revêtement 34 placée du côté inférieur de la feuille. Par exemple, on peut utiliser un revêtement 34 de 100 microns et un revêtement 36 de 125 microns, ces valeurs étant données uniquement à titre d'exemple, 40 La fig, 5 montre le ruban 10 formant un tube autour do 69 17152 5 2009469 1 • Sbne 14 et comportant un bord 42 recotnrrant le bord opposé 44. lie ruban de fermeture ou de renforcement 16 est placé au-dessous du joint de recouvrement formé par les bords 42 et 44„ Ce ruban de renforcement 16 est de préférence plus large que 5 le joint de recouvrement constitué par les borda 42 et 44 et il s1étend au delà du bord 44 de façon à être lié avec une partie de la surface du bord 42, qui s'étend au delà du bord 44 comme cela sera expliqué en regard de la fig. 6. Le ruban 16 est représenté avec la même construction 10 stratifiée que le ruban 10 et les couches correspondantes sont désignées par les mêmes références numériques que dans la fig.4e mais avec un exposant prime. Selon une particularité de l'invention, lorsqu'on utilise un ruban de renforcement qui comporte une couche de revêtement de densité plus élevée d'un côté que d@ 15 l'autre, le côté comportant le revêtement de densité plus faible est placé en regard de l'intérieur de l'enveloppe tabulaire formée par le ruban 10. Du fait que le ruban 10 est muni d'un revêtement de densité plus faible du côté intérieur9 cela lie ensemble les faces en regard du ruban 10 et du ruban 16s qui se 20 réunissent par fusion aux températures les plus faibles, ®t il n'est pas nécessaire d'élever la température de la face supérieure ou extérieure du ruban 16 à une valeur aussi importante que celle de la face extérieure du bord 44 , qui est plus proche de la source de chaleur. 25 La fig. 6 représente le joint après que ses faces en re gard ont été amenées à la température de fusion et ont été réuni» par pression l'une à l'autre. Le revêtement extérieur 36 du bord intérieur 44 est amené à une température de fusion mais ne se ramollit pas au même point que le revêtement plastique in-30 térieur du bord 42. Ainsi, une partie de la matière plastique se trouvant sur la face intérieure du bord 42 est éliminée du joint par pression pour former un cordon ou un bourrelet 48 qui recouvre la bordure dénudée de la feuille métallique, si cette dernière est dénudée dans le ruban 10 tel qu'il est fourni i-"35 nitialement. Le bourrelet 48 augmente également la résistance de la liaison et donne au joint un fini plus lisse. Du côté intérieur du bord 44, la matière plastique est exprimée pour former un cordon 50 qui lie une partie du ruban 16 avec la face intérieure du ruban 10. au delà dé l'extrémité du bord 44. Un 40 cordon similaire 50' se forme le long de l'autre bord du ruban BAD ORIGINAL 69 17152 2009469 16, mais la distance existant alors entre les feuilles métalliques est plus faible et le cordon est moins prononcé. On. notera cependant que, tandis que le joint visible sur la fig. 5 présente, avant la fusion, une épaisseur égale à trois fois l'épais-5 seur des rubans, l'épaisseur du joint fini visible sur la fig. 6 est considérablement réduite du fait de l'élimination de la matière plastique de faible densité lorsque les faces en regard Les revêtements de matière plastique se trouvant sur les 10 rubans sont chatiffés à une température suffisante pour provoques leur liaison et les revêtements de densité plus faible sont ckaii" fés à une température suffisante pour provoquer leur écoulement® Les expressions "fusion* ou "température de fusion" sont utilisées ici pour désigner les températures auxquelles les matières 15 plastiques se lient l'une à l'autre lorsqu'elles sont amenées en contact. Il s'agit d'une température de ramollissement ou de fusion naissante qui peut être quelque peu inférieure à la température réelle de fusion ou de coulée de la matière plastique. L'enveloppe est formée autour de l'âme 14 en ménageant 20 un certain jeu9 de sorte que cette âme peut se déplacer par rapport à l'enveloppe pour donner une plus grande flexibilité au câble 8 mais le jeu visible s tir les fig. 5 et 6 a été exagéré poir rendre les explications plus claires» Après çue le joint de la gaine a été soudé ou lié de la 25 façon décrite, une gaine de protection extérieure est habituellement extrudée au-dessus de l'envelàppe ou armure, suivant une opération continue s'effectuant en même temps que le formage et la réunion hermétique de l'enveloppe. Un avantage important offert par la présence de la couche extérieure de matière plasti-50 que de densité plus élevée est de permettre d'effectuer l'extru-sion de la gaine de protection à une température plus élevée sgœ risquer que la matière plastique de l'enveloppe n* fonde et ne se réunisse par fusion à la matière plastique extrudée de la gaine. Une telle réunion par fusion de la gaine protectrice et de 35 l'enveloppe présente deux inconvénients. Elle réduit la flexibilité du câble et elle rend difficile l'enlèvement de la gaine extérieurerpour effectuer des connexions électriques sans risquer d'endommager le revêtement appliqué sur la feuille métallique. Des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans 40 s'écarter de l'invention. 