Brevet FR2009468A1 — publié le 19700206

.17151 1 2009468 la présente invention concerne les câbles électriques possédant des gaines ou enveloppes intérieures comportant des reboads ou rabats formant un cordon saillant telles que décrites dans le "brevet des Etats Unis d'Amérique ÏT° 3.206.54-1 » A moins que le 5 contexe ne le précise autrement, les termes Enveloppe" et "gaine" seront utilisés ici indifféremment l'un pour 1*autre. Lorsque les bords des rubans stratifiés comportant une couche métallique centrale sont redressés et ébavu£és le long d'un ^oint faisant partie d'une enveloppe généralement tabulaire 10 et repliée dans le sens longitudinal, les bords du métal sont dénudés et il est important de les protéger à l'aide d'une matière plastique qui peut être coulée sur ces bords dénudés, somce c'est le cas pour le câble décrit dans le brevet F® 3.206.541 déjà cité. 15 le but de l'invention est de créer un appareil et un pro cédé permettant de fabriquer des câbles du type décrit dans ce brevet. L'invention est matérialisée dans ua appareil et im procédé permettant de fabriquer des câbles à joint longitudinal possé-20 dant une enveloppe stratifiée comportant des rebords ou rabats faisant saillie vers le haut et liés ensemble d'un bout à l'autre sur leurs faces en regard pour éviter la pénétration de l'eau ou de la vapeur dans le câble. Comme cela est décrit dans le brevet cité plus haut, les 25 bords supérieurs des rebords rabattus vers le haut sont ébavarés pour être mis de niveau. 0e traitement laisse les bords du métal dénudés et c'est sur ces bords dénudés que le matériau de revêtement est extradé à partir des côtés des rebords ou rabats. La matière plastique est de préférence chauffée jusqu'à uns tempé-30 rature suffisamment élevée pour que, lors de son axtrusim êœ le bord,- des rebords ou rabats à partir d'un côté de ces demies elle effectue une liaison avec le revêtement placé de 10 autre côté de la couche métallique, de façon à former un revêtement continu. De préférence, la température de ramollissement du revS-35 tement 4e matière plastique appliqué sur l'une des faces de la couche métallique est inférieure à cas lie du revêtement appliqué sur l'autre face. L'appareil permettant de réaliser le câble selôn l'invention comporte des organes destinés à chauffer le revêtement de 40 matière plastique à proximité du métal et ''(ou) entre les rebords 69 17151 2 200946Ô cra rabats, jusqu'à une température de fluidification, sans faire fondre la stirfaee extérieure de la matière plastique se trouvant à~1'extérieur de la feuille» Selon le mode de réalisation préférés cs'b échauffement est obtenu en utilisant un dispositif de 5 chauffage à induction ou à haute fréquence, qui produit de la chaleur dans la eouche métallique d'une façon suffisamment rapide pour que la matière plastique qui se trouve en contact avec le métal chauffé soit elle-même chauffée jusqu'à atteindre tua état de fluidification ou de fusion avant que la surface circon-10 férentiellé extérieure de la feuille de revêtement ne soit également fendue ou excessivement ramollie. L'invention concerne l'appareil et le procédé permettant de fabriquer ce produit amélioré. La description qui va suivre, faite en regard du dessin 15 annexé, donné à titre non limitatif , permettra de mieux comprendre l'invention. La fig. 1 est une représentation schématique en vue de dessus de l'appareil permettait de hermétiquement une en» veloppe de câble selon l'invention. 20 La fig. 2 est une vue en coupe transversale à une échelle agrandie, prise suivant la ligne 2—2 de la fig. 1 et montrant la façon dont les bords redressés soait ébavurés de façon à former une surface régulière à l'aide d8un outil tranchant.' Les fig. 3 et 4- sont des vues en coupe transversale à une >î3 échelle agrandie, prises respectivement suivant les lignes 3*-3 et 4-4 de la fig. 1. La fig:® 5 est une vue en coupe à Une échellé très agrandie du matériau stratifié constituant lBeaveïoppe, prise suivant la ligne 5*®5 de la fig. 2. 