Brevet FR2011840A1 — publié le 19700313

Au cours de la fabrication, des conducteurs électriques isolés au papier, qui consiste à faire passer un conducteur dans un réservoir alimenté en pâte de "bois et à presser ensuite cette pâte pour former un ruban de papier dans lequel le conducteur 5 est enrobé, des rabairs attendant à partir des côtés opposés du conducteur sont enroulés autour de celui-ci pour former un tube cylindrique d'isolant au papier. Si les parties formant les bords du ruban (c'est-à-dire les rabats) étaient appliquées en permanence sur le reste du papier au cours de l'opération d'enrobage 10 ou de polissage, l'isolant se présenterait sous la forme d'un tube homogène continu. Cependant, cela ne se produit pas du fait que le ruban de papier humide n'adhère pas à lui-mime eomme le fait la pâte de bois. L'utilisation de colles, d'empois ou d'autres adjuvants pour fixer les rabats à la couche sous-jacente 15 du papier dans lequel le conducteur est noyé présente des inconvénients du fait qu'il en résulte une diminution des qualités isolantes du papier. Il est nécessaire d'exprimer l'eau de la pâte de bois et de former le papier avant d'effectuer l'opération d'enveloppement ou de polissage du fait qu'autrement le fil 20 conducteur et la pâte de bois se sépareraient lorsqu'ils sont enlevés ou écartés de la courroie de feutre sur laquelle s'effectue le drainage ou l'évacuation de l'eau. Au cours de l'opération ultérieure de séchage et de manipulation du fil, du fait que les rabats ne sont pas réunis her-25 métiquement à la couche sous-gacente du papier, ils s'ouvrent de façon intermittente et, dans certains cas, le fil dénudé forme ressort et s'échappe du papier dans lequel il est noyé. Du fait qu'il n'a pas été prévu de réunir hermétiquement les rabats d'une façon continue et positive, le produit obtenu selon la tech-30 nique antérieure n'est pas uniforme à cause de la répartition aléatoire et des degrés divers du collage des rabats. Au sens strict, les rabats sont ramenés vers le bas comme sous l'action d'un fer à repasser au cours des processus de polissage et de séchage, mais ils ne sont pas réunis hermétique— 35 ment. En présence d'une humidité importante pendant le raccordement des câbles et au cours de la manipulation du fil effectuée par un appareil de raccordement, les rabats tendent à se soulever et à s'ouvrir. Ce phénomène représente un inconvénient important en ce qui concerne les machines de raccordement automa-40 tique. Le déplacement des mâchoires qui serrent le fil tend à t 69 15835 2 2011840 ouvrir les rabats# le fil est courbé selon des angles aigus et cela contribue également à ouvrir les rabats. L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient. La présente invention est fondée sur la constatation que 5 certaines des fibres de la pâte de papier qui forme le papier humide et, d'une façon prédominante, celles qui sont parallèles et alignées longitudinalement par rapport aux bords du rabat, peuvent être remouillées à partir de la surface du papier humide et peuvent changer d'alignement ou d'orientation de façon à 10 agir comme un liant lorsqu'on les enroule autour de la surface extérietire du conducteur isolé d'une façon similaire à celle qu' on utilise pour guiper du coton autour d'un conducteur, par exemple pour bobiner le fil destiné à un aimant et aux appareils similaires. 15 En fait, le rabat prend 1*allure d'une couture au niveau du joint, les fibres réorientées occupant une position en hélice d'un côté à l'autre du joint formé par le rabat. De plus, une fois que le rabat est fixé comme décrit plus haut et que le fil humide comportant ce rabat fixé est ensuite entraîné à tra-20 vers un four de séchage, on en retire un bénéfice supplémentaire. Pendant le séchage rapide s*effectuant dans le four, les fibres du rabat et les fibres des couches sous-jacentes du papier humide sont maintenues en contact étroit par le serrage des rabats. Lorsque le séchage commence dans la zone chaude du four 25 de séchage, les fibres des rabats et les fibres des couches de papier sous-jacentes restent en contact ; au cours du phénomène de retrait et de formation de bouclas (dû au séchage) les fibres des rabats s'imbriquent jusqu'à un certain point avec les fibres du papier sous-jacent, ce qui aboutit à un quasi-entre-30 croisement mutuel des fibres du papier, qui ne se produit pas lorsque les rabats humides sont simplement enroulés autour de la couche sous-jacente de papier et laissés libres de se contracter et de se soulever légèrement au cours du processus de séchage. 