Brevet FR2096951A1 — publié le 19720303

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour l'assemblage de conducteurs revêtus de résine pour former des câbles utilisés dans la fabrication de harnais de câbles électriques ou similaires. Selon l'usage adopté dans la fabrication de câbles à conducteurs multiples ou similaires, on commence par chauffer la résine constituant la gaine isolante extérieure des conducteurs, puis, l'isolation de résine étant encore collante et soudable, les conducteurs sont réunis, de sorte que les surfaces en contact des conducteurs contigus se fusionnent. Plusieurs propositions ont été faites pour procéder à ce chauffage.Par exemple : on fait passer en continu les conducteurs à travers un tunnel chauffant ou un dispositif similaire et la totalité du conducteur est chauffée avant ltopération d'assemblage ; selon une autre proposition, on fait passer les conducteurs sur des semelles ou autres surfaces chauffées pour engendrer de la chaleur à la surface du conducteur avant son assemblage avec d'autres conducteurs ; selon un autre procédé encore, on a recours à des solvants pour rendre collantes les surfaces des conducteurs qui sont ensuite soudées, d'abord par dissolution de la résine, puis par un chauffage qui fusionne les surfaces soudées. La notion de semelle chauffée est fondée sur l'idée de produire un chauffage localisé du conducteur dans la région où la soudure doit être réalisée. Les inconvénients des procédés ainsi énumrés sont liés au fait que, pour la plupart, ils ne conviennent pas au soudage de conducteurs qui ne comportent qu'un revêtement très mince d'isolation de résine, car cette isolation tend à être enlevée par frottement ou à être déformée tandis qu'elle passe au niveau d'une surface chauffée. En ce qui concerne le chauffage du conducteur entier, par passage à travers des tunnels chauffants ou similaires, ce procédé s7est révélé insatisfaisant, car il est coûteux et difficile à contrôler, tandis que l'isolation a tendance à se déformer au moment où les conducteurs sont réunis pour effectuer le soudage, à cause de difficultés que pose la manipulation lorsque le conducteur est chauffé dans sa totalité. Pour améliorer ces procédés antérieurs, le besoin se fait donc ressentir d'une technique de fabrication qui soit plus rapide et qui se prête à l'assemblage de plusieurs conducteurs à grande vitesse et de manière fiable. Il est également souhaitable de disposer dtun procédé nouveau et amélioré pour former des câbles à conducteurs multiples, procédé qui convienne non seulement pour des couches d'isolation relativement épaisses (ou fortes) mais aussi pour des revêtements isolants relativement minces, lesouels ont tendance à être enlevés de l'âme métallique lorsque le conducteur chauffé entre en contact avec une surface apposée. L'invention est applicable aussi bien à la formation de câbles à conducteurs multiples comportant des couches isolantes minces que des couches épaisses d'isolation. En outre, l'invention fournit le moyen d'accroître le débit de production, avec la possibilité de contrôler plus précisément le traitement, en limitant les zones de chauffage aux sections de l'isolation qui sont réunies tangentiellement. D'autres buts et caractéristiques de l'invention ressortiront d'une étude de la description suivante, donnée en référence aux dessins annexés. La fig. 1 est une vue de dessus de l'appareil qui est utilisé pour former le câble et qui met en pratique les différentes caractéristiques du procédé selon l'invention. La fic. 2 est une vue en élévation frontale de l'appareil représenté sur la figure 1. La fig. 3 est une vue de détail, à échelle agrandie, de la partie de l'appareil dans laquelle les conducteurs convergent pour être chauffés au niveau de leurs surfaces tangentielles par un jet d'air chaud, puis sont réunis tangentiellement. La fig. 4 illustre schématiquement le courant d'air tandis qu'il passe dans les interstices entre les conducteurs, cette vue étant très agrandie pour illustrer le principe qui intervient dans le chauffage localisé de zones prédéterminées des conducteurs. La fig. 5 est une vue en coupe transversale des conducteurs réunis constituant le ruban. La fig. 6 représente les conducteurs réunis d'après les enseignements de la technique antérieure, mettant en évidence des déformations inadmissibles de ces conducteurs. Sur les dessins, auxquels on se référera maintenant, il a été représenté plusieurs bobines alimentaires 10, 12 et 14, à partir desquelles sont appelées des kngueurs continues de conducteurs 16, 18 et 20. Les conducteurs peuvent