53 La fig. 6 est une vue en coupe' à une échelle agrandie, suivant la ligne"6-6 de la fig. 1. La fig® 7 est une vue similaire ' à celle de la fig. 4, mais montrant une variante de l'invention. * ~ - tfne âme 10 dttui câble électrique" est entraînée longitu-35 dinalement selon la direction représentée par la'flèche 12. Un® bande stratifiée 14 est ràbattué autour de ï*âme par une matrice de formage" 16, qùi replie les parties"formant les bords de la bande 14 vers le haut et qui les réunit pour former un joint longitudinal 18 - comportant des rebords ou des rabats 20 40 faisant saillie vers lë haut comme le montre la fig. 2, Cette 69 17151 3 2009468 opération constitue un processus classique bien connu des spécialistes. La "bande 14 comporte une couche métallique telle qu'une feuille d'aluminium 22, qui constitue l'élément de la "bande é-5 tanche aux vapeurs, comme cela est mieux représenté sur la fig.5. La feuille 22 est revêtue sur ses deux faces par un revêtement de matière plastique, de préférence par un rerêtement de polyolé-fine et, dans le mode de réalisation préféré, elle comprend un revêtement 24 appliqué sur la surface intérieure de la feuille 10 et un revêtement 26 appliqué sur sa stirfaee extérieure. Le revêtement intérieur 24 est de préférence un copolymère d'un poly-éthylène modifié par des monomères contenant des groupes carboxy-le réactifs qui fournissent les caractéristiques de liaison désirées. Le revêtement 24 peut être dit "lié chimiquement" à 15 la feuille ou à la couche de métal 22. Le revêtement extérieur 26 est de préférence un revêtement composite constitué par deux couches. Ces deux couches comprennent une couche 28 "liée chimiquement11 à la couche métallique 22 et réalisée de préférence à partir du même copolymère 20 de faible densité que le revêtement 24. Une couehe extérieure 30 est de préférence constituée par un polyéthylène de densité plus élevée, qui présente un point de fusion plus élevé que les copolymère s de faible densité constituant le revêtement 24 et la couche 28. Cette couche 30 est liée à la couche sous-^aeen-25 te ou inférieure 28. Bans le mode de réalisation illustré, la couche métallique 22 a une épaisseur de 18 microns, le revêtement intérieur 24 a une épaisseur de 125 microns et le revêtement extérieur 26 a une épaisseur de 175 microns dont 50 microns correspondent à 30 l'épaisseur de la couche 28 et 125 microns à l'épaisseur de la couche 30. Ces chiffres éont donnés simplement à titre d'exemple. Des épaisseurs différentes peuvent être utilisées et les matériaux peuvent être équivalents ou analogues à ceux décrits, ou bien on peut utiliser d'autres matériaux qui conviennent pour-35 fabriquer des enveloppes de cables électriques. La bande 14 constitue une enveloppe étanche aux liquides et aux vapeurs autour de l'Sme 10 et, comme le prévoit le procédé, le revêtement de matière plastique faisant partie de l'enveloppe ne rend pas seulement le 5oint sensiblement étanche aux 40 vapeurs, mais protège également les bords €e la couehe métallique 69 17151 * 2009468 par l'intermédiaire du revêtement plastique continu établi en travers du joint. Dans les procédés classiques de gainage des cîbles électriques, les rebords ou rabats repliés vers le haut le long tu joirfc 5 présentant assez souvent des hauteurs différentes, la matrice de formage ne rabat pas la bande d'une façon suffisamment parfaite pour maintenir les bords de niveau au sommet des rebords et l'invention prévoit un couteau ou un outil tranchant 31 ou d'autres outils d'ébavurage destinés à aplanir les extrémités 10 supérieures des rebords 20, de façon à rendre leurs bords de niveau l'un avec l'autre. L'outil tranchant 31 est chauffé de façon thermostatique, et est'commandé pour réaliser un joint continu en provoquant une fusion superficielle du copolymère, tandis que le bord fraîche-15 ment coupé défile le long de la surface chaude de l'outil tranchant. La fig. 2 montre ce phénomène par la discontinuité de la ligne séparant les pellicules di copolymère en regard lorsqu'el« les approchent la surface de l'organe tranchant. Ce joint ou cette réunion pçr fusion superficielle et continue maintient les 20 bords dans leur alignement de coupe pendant les stades