35 Le liquide utilisé pour remouiller les fibres de la sur face peut également être utilisé comme véhicule pour une matière colorante lorsqu'il est désirable de teinter l'extérieur de l'isolant. Le colorant appliqué suivant l'invention se trouve sur la surface de l'isolant et ne filtre pas à travers celui-ci0 Ce 40 phénomène maintient mieux les caractéristiques isolantes du paplen 69 5 10 15 20 25 30 55 40 15835 3 2011840 La description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, donné à titre non limitatif et dont toutes les figures portent les mêmes références numériques pour désigner les pièces correspondantes, permettra de mieux comprendre l'invention* Les fig. 1a et 1b, considérées ensemble, constituent une représentation schématique en élévation latérale de l'appareil permettant de fabriquer des conducteurs électriques isolés à la pâte de bois selon l'invention. La fig. 2 est une vue en coupe, à une échelle agrandie, suivant la ligne 2-2 de la fig. 1a, montrant la façon dont la pâte de bois est moulée ou mise en forme autour du conducteur électrique, ses rabats s'étendant des deux côtés du conducteur. La fig. 3 est une vue en coupe, à échelle agrandie, prise suivant la ligne 3-3 de la fig. 1b, montrant les modifications de la section droite du rabat après que la pâte de bois a été comprimée ou pressée pour en exprimer l'excès d'eau et pour produire un papier isolant, et montrant également l'application de l'eau pour remouiller les fibres de la surface à proximité du bord du rabat le plus long. La fig. 4 est une représentation schématique montrant l'application du jet d'eau sur le papier isolant. La fig. 5 est une représentation en perspective partielle du conducteur isolé après son polissage, montrant la façon dont les fibres remouillées appartenant au rabat le plus long s'étendent en travers du joint de recouvrement. Un conducteur électrique constitué par tin fil nu 10 est prélevé à un touret de dévidage 12 au niveau d'un poste d'alimentation ou de distribution du conducteur 14. Le fil passe sur des galets de guidage 16 et traverse un dispositif de nettoyage 18, passe ensuite sur d'autres guides 19 et pénètre dans un réservoir 20 contenant un cylindre 22 qui tourne sur un axe 24. L'appareil comprend en réalité un grand nombre de conducteurs parallèles mais, pour simplifier l'illustration et la description, l'invention sera décrite en se référant à un seul conducteur. Le réservoir 20 contient de la pâte de bois 26 représentée sur la figure 1a par des traits interrompus, et le conducteur 10 passe autour de la partie inférieure"du cylindre 22 et devient un conducteur noyé ou enrobé dans une masse de pâte de bois 30 qui entoure la totalité de la périphérie de 69 15835 4 2011840 ce conducteur 10 et qui comporte des pattes ou rabats 32 et 34. Suivant une particularité de l'invention, le conducteur 10 est excentré par rapport à la masse de la pâte de bois 30, de sorte que le rabat 34 est sensiblement plus long que le rabat 5 32. Le cylindre 22 s'étend au-dessus de la surface de la pâte de bois 26 qui se trouve dans le réservoir «t, au niveau d'un emplacement 38, la pâte de bois 30 ainsi que le conducteur 10 qui y est noyé sont extraits du cylindre et amenés à 10 un convoyeur constitué de préférence par une courroie de feutre 40. Cette courroie 40 passe autour d'un galet de guidage 42 et entre d'autres galets de guidage 44 pour atteindre un poste de compression 46 où la pâte de bois 