Brevet FR2150619A1 — publié le 19730413

La présente invention concerne une couche métallique tubulaire pour câbles électriques et, en paUticulier, un conducteur extérieur de câble coaxial. Un carble coaxial comprend un conducteur centré à l'intérieur d'un conducteur extérieur tubulaire au moyen d'un diélectrique approprié. Le diélectrique le plus approprié est l'air qui présente un faible pouvoir inductif spécifique et un facteur de dissipation peu élevé. Cela étant, on espace habituellement le conducteur extérieur coaxialement autour du conducteur intérieur au moyen de Minces disques isolants disposés à des intervalles déterminés. Les matières conductrices appropriées utilisables pour la constitution du conducteur extérieur sont très onéreuses et il est souhaitable, pour cette raison, d'utiliser une matière aussi inoe que possible et Juste aussi épaisse qu'il le faut du point de vue électrique. Lorsque ce conducteur extérieur relativement peu résistant est soutenu à intervalles de l'intérieur, il peut 'écraser lorsqu'il est soumis à des charges radiales ou à des contraintes de flexion et ceci déforme les caractéristiques électriques du cabale. Dans des ctbleicoaxiatr isolés par des disques, le conducteur extérieur comprend un ruban de cuivre longitudinal comportant des bords dentelés qui viennent en contact et s' accrochent les uns aux autres pour former un joint. Des rubans d'acier héli cotidaux appliqués sur le conducteur extérieur ont permis d'obtenir la résistance néanique nécessaire. Un perfectionnement récent, décrit dans un article de "Bell Laboratories Record" du moins de Juillet 1969, décrit un conducteur extérieur fait d'un feuillard stratifié de cuivre et d'acier. La couche d'acier est plus large d'un caté que la couche de cuivre de sorte que, lorsque le feuillard est appliqué longitudinalement et est conformé autour du câble, les bords de la couche de cuivre dans le feuillard étant en contact, la partie dépassante de la couche d'acier, le long du bord, chevauche l'autre bord du feuillard et est soudée à celui-ci sur toute la longueur du cabale. Cette construction offre cependant plusieurs inconvénients. La conception du chevauchement a pour conséquence de former sur la surface interne du joint une nervure qui déforme les caractéristiques électriques du câble. De plus, la partie chevauchante de la couche d'acier doit titre conformée spécialement de façon à permettre un contact intime avec la partie sous-jacente du conducteur extérieur pour assurer un soudage convenable0 Un autre inconvénient encore est la difficulté de produire le feuillard stratifié avec l'une des couches plus large que l'autre. Suivant l'invention, un feuillard est appliqué longitudinalement sur un câble et est conformé en un tube, les bords du feuillard étant 3juxtaposés l'un contre l'autre pour former un joint. Un ruban métallique étroit est appliqué sur les bords juxtaposés du feuillard et y est soudé de chaque c8té du joint.Sein un mode de réalisation préféré, l'invention envisage un conducteur extérieur d'un câble coaxial fait d'un feuillard de cuivre et d'acier stratifié et ondulé transversalement, le ruban qui couvre le joint étant en acier et comportant des ondulations transversales qui s' embotint étroitement dans les ondulations du conducteur extérieur sous-jacent, Une couche tubulaire conformée selon l'invention est parfaitement circulaire et ne présente aucune nervure sur sa surface interne affectant les caractéristiques électriques du cible. Lorsque la couche est ondulée, le ruban qui couvre le joint peut présenter des ondulations complémentaires de sorte qu'il s'ajuste étroitement contre la couche tubulaire.L'introduction du ruban de soudage est simplifiée car ce ruban est posé en ligne avec le ruban métallique surjacent; il ne doit pas titre coincé entre les bords chevauchants comme dans le cas de la construction à chevau chient. Si ce capable est commis avec d'autres pour former un ca- ble multiple, des efforts de cisaillement qui s'exercent sur le joint soudé ne sont pas supportés par le joint soudé comme cela serait le cas avec une construction chevauchante. Si la soudure subit un cheminement, ses bords chevauchants glissent l'un sur l'autre et altèrent les dimensions du conducteur extérieur.Si la couche est faite d'ur feuillard stratifié de métaux différents, le prix de revient de la fabrication du feuillard est réduit au minimum car les deux couches sont exactement de la même largeur. Un mode de réalisation préféré de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la fig. 1 est une vue en perspective d'un cule coaxial comportant un conducteur extérieur suivant l'invention; la fig. 2 est une vue en coupe transversale fragmentaire du cible coaxial de la fig. 1, illustrant la construction d'un joint suivant l'invention, et la fig. 3 est un schéma illustrant les opérations de la fabrication du câble coaxial de la fig. 1. Dans