de chauffage et de laminage ou de pressage suivants, de façon à obtenir un produit extradé uniforme* Ce traitement laisse un bord de la couche métallique 22 libre ou dénudé au niveau du sommet de chacun des rebords ou rabats 20. Les copeaux ébavurés par l'eu-25 til tranchant 31 sont désignés par 32 sur les fig. 1 et 2. Au delà du poste d'ébavurage auquel appartient l'outil-tranchant 31» le tube ou l'enveloppe formée 14' traverse un. enroulement d'induction à haute fréquence 33 qui est de préférence refroidi par l'eau et qui s'étend le long des deux cêtés 30 du joint orienté vers le haut, comme le montre la fig. 3« Cet enroulement d'induction à haute fréquence 33 provoque un dégagement de chaleur dans la couche métallique 22, et cette chaleur Slève la température du revêtement intérieur 24 et de la couche 28 du revêtement extérieur, qui sont en contact avec la jouche métallique 22. Le chauffage est prolongé jusqu'à ce que le revêtement 24 et la couche de revêtement 28 atteignent une température de fluidification. Cette température peut constituer une température de fusion, ou bien une température de ramollissement légère-40 ment inférieure à la température de fusion réelle. Le chauffage 69 17151 5 2009468 est effectué rapidement, de sorte qu'il ne s'écoule pas un laps de temps suffisant pour que la chaleur puisse traverser la couche 28 et ramollir ou faire fondre la surface extérieure de la couche 30. le fait que la couche 30 présent© ine température 5 de ramollissement et de fusion supérieure à selle de la couche 28 permet en pratique le chauffage de cette couche 28 jusqu'à une température de fluidification et de liaison sans que la commande du processus s'avère critique. A la sortie de 11enroulement &'imitation 33, les rebords 10 ou rabats 20, passent entre des galets 34. Ces galets sont portés par des axes 35 réglables par l'intermédiaire de vis-mères . 36, de façon à rapprocher ou à écarter les galets 34 l'un de l'autre pour commander la pression qu'ils exercent contes l«s rebords ou rabats 20. les galets 34 sont réglés do façoa 15 à écraser les rebords 20 l'un contre l'autre avec une force suffisante pour extruder le matériau fluide constituant le revêtement intérieur 24 depuis sa position située entre les rebord-j et pour former un cordon 40 comme le représente la fig» 4. l'écoulement de la matière plastique est limité vers le 20 sommet des rebords à cause du gradient de température engendré au.fur ,et à mesure qu'ils se déplacent entre les galets â8écrasement 34. le gradient de température apparaît tandis ps_ la ©©&=• ductibilité thermique de la matière stratifiée évacue la eîi&lexas? . à partir du pied des rebords ou rabats et la dissipe par l:intes -25 médiaire d'une large zone superficielle de la bande et 1 •ti» du câble. Far conséquent, l'écoulement de matière plastique s'effectue dans le sens de la moindre résistance, c'est-à-dire vers le matériau le plus chaud se trouvant au sommet des rebords. dis que la matière plastique s'écoule vers l'extérieur depuis sa 30 position entre les rebords, elle forme le cordon 40 par un effet de tension superficielle. Un perfectionnement appréciable dans l'uniformité de la configuration des rebords.est obtenu es. modifiant la surface active des galets d'écrasemsnt cornai® le montre la fig. 7. Suivant cette figure, les galets d'écrasement 34a 35 comportent un redan ou épaulement 54 U3iaé dans la surface périphérique de chacun 4'eux. Chaque épaulement mesure environ la moitié de l'épaisseur de la matière constituant le bord rabattu vers le haut qui est en contact avec ce galet. Cette simple modification permet de limiter et de commander 40 la pression nécessaire pour faire adhérer la partie inférieure 69 17151 6 2009468 la plus froide des rebords ou rabats, L'extrémité supérieure la plus chaude des rebords remplit ensuite l'espace prévu entre les galets sous la commande âes parties inférieures des rebords d'Tt-> ne façon uniforme» Seloa une autre modification des galets d'écrasement, la surface de ses derniers peut être munie d'un collet pour reproduire la bocso existant sur las reborls ou rabats pour