30 ainsi que le conducteur 10 qui y est noyé sont pressés entre des galets de 15 pression 48 pour exprimer l'excès d'eau de la pâte de bois, de sorte que celle-ci est transformée en un papier humide 30'o Le poste de compression 46 se trouve à une distance relativement importante du galet de guidage 42, de sorte qu'une quantité d'eau importante peut s'échapper de la pâte de bois avant 20 que celle-ci n'atteigne les galets de pression 48. Du côté sortie des galets de pression 48, le papier isolant 30' ainsi que le conducteur 10 qui y est noyé sont é-cartés de la courroie transporteuse 40 du fait que le papier présente une résistance suffisante pour rester sur le conducteur 25 après que 1'excès d'eau a été exprimé par la compression exercée par les galets 48. La courroie 40, qui est une courroie sans fin, passe autour des galets de guidage 50 et revient jusqu'au galet de guidage 42 en passant devant un dispositif batteur 41 et un rouleau à aspiration 43. 30 L'appareil décrit jusqu'ici est représenté schématiquement et sans aucun détail du fait qu'il est classique, sauf en ce qui concerne la particularité suivant laquelle le dernier galet de guidage 19 du fil excentre le conducteur 10 par rapport à la masse de la pâte de bois 30» 35 Le papier isolant 30' ainsi que le conducteur 10 qui y est noyé passent autour des galets de guidage 52 et 53 pour atteindre ensuite une machine de polissage 52 dans laquelle le3 rabats 32 et 34 sont repliés autour du papier qui couvre le conducteur 10 et sont enroulés de façon à fournir un ensem-40 ble présentant une section droite.sensiblement circulaire comme 69 15835 5 2011840 le montre la fig. 4. Lorsqu'une excentration est assurée, le conducteur 10 est de préférence situé de façon qu'au moins 70 % de la largeur de la bande de papier dans laquelle ce conducteur est noyé se trouvent du côté du rabat 34 et que pas 5 plus de 30 % de la largeur de la bande de papier se trouvent de l'autre côté du conducteur, comme le montre la fig. 3. Selon cette construction, le rabat 34 est enroulé autour de la presque totalité de la circonférence de l'ensemble, comme le montre la fig. 5• Il enrésulte un tube de papier isolant com-10 portant seulement un joint de recouvrement 60 sur sa surface extérieure. Il est évident que la longueur réelle du rabat 34 dépend, pour obtenir ce résultat,' de l'épaisseur des rabats aussi bien que de leur longueur, du fait que le rabat 34 doit recouvrir le rabat enroulé 32, qu'une plus grande longueur est 15 nécessaire pour le rabat 34 si les rabats 32 et 34 sont plus épais et que, par conséquent, le rayon autour duquel le rabat 34 doit être enroulé est augmenté. Si l'on tte réfère à nouveau à la fig. 1b, un jet d'eau est appliqué à la bande isolante 30' se déplaçant en continu par 20 l'intermédiaire d'un ajutage 64, au niveau d'un emplacement se trouvant juste en amont de la machine de polissage 56. Ce jet d'eau, qui contient également un colorant si l'isolant doit être teinté, parvient à l'ajutage 64 par l'intermédiaire d'un conduit 66, à partir d'un réservoir d'alimentation en eau et en 25 colorant 68. Le débit est contrôlé par la pression hydrostatique résultant du niveau stable du liquide se trouvant dans le réservoir d'alimentation. Les détails correspondant à ce niveau maintenu constant sont classiques et ne sont pas représentés. L'ajutage 64 est placé d'un côté du rabat long 34- et 30 le jet d'eau est appliqué sur la surface de ce rabat 34 qui se trouvera à l'extérieur de l'ensemble isolant après l'opération de polissage. Suivant une particularité de l'invention, l'eau provenant de l'ajutage 64 est projetée sur la surface du rabat 34 immédiatement en amont du point auquel la machine de 35 polissage 56 entre en contact avec les rabats pour les rabattre circonférentiellement autour du conducteur 10 et de 1'isolément au papier qui revit le conducteur lui-même. La fig. 3 montre l'eau provenant de l'ajutage 64 et désignée par 74-. Cette eau est appliquée sur la surface de l'isolant au papier à 40 une si faible distance de la machine de polissage 56 tue l'eau 69 15835 6 2011840 .74 n'a pas le trempé de détremper le papier humide ayant que la machine de polissage n'entre en contact avec les fibres des surfaces q.ui sont remouillées par ce jet d'eau 74. Ces fibres remouillées sont ainsi réorientées par rapport à leurs positions 5 longitudinales, jusqu'à une ou des positions en hélice qui résultent du déplacement longitudinal de 1*isolant 30' et du conducteur 10 à travers la machine de polissage ainsi que du mouvement rotatif de celle-ci par rapport à la surface de l'isolant au papier. 