être semblables ou présenter des calibres différents, selon les caractéristiques et les spécifications du produit fini. Chaque conducteur est composé d'une âme centrale en un métal électriquement conducteur tel que le cuivre ou similaire, et d'une couche extérieure d'une composition de résine isolante. La résine peut être lê chlorure de polyvinyle, l'acétate de polyvinyle, etc., ou toute autre composition appropriée, la seule exigence étant qu'elle puisse être soudée, sous l'effet de la chaleur et de la pression, avec les compositions de résine des autres conducteurs.Les bobines alimentaires peuvent être montées sur un axe commun 22, afin que chacune d'en- tre elles tourne en synchronisme, délivrant les conducteurs à la même vitesse. Après avoir quitté les bobines alimentaires, les fils passent sur un certain nombre de rouleaux redresseurs 26 et 28, lesquels sont disposés en eux opposés, de sorte qu'au moment où les conducteurs quittent les rouleaux redresseurs, ils soient pratiquement rectilignes et puissent être alignés en contact bord à bord sur toute leur longueur. Puis les trois conducteurs passent entre des rouleaux de positionnement 32, 34 qui les disposent dans le même plan les uns par rapport aux autres. Ainsi, dans la zone désignée par le nombre de référence 38 (fig. 1 et 2) les conducteurs sont à l'état redressé et sont situés dans un même plan. Puis les conducteurs sont dirigés, en convergeant, vers une chambre 40 délimitée par une paroi supérieure 42 et une paroi inférieure 44 avec un orifice d'entrée 46, cette chambre 40 ayant une section progressivement décroissante en direction longitudinale (fig. 1) et étant inclinée (fig. 2) afin d'offrir un minimum de résistance au mouvement longitudinal des conducteurs tandis que ceux-ci traversent progressivement la chambre, se rapprochant de plus en plus les uns des autres. La paroi supérieure 42 comporte un orifice 50 par lequel est dirigé un jet de gaz chauds, par exemple d'air, ce jet d'air étant produIt par un dispositif de chauffage 52 contenant une résistance ou un élément chauffant à gaz. Le jet d'air (fig. 4) embrasse toute la largeur correspondant & la somme des diamètres transversaux des conducteurs et le courant se concentre aux points de tangence des différents conducteurs. Ce courant 'air chauffé est dirl.sx serperdlculairement N la direction de mouvement des conducteurs , puis il traverse les interstices entre les conducteurs contigus (fig. 4).Le courant d'air tend à s'intensifier dans la zone de ces interstices, ce qui implique un effet de chauffage plus marqué localement dans les zones des conducteurs qui sont léchées plus activement par le courant d'air. Après que les sections contiguës des conducteurs ont été chauffées par le jet d'air chaud, comme indiqué sur la fig. 4, les conducteurs sont réunis par des organes de guidage 54, 56 qui sont séparés par une distance approximativement égale à la somme des dimensions diamétrales des trois conducteurs.Ainsi, le léger contact tangentiel des sections chauffées des conducteurs contigus produit un assemblage soudé continu entre ces conducteurs et ce contact intime intervient immédiatement à la suite de l'exposition de la section tangentielle à la chaleur intense produite par le jet d'air chaud, de sorte que les conducteurs n'ont pas l'occasion de se refroidir avant d'entrer en contact mutuel. Il est ainsi formé une liaison tangentielle continue entre les conducteurs juxtaposés, mais le léger contact produit entre ces conducteurs juxtaposés, au moment où ils sont réunis, est tel qu'aucune déformation des conducteurs ne se produise. Par exemple, comme le montre la fig. 6, avec les procédés antérieurs d'assemblaqe de conducteurs par soudage, il se produisait une déformation notable des conducteurs individuels, ce qui augmentait le risque d'enlèvement d'une certaine partie de la couche isolante et donnait également lieu à un cloquage ou à la formation de coulées et d'inégalités dans la surface du câble. Après que les conducteurs ont été assemblés, ils longent une surface 56, puis traversent une ouverture formée dans la barre de retenue 58, ce qui produit un effet de nivellement sur la surface du câble, lequel est enfin enroulé sur un tambour récepteur 60. Le ruban est fabriqué en continu et les conducteurs sont attirés à travers l'appareil pour former une bande continue par un dispositif d'entraînement à moteur approprié (non représenté) qui agit par l'intermédiaire du tambour récepteur 60 ou en un point intermédiaire approprié, par exemple sur la longueur du câble 62. Afin que l'appareil puisse être