une raison mécanique et (ou) sotas 19effet du travail. La pression exercée par les galets 34- contre le revêtement extérieur 26 des rebords 20 permet également Itefcrusioii 1s une partie du copolymère de faible densité constituant la che 28, qui est extradée depuis la position qu'il occupe entre la coubfc» métallique 22 et la couche extérieure 30. Cette ex» trusion apporte au cordon 40 de la matière supplémentaire, qmi ie joint à la matière extrudée à partir du revêtement intérieur 24- pour former une seule masse continue de eopolymèse a?e©ou-irant les bords dénudés de la couche métallique 22. Ainsi, ©a revêtement continu s8 étend depuis le revêtement intérieur 24-, on travers des bords supérieurs de la couche métallique 22, et redescend de l'autre oâté de cette couche métallique. Lorsque la matière formant le cordon 40 est extrudée ini-tialem-mt, sa température est suffisamment élevés pour la lier avec les bords de la couche métallique 22. Il ne se peae aucun problème de capture d'air sous le cordon du fait que l'opération sst progressive et que le cordon est formé le long des bords des rebords ou rabats, tandis que le eâble sous enveloppe se déplaça @s continu dans une direction longitudinale. Los rebords ou rabats 20 sont liés ensemble au niveau d{> leurs faces en regard par la fusion du copolymère de faible den™ aité faisant partie du revêtement 24■ et présent sur ces facet ân regard. Au delà des galets du poste de réunion par fusion, le joisfc traverse une matrice de stabilisation 44, puis une matrice de repliage 46 qui rabat les reberâs da sorte que l'un de ceux-ci est replié en arrière contre la suriaee circonférenbielle de l'enveloppe tubulaire 14-1 et que l'autre rebord recouvre celui qui est replié en arrière et lui est parallèle comme le montre la fig. 6. Ce repliage constitue une opération classique dans la réalisation des câbles sous enveloppe. Au delà de la matrice de repliage, le câble sous enveloppe traverse un dispositif 50 69 17151 7 ' 2009468 effectuant l'extrusion d'une gaine extérieure, qui est également d'une construction classique. Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. 69 17151 8 200946Ô BEVEHDICAIIOHS 1„ Appareil pour fabriquer un câble électrique gainé comportant une âme entourée d'une bande stratifiée repliée longitudinal ement et formant un tube à joint longitudinal entourant 5 l'âme, cette bande comportant une couche métallique et un revêtement de matière plastique appliqué sur les deux faces de cette couche métallique, caractérisé en ce qu'il comprend des organes de formage destinés à rabattre progressivement la bande autour de l'âme pour former un tube comportant des rebords ou rabats 10 orientés vers le haut le long des bords du joint, des organes de chauffage situés le long du trajet de déplacement longitudinal des rebords, des organes de pression situés au delà des organes de chauffage et entre lesquels passent les rebords, ces organes de pression comprenant des éléments situés à peu de distance 15 l'un de l'autre pour rapprocher les rebords l'un de l'autre et faire sortir par pression une partie du revêtement se trouvant entre les rebords de façon & former un cordon qui recouvre les bords coupés des rebords, et d'autres organes de formage qui replient les rebords vers le bas contre la surface circonférentiel™ 20 le du tube formé. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un outil tranchant situé à proximité des organes de formage, dans une position permettant d'ébavurer les bords supérieurs des rebords pour les rendre de niveau l'un avec I'sïl- 25 tre, les organes de chauffage étant situés en aval de l'outil tranchant dans la direction dans laquelle progresse le formage du tube. 3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des organes destinés à chauffer l'outil de coupe 30 pour fournir un joint continu grâce à une fusion au moins superficielle du copolymère, tandis que les bords fraîchement coupés défilent le long de la surface chauffée de l'outil tranchant, de façon à maintenir les bords dans leur alignement de coupe pendant le chauffage et la compression ultérieurs des rebords. 