10 En pratique, cette opération de remouillage nécessite l'existence d'un rapport ou d'une corrélation entre la quantité d'eau 74, la distance depuis l'ajutage 64 jusqu'aux surfaces de contact de la machine de polissage et la vitesse longitudinale du conducteur et de son isolant traversant cette machine de 15 polissage. L'expérience a montré que de 2 à 5 % des fibres de la surface peuvent être remouillées et délogées ou déplacées par rapport à leur alignement longitudinal prédominant (parallèle au conducteur 10) par les surfaces de contact de la tête de 20 polissage qui tourne à une vitesse de 6000 tr/mn, pour un déplacement de l'isolant au papier traversant la machine de polissage à une vitesse de 30 à 45 m/nâx. Ces chiffres sont donnés à titre d'exemple, mais selon le mode de réalisation préféré, la vitesse de la tête de polissage est au moins de 5000 tr/mn et 25 la progression du conducteur et de l'isolant dans la machine de polissage s'effectue à une vitesse d'au moins 30 m/mn. Au fur et à mesure que l'isolant au papier passe à travers la machine de polissage 56, il présente une teneur approximative en eau de 70 % et une teneur en pâte séchée de 30 en négligeant le 30 courant libre d'eau de mouillage. Dans de telles conditions opératoires, on obtient de bons résultats avec un ajutage 64 placé entre 60 et 90 cm en amont du point auquel la machine de polissage entre initialement en contact avec les rabats 32 et 34 pour les replier. Ces valeurs sont simplement données à titre 35 d'exemple. L'ajutage 64 peut être une aiguille de seringue hypodermique du calibre désigné aux Ebats Unis d'Amérique sous la référence n° 20 ou 22 et le jet d'eau nécessaire provenant de oet ajutage peut être obtenu par la pression statique correspondant 40 à une colonne d'eau d'environ 65 cm. Le jet d'eau 74- est 69 15835 7 2011840 empêché de s'étaler sur le rabat 32 par la "bosse eu la convexité de l'isolant se trouvant au-dessus du conducteur 10, cette bosse servant de barrière. Lorsqu'un colorant est inclus dans l'eau 74-, la surface extérieure du rabat 34 est colorée et 5 il en résulte une coloration de la totalité de la surface extérieure du conducteur fini lorsque le rabat 34 est suffisamment long pour s'étendre autour de la circonférence entière de l'ensemble comme le montre la fig. 5. Les fibres superficielles remouillées s'étendant hélicoï-dalement en travers du joint de recouvrement 60 sont désignées 10 schématiquement par 78. Ces fibres maintiennent le joint fermé tandis qu'il traverse un four de séchage 80 (Fig. 1b). Le joint étant maintenu fermé, il se produit un entrecroisement des fibres des surfaces communes du joint 34 et de l'isolant au papier sur lequel ce dernier est enroulé, comme cela a été expli-15 qué précédemment. L'isolant produit selon l'invention est sensiblement plus résistant que celui obtenu par les procédés antérieurs qui ne comprennent pas le stade de remouillage destiné à réorienter les fibres le long du bord du joint avant le polissage. Il présente également des implications mécaniques et électri-20 ques supplémentaires : Lorsqu'on effectue une réunion par paires, un commettage ou un câblage, l'isolant des conducteurs est maintenu rigidement autour des fils à cause de la réunion hermétique des rabats, d'une façon plus nette que selon la technique antérieure. Cela aboutit à une inductance plus élevée par paires de 25 conducteurs et à une capacité mutuelle plus faible pour une section droite donnée de câble. Au delà du four de séchage 80, le conducteur isolé passe autour d'un cabestan d'entraînement 82 et sur des galets de guidage 84 pour atteindre des tourets d'envidage 86 sur les-30 quels le fil est bobiné. Des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. 