adapté à des dimensions et nombres divers de conducteurs, il peut être réglé en desserrant simplement les vis 64 d'assujettissement des barres de guidage 54, 56 et en éloignant ou en rapprochant ces deux barres, selon le cas. De même, on peut faire varier l'écart entre les organes de nivellement 32, 34 et la chambre 42, afin d'établir le degré désiré de convergence des conducteurs. Quoi qu'il en soit, le degré de convergence sera tel que l'interstice entre les conducteurs , au point où le jet d'air chaud est dirigé vers le bas à travers les conducteurs, soit de l'ordre de 0,25 à 1,52 mm. Le rapport entre les dimensions des interstices et des conducteurs pour un effet de chauffage approprié peut être important.Par exemple, s'il n'y a pas d'interstices au point où le jet d'air chaud est dirigé, seule la surface supérieure des conducteurs sera chauffée et ce n'est pas à ce niveau qu'il est important d'appliquer le chauffage si l'on veut effectuer une soudure satisfaisante. D'autre part, si les interstices deviennent trop grands, le chauffage a tendance à être moins localisé et, en fait, les effets du chauffage sont dissipés, de sorte qu'il n'y a pas une intensité de chaleur suffisante à l'endroit qui convient. Ce qu'il faut pour cela, c'est une convergence progressive des conducteurs, de sorte cru'ils soient séparés par une distance de l'ordre de 0,25 à 1,52 mm au moment où ils reçoivent le jet d'air chaud, ceci n'étant qu'une Indication de gamme applicable, sans aucune idée de limitation par une gamme particulière de dimensions des interstices, étant bien entendu que la dimension des interstices est déterminée en partie par le calibre des conducteurs.Par exemple, si le calibre des conducteurs est faible, la dimension des interstices sera réduite en conséquence et, de même, avec des conducteurs de plus gros calibre , la dimension des interstices sera augmentée en proportio. Ce sont là des considérations qui seront établies dans le cadre de l'expérience en la matière, en se fondant sur les principes généraux ici exposés et en prenant en considération les conditions particulières de calibre des conducteurs, de température et de composition du revêtement de résine. En service, plusieurs brins de conducteur sont appelés en continu à partir des bobines alimentaires 10, 12 et 14, traversent les rouleaux redresseurs 26, 28 où ils sont redressés et, lorsqu'ils sont rectilignes, ils peuvent être placés en rapport de Juxtaposition continue les uns par rapport aux autres. Après être passés à travers les rouleaux de positionnement 32, 34 qui les disposent dans un même plan, les conducteurs sont enfilés à travers une chambre dont les parois latérales convergent et dont le fond est incliné vers le haut, tandis que la chambre reçoit en permanence un jet chauffé d'air qui y pénètre par l'orifice 50 et qui est dirigé perpendiculairement à la direction de mouvement des conducteurs.Les conducteurs qui sont séparés mutuellement par de légers intervalles, reçoivent un courant chauffé de gaz chauds à travers ces intervalles et les surfaces extérieures des conducteurs sont chauffées en des points localisés, tels qu'indiqués par l'intensité du courant sur la fig. 4 Ainsi, les surfaces tangentielles en regard des conducteurs sont chauffées dans une mesure notable et à un degré suffisant pour que l'isolation de résine prenne un état collant et soudable. Après avoir traversé les interstices, les gaz chauds sont dirigés à contre-courant des conducteurs, sortant par l'orifice 46 : ce faisant, ils pré-chauffent l'ensemble des conducteurs. De la sorte, la vitesse linéaire des conducteurs à travers la chambre peut être augmentée, étant donné qu'au moment où les conducteurs atteignent le début de la zone d'exposition aux gaz chauds, ils sont déjà chauffés à un degré tel que la zone critique de leur périphérie peut atteindre rapidement la température de soudage. Les conducteurs sont ensuite placés en rapport tangentiel par les guides 54, 56 qui produisent un contact léger, mais néanmoins efficace, provoquant une soudure linéaire entre les conducteurs juxtaposés, réunissant ainsi par soudage les conducteurs en un câble ayant, en coupe transversale, la forme représentée sur la fig. 5 Après être passés sur la surface plane 57, ils passent audessous d'une barre de nivellement 58 et sur une bobine réceptrice 60. Le cable est produit en continu et à une vitesse élevée, la vitesse linéaire étant de l'ordre de 2,40 à 19,80 m/mn. Le procédé est applicable pour assembler des conducteurs de dimensions différentes et des conducteurs revêtus de compositions isolantes