35 4. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de chauffage sont constitués par des enroulements à haute fréquence destinés à produire de la chaleur dans la couche métallique, pour faire fondre le revêtement se trouvant en contact avec cette couche métallique sans faire fondre la surfa-40 ce circonférentielle extérieure de ce revêtement, les organes de 69 17151 9 2009468 pression comprenant des galets entre lesquels passent les reboidi du tube, dont les bords supérieurs coupés sont orientés vers le haut, et des organes destinés à régler ces galets de façon à contrôler la quantité de revêtement qui est extradée vers le 5 haut pour s'étaler sur les "bords supérieurs des rebords„ 5. Appareil suivant la revendication caractérisé en ce que chacun des galets comporte un redan ou un épaulement ménagé à un niveau intermédiaire sur la hauteur du galet, chaque galet ayant, au-dessus de 1'épaulement*un diamètre supérieur à eelui 10 qu'il présente au-dessous de cet épaulement, de sorte que ces galets ménagent entre eux un jeu plus important au-dessous des é-paulements qu'au-dessus et exercent sur les rebords ou rabats une pression plus importante au-dessus du niveau des épaulements0 6« Appareil suivant la revendication 5s caractérisé en ce 15 que la différence entre les diamètres de chacun des galets au-dessous et au-dessus de 1*épaulement est égale à environ la moi-tié de l'épaisseur du matériau constituant le rebord redressé qui entre en contact avec ce galet* 7. Appareil suivant la revendication 5» caractérisé en ce 20 que la surface d'au moins l'un des galets est usinée pour former un collet de façon à ménager un relief sur le. rebord contre lequel le galet est en contact. 8. Procédé pour réunir hermétiquement les bords longitudinaux d'une enveloppe stratifiée de câble électrique comportant 25 une couche métallique revêtue sur ses deux faces d'une matière plastique et ayant subi un formage la transformant en un tube à joint longitudinal dont les bords sont redressés pour former des rebords ou rabats en regard qui possèdent un revêtement intérictsa? appliqué sur leurs surfaces circonférentielles liées ensemble, 30 caractérisé en ce qu'on chauffe le revêtement existant sur au moins une face de la couche métallique jusqu'à une température d@ fluidification, on achemine ensuite longitudinalemsnt les rebords jusqu'à un poste de compression, et on exerce une pression transversale sur les rebords revêtus au niveau du poste de compressiez 35 avec une force suffisante pour extruder une partie du revêtement fluidifié et pour l'amener à s'étaler sur les bords des rebords ou rabats. 9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'on chauffe le revêtement existant entre les rebords ou rabats p. 40 jusqu'à une température de fluidification et on fait passer ces BAn VAGINAL 69 17151 10 2009468 rebords par un poste de compression, les bords desdits rebords se trouvant orientés vers le haut, de façon que le revêtement fluidifié soit extrudé du fait de la pression et du gradient de température pour former le cordon protecteur situé au sommet des 5 bords des rebords ou rabats® 10« Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce g/a'on eh&uffe les rebords ou rabats revêtus par induction pour produire de la chaleur dans la couche métallique, on effectue rapidement ce chauffage jusqu'à une température ramollissant le 10 revêtement en contact avec la couche métallique pour atteindre one température de fluidification, et on arrête le chauffage avant que l'extérieur du revêtement se trouvant sur les rebords ne puisse fondre» 11* Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce 15 Qu'on ébavure les rebords ou rabats revêtus en utilisant un outil de coupe chauffé de façon thermostatique et contrôlée, à un® hauteur régulière et de façon progressive sur la longueur à* ,joint, pour laisser dénudés les bords du métal exposé«au niveau les extrémités supérieures des rebords, la pression transversal* 20 exercée au niveau du poste 4e compression provoquant l'extrusion du matériau de revêtement fluidifié sur toute la largeur des borës dénudés» BAD ORIGINAL