Brevet FR2009470A1 — publié le 19700206

La présente invention permet de réaliser le blindage d'un câble électrique à partir d'un ruban comportant une feuille métallique prise en sandwich entre des revêtements de matière plastique et «emportant un joint de recouvrement, à la place d'un ruban com-5 portant une feuille de métal relativement épaisse et des revêtements plastiques relativement minces, comme décrit dans le brevet des Etats Unis d'Amérique H° 3«332.138. le ruban utilisé pour le bliniage selon l'invention peut être du type décrit dans le brevet des Stats Unis d'Amérique iï° 3.206.541 » mais l'invention permet 10 d'éliminer le rebord ovlerabat existant dans ce dernier brevet cité et évite la triple épaisseur de l'enveloppe au niveau où. le rebord est rabattu contre la surface circonférentielle du reste de l'enveloppe. Deux types de rubans stratifiés ont été utilisés pour réaliser 15 des enveloppes entourant l'âme d'un câble, particulièrement pour les câbles de télécommunication. L'un de ces types de rubans, «oiura mx Etats Unis d'Amérique sous le nom de ruban du type "F.P.A.", comporte une oouche relativement épaisse d'un métal tel que l'aluminium, ayant une épaisseur comprise entre 125 et 250 microns, 20 revêtu sur ses deux faces par des couches de matière plastique ayant une épaisseur d'environ 25 à 75 microns. L'autre type de ruban, connu sous le nom de ruban du type "V.I.P,", est essentiellement un ruban de matière plastique comportant une couche médiane constituée par une feuille d'un métal tel que l'aluminium ayant 25 une épaisseur inférieure à 25 microns et prise en sandwich entre des revêtements de matière plastique dont chacun a une épaisseur comprise entre 100 et 250 microns. Ainsi, la matière plastique appliquée sur le ruban du type F.P.A. est considérablement plus épaisse que sa feuille métallique, alors que dans le ruban du type 30 V.I.P. les revêtements de matière plastique ont plusieurs fois l'épaisseur de la feuille métallique. Les gaines constituées par des rubans des deux types sont utilisées pour envelopper des âmes de câbles électriques en prévoyant une gaine protectrice extérieure appliquée sur l'enveloppe par ex-35 trusion. Pour rendre les bords du ruban étanches selon des joints dont on soit sûr, il était antérieurement nécessaire de redresser ces bords pour foxmer des rebords ou rabats, dont les faces intérieures en regard étaient chauffées et ensuite réunies par fusion en exerçant une certaine pression. Lorsque les rebords liés étaient 69 17153 2 2009470 rabattus sur le câble pour lui donner une section droite sensible-* ment circulaire, il se produisait une surépaisseur de 1*enveloppe au niveau des parties du ruban, rabattues, qui était égale à trois fois l'épaisseur du ruban stratifié. Cet inconvénient a été éliminé 5 pour les rubans Au type P„P.A«, ».?>. utilisant le procédé décrit i«ms le brevet N° 38 déjà cités, mais ce procédé ne eoavàent pis pour des rubans du type flaasi lesquels la plus graate p&si;:5-:* de la section est constituée par de 3,a a&tière plastiqua 10 L'invention a pour but de remédier à eet iasonvénieat. Ml# est matérialisée dans tm câble électrique dans lequel l'®nvel©gp® intérieure est réalisée à partir d'un, ruban du type V.I.5e et dans un procédé permettant de réaliser ua,e telle enveloppe e®as rebord ni rabat* Bu fait que le ruban Tel.?» comporte des couches de sa» 15 tière plastique plus épaisses et une feuille métallique meins épaisse, il pose des problèmes particuliers. Lorsque la chaleur est appliquée le long du joint de recouvrerait pour lier les bords du ruban du type V.I.P» longitudinalement autour d'une âne, l'épaisseur réduite du métal empêche la répartition de la chaleur de s'ef-20 fectuer comme dans un ruban du type F0P«A®, où. la matière plastique est mince et où le métal fournit m élément absorbant de la chaleur au delà de la zone localisée de chauffage» Sa plus du fait qu'il existe moins de métal pour transmettra la chaleur par conduction dans le sens circoàférentiel g les revite-25 ments plastiques plus importants dans le ruban du type V«I«P. soat mauvais conducteurs de la chaleur et provoquent le développement de gradients de température à forte pente dans les couches de matière plastique* Ceci est particulièrement vrai lorsque le chauffage est effectué à l'aide de jets de gaz chauds