8AD OR/GJNAl 69 17152 7 2009469 HETEÏD IOIÏIOÏS 1. Câble électrique caractérisé en ce qu'il comprend une âme constituée par des conducteurs isolés, -une enveloppe entourant cette âme et comprenant tin ruban constitué par une feuille 5 métallique étanche aux vapeurs sur les deux faees de laquelle un revêtement de matière plastique est appliqué, la matière plastique appliquée sur chaque face de la feuille ayant une épaisseur représentant un multiple de l'épaisseur de celle-ci, le ruban ayant une largeur plus grande que la circonférence de l'âme et 10 étant rabattu longitudinalement autour de cette âme pour former un tube dont les bords se recouvrent l!*un l'autre pour constituer un joint de recouvrement s'étendant longitudinalement par rapport au câble, une bande de renforcement s'étendant sur toute la longueur du joint à l'intérieur du tube, entre l'âme et le joint, 15 et comportant une face extérieure en matière plastique réunie par fusion à la matière plastique constituant la face intérieure de» parties formant le bord intérieur du joint de recouvrement et réunie également à la face intérieure du ruban jusqu'à une certaine distance du bord intérieur du joint de recouvrement. 20 2. Câble électrique suivant la revendication 1, caractéri sé en ce que la feuille métallique est de l'aluminium ayant une épaisseur égale ou inférieure à 25 microns, chacun des revêtements de matière plastique ayant une épaisseur d'environ 100 à 250 microns. 25 3» Câble électrique suivant la revendication 1, caractéri sé en ce que le revêtement de matière plastique est constitué par des polyoléfines ou polyalcènes comprenant un copolymère de polyéthylène modifié par des monomères contenant des groupes carboxyle rîéactifs. 30 4. Câble électrique suivant la revendication 1, caractéri sé en ce que le revêtement de matière plastique appliqué sur les parties formant les bords du tube et sur la bande de renforcement s'étend également autour des bords du tube et de la bande de renforcement. 35 5. Câble électrique suivant la revendication 1, caractéri sé en ce que le ruban comporte sur sa surface extérieure une couche de matière plastique présentant une température de ramollissement plus élevée que le reste de la matière plastique appliqués au ruban, la bande de renforcement comportant sur sa surface ex-40 térieure une matêre plastique présentant uSae température de 69 17152 8 2009469 ramollissement inférieure à celle de la matière plastique se tioa •vant sur la surface extérieure du ruban, de sorte que les surfaces en regard dé la bande de renforcement et de la face intérieure du ruban formant un tube peuvent être réunies l'une à l'autre 5 par fusion sans faire fondre la matière plastique appliquée sur la surface extérieure du ruban. 6. Câble électrique suivant la revendication 5» caractérisé en ce que la matière plastique présentant une température de ramollissement inférieure est un copolymère de polyéthylène modi-10 fié par des monomères contenant des groupes carboxyle réactifs, le ruban comportant le même copolymère de polyéthylène sur ses deux faces et une couche extérieure recouvrant le polyéthylène et constituant une quatrième couche du ruban, cette couche extérieure étant en un polyéthylène de densité plus élevée, 15 7» Gfble électrique suivant la revendication 5» caractéri sé en ce que la bande de renforcement comporte sur sa face intérieure une couche de matière plastique présentant une température de ramollissement plus élevée que celle de la matière plastique se trouvant sur les surfaces en regard de la bande de renfor-20 cernent et de la face intérieure du ruban formant un tube. 8, Câble électrique suivant la revendication 7» caractérisé en ce que la bande de renforcement et le ruban comprennent tote deux une matière plastique de faible densité sur les deux faces de la feuille de métal et une matière plastique de densité plus 25 élevée recouvrant la matière plastique de faible densité sur au moins une face, la matière plastique de densité plus élevée se trouvant sur la face intérieure de la bande de renforcement et sur la face extérieure du ruban. 