69 15835 8 2011840 SETENDICAîIOlfS 1. Procédé pour fabriquer des conducteurs électriques isolés au papier, caractérisé en ce qu'on fait passer un conducteur électrique dans une masse de pâte de papier pour appliquer un 5 revêtement de pâte sur le conducteur, on presse la pâte sur le conducteur pour en exprimer l'eau et pour former une "bande d'isolant en papier humide, le conducteur étant noyé dans cette "bande et un ra"bat de papier s'étendant au moins d'un côté du conducteur, on rend ce rabat suffisamment long pour pouvoir 10 l'enrouler autour de la périphérie du conducteur et de l'autre isolant se trouvant sur le conducteur, et on enroule ensuite le rabat de papier humide autour du conducteur et de cet autre isolant pour former tm tube de papier comportant un joint de recouvrement unique. 15 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on forme une bande de papier comportant des rabats s'étendant de part et d'autre du conducteur, et on place initialement le conducteur d'une façon excentrée dans le revêtement de pâte de papier de sorte que la bande papier se forme en comportant un 20 rabat sensiblement plus long que l'autre. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'on remouille une partie des fibres superficielles se trouvant sur celle des surfaces du rabat le plus long qui forme la surface extérieure du tube isolant, en appliquant de l'eau sur cette 25 surface après l'opération de compression de la pâte et avant l'enroulement des rabats autour du conducteur, et on utilise l'application de ces fibres remouillées contre le joint de recouvrement pendant l'enroulement des rabats autour du conducteur pour maintenir le joint fermé. 30 4-. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on dirige tan jet d'eau contre le rabat le plus long en le faisant progresser suivant la longueur de la bande isolante pour rempuiller les fibres superficielles, et on enroule les rabats de papier autour du conducteur avant que le jet d'eau n'ait eu 35 le temps de détremper le papier. 5. Procédé suivant la revendication 3» caractérisé en ce qu'on colore la surface extérieure du conducteur isolé en introduisant un colorant dans l'eau appliquée sur la surface du rabat pour remouiller les fibres superficielles. 40 6. Procédé suivant la revendication 5» caractérisé en ce 69 15835 9 2011840 que le colorant n'est appliqué que sur la surface extérieure du rabat le plus long et que le reste de l'isolant se trouvant sur le conducteur est laissé exempt de colorant de façon à maintenir de meilleures caractéristiques électriques et à ne pas diminuer 5 les caractéristiques physiques de -vieillissement. 7» Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on oriente les fibres remouillées transversalement par rapport au joint de recouvrement formé par l'enroulement du rabat autour de l'autre isolant pour maintenir 10 le joint fermé, et on sèche ensuite l'isolant. 8. Procédé suivant la revendication 7» caractérisé en ce qu'on enroule le rabat en faisant progresser le conducteur à une vitesse supérieure à 30 m/mn à travers un dispositif de polissage qui tourne à une vitesse supérieure à 5000 tr/mn, on 15 remouille les fibres superficielles en appliquant de l'eau sur ladite surface approximativement à 60 - 90 cm en amont du point de venue en contact de la tête de polissage avec le rabat, de sorte que le rabat est enroulé avant que l'eau appliquée n'ait eu le temps de détremper le papier, et on réoriente les fibres 20 remouillées suivant une hélice en travers du joint. 9. Procédé suivant la revendication 7$ caractérisé en ce qu'on remouille les fibres superficielles en appliquant de l'eau sur ladite surface, et on colore au moins une partie de la surface extérieure du conducteur isolé en ajoutant un colorant à 25 l'eau appliquée. 