qui agissent par transfert de chaleur. Ces problèmes sont quelque peu différents avec un chauffage par induction. Lorsque la présente invention est utilisée avec des couches de polyéthylène présentant une faible densité, on prévoit de préférence des écrans vis-à-vis de la chaleur, placés au-dessous de 35 l'enveloppe. Des produits tels que du talc ou d'autres agents d'anti-adhérence peuvent être appliqués sur l'enveloppe fermée, avant que soit effectuée l'extrusion de la gaine protectrice extérieure en matière plastique, pour empêcher celle-ci de se lier à l'enveloppe à cause de la chaleur dégagée par la gaine à la suite de son bad original 69 17153 3 2009470 extrusion, qui ne peut être dissipée suffisamment vite pour 1* empêcher d'élever la température superficielle du ruban du type V.I.P. jusqu'à une température de fusion liant la gaine à l'enveloppe avec pour résultat une perte de flexibilité pour le câble et des pro-5 blêmes supplémentaires lorsqu'on dénude la gaine pour effectuer des connexions. On peut également utiliser d'autres rubans comportant une quatrième couche d'un polyéthylène présentant une densité élevée et un point de fusion supérieur à celui de la matière plastique ex-10 trudée, mais l'un des avantages de l'invention consiste en ce qu'elle s'applique sans nécessiter une telle quatrième couche* On utilise parfois des revêtements présentant une densité élevée et, par conséquent, un point de fusion plus élevé sur les deux faces d'un ruban stratifié* 15 Sans avoir recours aux galets de pression prévus pour réaliser les joints de recouvrement;' avec rebords ou rabats, l'invention permet de chauffer les bords du ruban de façon à provoquer un écoulement ou un étalement du revêtement de matière plastique autour des bords de la feuille métallique pour la protéger. 20 La description qui va suivre, faite en regard du dessin an nexé, donné à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La fig. 1 est une vue en coupe partielle montrant la structure d'us, ruban du type V.I.P. utilisé selon l'invention. 25 La fig. 2 est une représentation schématique en plan de l'ap pareil permettant de fabriquer un câble électrique selon la présente invention. La fig. 3 est une vue en coupe transversale à une échelle agrandie prise suivant la ligne 3-3 visible sur la fig.2. 30 La fig. 4 est une vue en coupe transversale d'une partie de la fig. 3 à une échelle très agrandie de sorte que les couches de l'enveloppe peuvent être représentées. La fig. 5 est une vue en coupe transversale à une échelle très agrandie, montrant le câble achevé. 35 La fig. 1 montre un ruban 10 comportant une feuille métalli que 12 revêtue sur sa face supérieure par une couche de matière plastique 14 et sur sa face inférieure par une couche correspondante de matière plastique 14'. La feuille 12 est constituée par un métal, de préférence de l'aluminium ou du cuivre, ayant une 69 17153 4 2009470 épaisseur inférieure à environ 25 microns* Chacune des couchés de matière plastique 14- et 14* est constituée par un polyéthylène adhésif lié à la feuille 12 et chaque couche de revêtement a une épaisseur d'environ 100 à 250 microns. 5 En pratique, les revêtements ou les couches de matière plastique 14 et 14* sont de préférence réalisés à partir à 'un copoly-mère greffé de polyéthylène et d'un monomère comportant un groupe carboxyle réactif* Un tel eopolymère greffé permet d'obtenir line liaison solide avec le métal, qui peut être dénommée une "liaison 10 cHoique". D'autres matières plastiques du type des polyoléfines ou polyalcènes peuvent être utilisées. On utilise parfois une autre couche de matière plastique appliquée au-dessus de la couche 14 et (ou) au-dessous de la couche 14'» ces couches supplémentaires présentant des températures de 15 fusion plus élevées que celle des couches 14 et 14' de façon à empêcher la couche protectrice extrudée ultérieurement de coller à l'enveloppe intérieure formée à partir du ruban 10* Cette possibilité peut être utilisés dans l'application de l'invention, mais l'une de ses particularités consiste à rendre possible le formage 20 d'enveloppes de câbles électriques à l'aide d'un ruban du type V.I.P* plus mince et moins coûteux, visible sur la fig.1» La fig. 2 est une représentation schématique montrant l'apparail permettant de réaliser un câble selon l'invention. Le