9, Câble électrique suivant la revendication 1; caractérise sé en ce que la bande de renforcement présente sensiblement la même structure stratifiée que le ruban, celui-ci et la bande de renforcement comportent tous deux des couches similaires de ma*» tière plastique sur leurs deux faces, une couche de matière plastique présentant une température de ramollissement plus élevée 35 recouvrant l'autre matière plastique placée sur au moins une face de la feuille, la couche de matière plastique présentant une température de ramollissement plus élevée se trouvant à l'extérieur du ruban et à l'intérieur de la bande de renforcement. 10, Câble électrique suivant la revendication 9» caractéii-40 sé en ce que la feuille de métal est choisie dans le groupe com 69 17152 9 2009469 prenant 1'aluminium et le cuivre et a une épaisseur inférieure à 25 microns, la matière plastique recouvrant les deux faces de la feuille du ruban et de la bande de renforcement ayant une épaisseur d'environ 100 à 250 microns, la matière plastique pré-5 sentant une température de ramollissement plus élevée ayant également une épaisseur de 100 à 250 microns„ 11. Procédé pour blinder et gainer une âme de câblé électe". que dans un tube réalisé à partir d'un ruban constitué par une feuille de métal revêtue sur ses deux faces par de la matière 10 plastique, la matière plastique prévue de chaque côté de la fetril le 4e métal étant plusieurs fois plus épaisse que le métal, caractérisé en ce qu'on fait défiler l'âme dans le sens de sa Ion» gueur, on entraîne le ruban en même temps que l'âme, on rabat ce ruban longitudinalement et progressivement autour de l'âme 15 pour former tin tube à joint de recouvrement dans lequel l'intérieur de l'un des bords du ruban recouvre l'extérieur de l'autre bord, on introduit une bande de renforcement à faces en matière plastique dans le tube au fur et à mesure qu'il est foraé^ cette bande de renforcement étant placée entre l'âme et le joint 20 de recouvrement, la face de matière plastique de la bande de renforcement étant en contact avec l'intérieur du tube au-dessous du joint de recouvrement, on chauffe la face de matière plastique de la bande de renforcement et la face intérieure du tube en regard de celle-ci, on prolonge le chauffage jusqu'à ce que les 25 faces en regard atteignent une température de fusion et on lie l'une à l'autre les faces en regard en les mettant en contact l'une avec l'autre par pression tandis qu'elles sont à la température de fusion. 12. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en os 30 que le recouvrement d'un bord du ruban par son autre bord détermine des faces en regard, on chauffe ces faces en regard jusqu'à une température de fusion en même temps que les faces en regard de la bande de renforcement et de l'intérieur du tube, et on met en contact toutes ces faces en regard, sensiblement de façon si mil 35 tanée. 13» Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'on chauffe lin faces de matière plastique du tube et de la bande de renforcement pour ramollir la matière plastique jusqu'à une température de fluidification et on déplace la matière plas- f 40 tique depuis les faces en regard jusqu'autour des bords de la 69 17152 10 2009469 feuille métallique |»ur les recouvrir et les protéger contre la corrosion. 14. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'on forme l'enveloppe avec un ruban stratifié possédant deux 5 couches de matière plastique appliquées sur l'une de ses faces et constituées par une couche présentant une température de fusion inférieure appliquée directement sur la feuille et une couche présentant une température de fusion plus élevée recouvrant la couche'présentant la température de fusion moins élevée, on 10 introduit un ruban similaire mais plus étroit dans l'enveloppe au-dessous de son Joint de recouvrement, on courbe le ruban le plus large pour former un tube dans lequel la couche présentant la température £e fusion la plus élevée se trouve à l'extérieur, #t on introduit le ruban plus étroit dans l'enveloppé de façon 15 que sa couche à température de fusion la plus élevée soit à l'in térieur pour que les faces des rubans les plus éloignées des «souches â température de fusion élevée soient en regard afin de permettre la liaison par fusion de la bande plus étroite avec l'intérieur de l'enveloppe. 20 15. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'on introduit comme bande de renforcement dans la gaine un ruban ayant une largeur inférieure à environ un quart de la largeur du ruban qui est replié pour former la gaine, on place la bande de renforcement au-dessous du :}oint de recouvrement de fa— 25 çon qtfelle soit en contact avec le bord qui se trouve à l'intérieur du Joint de recouvrement, et qu'elle s*éten'e au delà de ce bord et reste en contact avec la face intérieure du bord extérieur au point où ce bord extérieur s'étend au delà de la partie terminale du bord intérieur, et on réunit par fusion la banjo de de renforcement et les deux bords â l'endroit où elle est en., contact avec ces derniers.