10. Procédé suivant la_revendication 7s caractérisé en ce qu'on forme une bande de papier isolant comportant des rabats s'étendant de part et d'autre du conducteur, on colore au moins une partie de la surface extérieure de l'isolant en appliquant 30 un colorant sur cette surface et on limite la présence du colorant dans l'isolant de façon à préserver les caractéristiques électriques de l'isolant en appliquant le colorant seulement à ladite surface du rabat dont les fibres superficielles sont remouillées. 3? 11. Conducteur électrique caractérisé en ce qu8il comprend un conducteur filiforme, un revêtement sensiblement homogène de papier isolant entourant ce conducteur filiforme,.et un rabat de papier constitué par un élément faisant partie de la masse du revêtement homogène et enroulé autour de la presque totalité 40 de la périphérie de ce revêtement homogène, le bord du rabat 69 15835 10 2011840 étant en contact avec l'isolant au papier soue-jacent pour former un joint de recouvrement. 12o Conducteur électrique suivant la revendication 11, caractérisé en ce que le papier est obtenu à partir de pâte de 5 "bois et qu'il possède des fibres superficielles faisant partie du rabat et s'étendant en travers du joint de recouvrement pour maintenir celui-ci fermé. 13» Conducteur électrique suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le papier comporte deux rabats s'étendant 10 à partir du revêtement homogène de part et d'autre des côtés opposés du conducteur, le rabat enveloppant la presque totalité de la périphérie étant plus long que l'autre rabat et le recouvrant complètement lorsque les rabats sont enroulés pour former un tube isolant présentant une section droite sensiblement cir-15 culaire, un colorant étant appliqué sur la surface extérieure du rabat le plus long et uniquement sur cette surface extérieure. 14. Appareil pour appliquer^un conducteur électrique un isolant au papier sous la forme de pâte de bois, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif permettant d'appliquer de la 20 pâte de bois autour d'un conducteur se présentant sous la forme d'un fil en formant des rabat» de pâte de bois s'étendant dans' des directions opposées à partir du conducteur, un convoyeur ôur;lequel la pâte de bois et le conducteur qui y est noyé sont transportés progressivement à partir du dispositif appliquant 25 la pâte de bois, un dispositif exerçant une pression, qui exprime l'eau de la pâte pour la transformer en papier autour du conducteur, un dispositif de polissage par lequel passent le conducteur et le papier, comprenant des organes destinés à enrouler les rabats sur le conducteur et l'isolant au papier se 30 trouvant à son niveau ou l'enrobant déjà, et un dispositif permettant d'appliquer de l'eau, placé entre le dispositif exerçant une pression et le dispositif de polissage, dans une position permettant d'appliquer de l'eau à celle des surfaces de l'un des rabats qui forme une paroi extérieure de l'isolant 35 après le polissage, de façon à remouiller une partie des fibres superficielles de ce rabat immédiatement en amont du dispositif de polissage» 15. Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif permettant d'appliquer la pâte de papier 40 autour du conducteur filiforme comprend un guide qui excentre 69 15835 n 2011840 le conducteur dans la pâte de papier pour réaliser des rabats de longueurs inégales, le rabat le plus long présentant une longueur suffisante pour entourer sensiblement la totalité de la circonférence du conducteur isolé, fini, le dispositif permet-5 tant d'appliquer de l'eau étant également un dispositif permettant d'appliquer un colorant destiné à colorer au moins une partie de la surface extérieure de l'isolant fini, l'appareil comprenant également un four à travers lequel passe l'isolant au papier et dans lequel il est rapidement séché dans un emplacemeifc 10 situé en aval du dispositif de polissage.