ruban 10 traverse un poste 20 de formage du tube, comprenant un jeu ds galets 25 de préfoxoage 21 et des jeux de galets successifs 22, 23 et 24 qui transforment progressivement le ruban 10 en un tube sensiblement cylindrique* Un dispositif 26 de guidage des bords oblige l'un des bords 32 du ruban à recouvrir le bord opposé 34 comme le montre la fig. 3» de façon que la surface intérieure du bord 32 30 soit en contact avec la surface extérieure du bord 34 pour fournir un joint de recouvrement sans rebords ni rabats* L'âme 33 du câble est introduite dans le tube au fur et à mesure que celui-ci se forme, mais elle le remplit en laissant suffisamment de jeu pour que puissent s'effectuer des déplacements relatifs qui augmentent 35 la flexibilité du eàble terminé* Ainsi, l'âme du câble ne constitue pas un mandrin autour duquel le ruban 10 est rabattu, et les jeux de galets 21, 22, 23 et 24 ne sont que des supports extérieurs destinés à transformer le ruban en un tube quasi indépendant* Un chalumeau ou un ajutage 40 chauffe les surfaces en regard 69 17153 5 2009470 dos borde 32 et 34 au niveau du joint de recouvrement* Ce chauffage est très intense et s'effectue ®n corrélation asree la vitesse de déplacement du ruban» de sorte qm les faces ®a zagard des borda 32 et 34 sont chauffées rapidement jusqu'à lem> "température de 5 fusion avant qu'une quantité importante: â© chaleas1 as puissa s® déplacer dans la matière plastiqua sois^jsysoatQs, @®ssae cela sors, expliqué d'une façon plua complet© sa s© déférant à la figa4« Si l'on se référa à nouveau à la fige 2, l'eaveloppa tubîalais?a passe par un autre jeu de galets 44 qt&i? c©eshi3 ^présenté » e©m=° 10 prend quatre galets comportant d@s faces à*attaque concaves tituant un support cirealair» esEplct autour âo lsoa?eloppo tate=> laire, de façon à rabattre et à mettre en caatact les borde éu joint de recouvrement tandis qu'ils s© trswoat à la tsmpés&tgu?® de fusion* Ce jeu ie galets 44 pent ôtrs considéré, somme «ne aa-> 15 trice à galets et il possède l'avantage sssr les ssatriees fis©» qu© les contacts roulants des surfaces de resssrrsmsat m'étafelisesat qu'un contact temporaire avec l'enveloppe o&auffé© et évncrsat 2Si« pidement la chaleur par eonduetioa® G®s galets 44 geuvest être refroidis artificiellement p si désirée Au delà âe ce jem de galets 20 44» l'enveloppe -tabulaire, désignée mainteaaat par 1s référence 10', traverse une soufflerie 46 ©it des jets d'air appliquant Sa talc ou un autre agent d'anti-adhérence avee l'enveloppe arat qaa le câble ne pénètre dans un poste d'extrusion 50» Le jet d'air qui applique le talc ou un autre agent d'sati-sdfeérmce s©rt é|pl@°» 25 ment à refroidir un peu plus la surface extérieure ie l'eavsloppe 10'• Dans le poste d'extrusion 509 va revêteasat protecteur de matière plastique, sensiblement plus épais que l'snvelopp» 10*t subit une extrusion qui l'applique sur l'eavelopps suivant la pra° tique connue et comme cela sera expliqué plus en détail en se ré£é= 30 rant à la fig.5* La fig. 4 représente l'ajutage 40 projetant un jet d® gss chauds 54 directement sur les surfaces de la matière plastique des faces en regard des bords 32 et 34 du ruban 10. Si utili sant une chaleur intense en corrélation avec le défilement rapide 35 de l'enveloppe devant l'ajutage, les faces en regard des bords en matière plastique peuvent être amenées à leur température de fusion sans qu'il se produise une transmission de la chaleur d»,™* la masse de la matière plastique constituant le ruban 10. Du fait que la feuille 12 présente une section droite insuffisante pour éva- bad original 69 17153 6 2009470 cuer la chaleur d© la zone du joint de recouvrement, une chaleur excessive est transmise dans la matière plastique avec une dissipation circonf érentielle faible ou smLla pour atteindre les parties plus froides du ruban» Four rendre le chauffage moins critique, on 5 utilise écran protégeant à® la ©haleur, de préférence constitué Sar te p&pisr 58 appliqué msx l'êaa JS» partieulièremaat si l@o eoaânsteore 60 ô© l'Isa© 39s.t* d'toa icalant «a aatièffa plastic^© çtsi seafelt eaSorwa^é- pas 12&0 chaleur ©xassaive® lia face extérieur® du feorâ 52 ssrfe rapidement amené® en e©a~ 10 tact are© la faes iatéricma1© êm î»s?