différentes, pourvu que celles-ci soient en mesure de former des joints de soudure entre elles. De même, les conducteurs peuvent avoir des couleurs et des formes différentes, ainsi que des calibres différents et l'épaisseur de la gaine isolante peut également varier. Etant donné qu'au moment où ils sont réunis par soudage, les conducteurs sont rectilignes et ont été chauffés à la température de soudage, seulement en des points localisés, ils sont moins su jet aux déformations et à la formation d'inégalités de surface, ainsi qu'à l'établissement de courts-circuits à l'intérieur du câble par suIte d'un surchauffage et d'une fusion donnant lieu à la coulée d'une partie de l'isolation. Il convient de noter que l'invention ne se limite pas à l'application d'un jet d'air chaud produit par une buse, mais qu'elle concerne tout dispositif dans lequel le chauffage peut être produit par d'autres moyens équivalents de chauffage par courant de convection. I1 est du reste bien entendu que le mode de réalisation de l'invention qui a été décrit ci-dessus, en référence aux dessins annexés, a été donné à titre purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans aue l'on s'écarte pour cela du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'assemblage bord à bord d'éléments allongés comportant une couche extérieure circulaire de résine, pour former un organe mixte ou similaire à partir de plusieurs de ces éléments, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant : à diriger en continu plusieurs éléments sans fin revêtus de résine et redressés le long de trajectoires convergentes ; à faire passer un courant chauffé de gaz perpendiculairement à la direction de mouvement de ces éléments et à travers les interstices qui séparent ces éléments, pour produire un état collant de soudabilité des surfaces en regard de ces éléments, lesquels sont maintenus à quelque distance les uns des autres ; à réunir les éléments convergents pour produire un contact tangentiel des surfaces en regard chauffées tandis qu'elles sont soudables,afin d'unir ces surfaces tangentes et de former ainsi un câble desdits éléments, dont la section transversale n'est pratiquement pas altérée par un tel assemblage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération consistant à pré-chauffer les éléments à isolation de résine tandis qu'il convergent et avant d'appliquer un maximum de chauffage à leurs surfaces contiguës en regard, lesquelles sont réunies entre elles au niveau de zones tangentielles de soudage. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération consistant à chauffer en continu un courant d'air qui est produit à titre de courant chauffé de gaz dirigé perpendiculairement à la direction de mouvement des éléments. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments sont entraînés en rapport de convergence et sont réchauffés alors qu'ils sont dépourvus de contact mutuel. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération consistant à intensifier le chauffage de la résine au niveau des surfaces affrontées qui sont réunies tangentiellement. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments individuels sont redressés préalablement à leur assemblage mutuel. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments individuels sont nivelés pour les placer dans un même plan avant de les assembler mutuellement. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération consistant à bobiner les éléments soudés dans la position relative qu'ils occupent après le soudage. 9. Appareil pour souder des éléments individuels, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison : des moyens pour délivrer un certain nombre d'éléments munis d'une couche extérieure d'isolation en une composition de résine ; des moyens pour diriger un courant de gaz chauffés à travers les interstices qui séparent les éléments voisins pour produire un chauffage localisé des surfaces des éléments qui sont mutuellement en regard ; et des moyens pour entraîner simultanément les éléments de manière à établir un contact tangentiel entre les éléments contigus, lesquels sont ainsi réunis par soudage à leur point de contact, pour former un cordon pratiquement linéaire de soudure qui s'étend sans solution de continuité entre des éléments voisins. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour transporter les éléments à une vitesse réglée, de sorte que ces éléments soient placés à proximité immédiate les uns des autres au moment du chauffage, puis soient réunis tangentiellement avant d'être refroidis au-dessous de la température de soudage.