â 34 après l'éehauffe&aat créé par les gaz àhanAs 54* "st ^a, joint de rec@wr®sssxt étaneli# est famé m Usât ces faces de matière plastique l'uaa à l'autre. Il se produit un certain éc©ul®iEsat de la aatièr® plastique provenant de sa position entre le3 fac$3 ©a regard lorsqu'elles sont 15 réunies par la preasioa dm jeu d® galets 44 (fig* 2)« Cette ratière plastique s*écoulant d'entr® les faces liées du joint for&e des cordons 64 comme le représente la fig. 5. également, elle s'étale lentement autour des bords te roban pour recouvris? les arêtes de la feuille 12 si celles-ci sont dénudées. La fig. 5 20 montre également use ssusbs de taie 66 et un® gaine protectrice extérieure 70 constituée par de la matière plastique et recouvrant l'extérieur de l'enveloppe 10*? Le danger de liaison, de la gain© extérieure 70 avec l'enveloppe 10' est plus important avec w& rubaa du tvpe V.I.2?,» du 25 fait que les couches épaisses de matière plastique sont mauvaig@s conductrices de la chaleur® Le talc 66 empêche une tsll® liaison, même dans le cas où la matière plastique subissant une ©xtrusion pour constituer la gain» 70 eoiwaiiou?* à la matière plastique de la surface de l'enveloppe 10' m échauffement jusqu'à sa tempé-30 rature de fusion avant que la chaleur ne puisse être dissipée dans la masse ious-jacente d# la asatière constituant le refeea dn type Y.I.P. La gaine protectrice 70 est constituée par une matière isolante du point de vue électrique qui présente une résistance et un® 35 dureté mécaniques supérieures à celles du revêtement de polyéthylène se trouvant sur le ruban 10, comme c'est le cas dans la réalisation des câbles selon la pratique classique* Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans 40 s'écarter de l'invention. bad original 69 17153 7 2009470 iitssmciiiois 1Câble électrique caractérisé en ce qu'il comprend une âme constituée par des conducteurs, une enveloppe formée d'un ruban rabattu longitudinalement autour de l'âme et constituée par de la 5 matière plastique et par une feuille métallique formant une barrière pour les vapeurs, noyée dans la matière plastique, les bords opposés du ruban formant un joint de recouvrementg la face intérieure de l'un des bords recouvrant la face extérieure de l'autre bord et les;. faces en regard des bords étant liées par fusion l'une 10 à l'autre pour former un tube fermé, et une gaine protectrice de matière plastique différente de celle du ruban entourant l'enveloppe, 2.- Câble électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine protectrice est constituée par de la matière 15 plastique présentant une température d'extrusion plus élevée que la température de liaison par fusion de la matière plastique constituant la partie extérieure de l'enveloppe, une couche d'un agent d'anti-adhérence se trouvant sur la surface extérieure de l'enveloppe, entre celle-ci et la gaine protectrice, pour empêcher la 20 liaison de la gaine à l'enveloppe ainsi que la diminution de flexibilité qui en résulterait pour le câble et la perte de ses qualités permettant de le dénuder pour réaliser des connexions. 3.- Câble électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ruban comporte une feuille d'aluminium constituant 25 une barrière vis-à-vis des vapeurs et ayant une épaisseur inférieure à 25 microns, les revêtements de matière plastique se trouvant sur les deux faces de la barrière vis-à-vis des vapeurs étant constitués par les mêmes polyoléfines ou polyalcènes et ayant une épaisseur d'environ 100 à 250 microns, cette matière plastique s'é-30 tendant autour des bords latéraux de la feuille. 4.- Câble électrique suivant la revendication 3» caractérisé en ce que le revêtement de matière plastique est constitué par un copolymère greffé de polyéthylène et de groupes carboxyle réactifs et présente un point de ramollissement inférieur à la température 35 d'extrusion de la matière plastique constituant la gaine de protection. 5.- Câble électrique suivant la revendication 4» caractérisé en ce que son âme comporte plusieurs conducteurs, un isolant en matière plastique entourant les conducteurs, un écran vis-à-vis de 69 17153 s 2009470 la chaleur constitué par du papier étant placé sur la surface extérieure de l'âme et au-dessous de l'enveloppe, la gaine de protection étant réalisée dans line matière plastique présentant une température d'extrusion plus élevée que la température de fusion 5 de la matière plastique se trouvant à 11 extérieur de l'enveloppe, une couche de talc étant déposée sur l'enveloppe pour empêcher sa liaison avec la gaine» 6.- Câble électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ruban possède sur au moins l'une de ses faces un se- 10 cond revêtement de matière plastique qui recouvre la matière plastique en contact avec la feuille, ce second revêtement de matière plastique présentant une température de fusion plus élevée que celle de la matière plastique sous-jacente, le ruban étant rabattu de façon que ce second revêtement de matière plastique se trouve 15 à 1'Extérieur de l'enveloppe. 7.- Cêble électrique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le second revêtement est constitué par une matière plastique sensiblement identique à celle du premier revêtement, cette matière plastique étant toutefois un copolymère ayant une densité 20 plus élevée, ce qui a pour résultat une température de fusion plus élevée. 8.- Câble électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une couche d'un matériau mauvais conducteur de la chaleur enroulé autour de l'âme et constituant une barrière 25 ou un écran vis-à-vis de la chaleur entre l'âme et l'intérieur de 11 enveloppe»pt W agégt ;**aatlm»€.hégencB revêtant l'extérieur de l'enveloppe pour empêcher la surface de la matière plastique se trouvant à l'extérieur de l'enveloppe de se lier à la matière plastique constituant la gaine protectrice. 30 9.- Procédé pour appliquer une enveloppe sans rebordni rabat, constituée par un ruban comportant une feuille métallique formant un écran vis-à-vis des vapeurs et ayant une épaisseur inférieure à environ 25 microns, un revêtement de matière plastique disposé sur les deux faces du ruban ayant une épaisseur multiple de celle de 35 la feuille métallique et présentant une conductibilité à la chaleur sensiblement inférieure à celle de la feuille métallique, caractérisé en ce qu'on fait défiler l'âme et le ruban suivant un mouvement continu, on rabat le ruban au fur et à mesure de son défilement pour former un tube comportant un joint de recouvrement dnwg 69 17153 9 2009470 lequel la face intérieure de l'un des bords du ruban recouvre la face extérieure de son autre bord, on chauffe rapidement les faces en regard des bords du ruban pour les amener à leur température de fusion tandis que la matière plastique sous-jaceate reste ferme ou 5 rigide» on donne au ruban une forme circulaire, les faces en regard du joint de recouvrement étant mises en contact 1*une avec .l'autre grâce à des organes appliquant une pression sur la totalité de la périphérie du ruban, et on évacue la chaleur par l'intermédiaire de ceux des organes appliquant une pression qui m trouvent au e±*= 10 veau du joint de recouvrement. 10.— Procédé suivant la revendication 9» caractérisé en ce qu'on chauffe les faces de recouvrement des bords du ruban le Ions de son joint, ces bords du joint étant libres au moment du chauffage et dans la zone se trouvant au-dessous des surfaces chaufféeso 15 11.- Procédé suivant la revendication 9» caractérisé en ce qu'après avoir lié les bords par fusion pour former le joint de recouvrement, on revêt l'extérieur de l'enveloppe avec un agent d'an-ti-adhérenee pour empêcher la gaine protectrice extérieure de se lier à l'enveloppe, et on effectue ensuite l'extrusion de la matiè-20 re plastique constituant la gaine de protection sur l'extérieur d® l'enveloppe à une température au moins aussi élevée que la température approximative de fusion du revêtement de matière plastique se trouvant sur le ruban. 12.- Procédé suivant la revendication 9» caractérisé en ce que 25 l'enveloppe est chauffée à une température qui ramollit le revêtement de matière plastique se trouvant sur les bords du ruban jusqu'à une profondeur suffisante pour provoquer l'étalement d'une partie de la matière plastique sur les bords de la feuille métallique de façon qu'elle soit entièrement entourée par le revêtement 30 de matière plastique du ruban. 13.- Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le revêtement de matière plastique se trouvant sur chaque face de la feuille métallique a une épaisseur d'environ 100 à 250 microns, la fusion des faces en regard des bords du ruban au niveau du joint 35 s*effectuant sur une profondeur inférieure à environ la moitié de l'épaisseur de la matière plastique.