les fig. 1 et 2 est représenté la structure générale d'un câble coaxial suivant l'invention. Sur la fig. 1 un certain nombre de disques diélectriques 10 sont disposés à des intervalles déterminés sur un conducteur central 12 pour supporter coaxialement un conducteur extérieur 14 ondulé transversalement afin de former le câble coaxial 16. Les disques 10 sont glissés transversalement sur le conducteur central au moyen de la fente 18 et de l'ouverture centrale étroitement ajuste 20. lors- qu'il le faut, une gaine thermoplastique 22 peut être extrudée sur le câble coaxial 16. En vue d'obtenir une protection supplémentaire, un composé thermoplastique 24 peut être appliqué sur le ctble 16 avant la gaine 22. La fig4 2 montre clairement que le conducteur extérieur 14 êst formé d'un feuillard stratifié. Ce stratifié comprend un feuillard d'acier 26 comportant des couches d'étain 28 plaquées sur ses faces opposées et collé au moyen d'une bande adhésive en matière plastique 30 à un feuillard de cuivre 32 de la même largeur. "e conducteur extérieur 14 est obtenu à partir du stratifié transversalement ondulé que l'on conforme à cet effet autour des disques diélectriques espacés 10 et en contact étroit avec ceux-ci, les bords 34 du stratifié étant juxtaposés en contact. Un ruban d'acier étroit ou *couvre-joint" 36 comportant des couches d'étain 38 plaquées sur ses faces opposées et présentant un grand nombre d'ondulations transversales adåacentes 40 (Fig. 1) est centré sur le joint 42 formé au départ des bords juxtaposés 34 du conducteur extérieur 14. Les ondulations 40 sont complémentaires des ondulations du conducteur extérieur 14 pour assurer un contact intime ou étroit entre le couvre-joint 36 et le conducteur extérieur. Un joint soudé 44 est formé entre le conducteur extérieur et le couvre-joint 36, comme représenté à la fig. 2. Le crible ainsi formé comporte un conducteur extérieur comprenant une petite quantité de cuivre relativement onéreux et conducteur et une quantité plus importante d'acier relativement peu onéreux mais plus robuste. L'épaisseur totale est considérablement inférieure à celle qui est requise pour un conducteur extérieur tout en cuivre présentant des qualités de structure comparables. La couche d'étain rend la couche d'acier 26 et le couvre-joint 36 soudables à des vitesses relativement élevées avec de très faibles quantités de fondant de soudure. Le diamètre du câble coaxial 16 est d'environ 10,92 mm audessus du conducteur extérieur 140 Le conducteur extérieur est formé d'un stratifié de 31,75 mm de largeur. Le feuillard de cuivre a 100 microns d'épaisseur, le feuillard d'acier 250 microns d'épaisseur et l'adhésif intermédiaire 50 microns d'épaisseur. L'adhésif est, de préférence, un polyester thermodurcissable en bande. Le couvre-joint en acier 36 a 6,35 mm de largeur et 125 microns d'épaisseur. La gaine est, de préférence, du polyéthylène environ 375 microns d'épaisseur. Le cule coaxial des fig. 7 et 2 est fabriqué comme représenté par le schéma de la fig. 3. Dans le procédé illustré sur la fig. 3, les éléments du ca- ble coaxial 16 sont dévidés à partir de leurs diverses alimentations et à travers les divers postes de traitement par un cabestan 46 qui entraîne le câble achevé pour l'envider sur le tambour envideur 47. Le conducteur central 12 provient d'un dévidoir 48 et traverse un poseur de disques 50 qui pose les disques d'espacement diélectriques 10 sur le conducteur 12 à intervalles tout le long de celui-ciO Le poseur de disques appropriés 50 est décrit dans le brevet canadien N0 494.928 accordé le 28 Juillet 1953 à A.C. Frankwich. Un feuillard d'acier étamé 26 est dévidé d'un rouleau 52 et un feuillard de cuivre 32 est dévidé du rouleau 54. Les deux feuillards traversent un dispositif dégraisseur 56 puis les réchauffeurs 58 et 60. Les feuillards sont ensuite rassemblés au niveau des stratificateurs 62 avec une bande adhésive 30, provenant du rouleau d'alimentation 64 entre eux. Le feuillard d'acier 26 et le feuillard de cuivre 32 entrassent suffisamment de chaleur des réchauffeurs 58 et 60 pour ramollir 1' adhé- sif 30 et faire adhérer l'acier 26 et le cuivre 32 en un feuillard stratifié lorsque les trois couches sont pressées l'une contre ltautre Rar les cylindres stratificateurs 62.Le feuillard stratifié obtenu est refroidi à clair et traverse un jeu de rou leaux onduleurs 66 qui forment des ondulations dans le stratifie transversalement à sa longueur. Pour tendre convenablement le feuillard ondulé, on prévoit dans le stratifié une boucle régulatrice de tension 68. Le conducteur central 12 qui porte les disques 10 et le stratifié ondulé convergent vers un dispositif conformateur à rouleaux approprié 70. Le dispositif conformateur à rouleaux cintre le feuillard stratifié transversalement et le transforme en un tube autour des disques 10, les bords longitudinaux du feuillard stratifié étant juxtaposés en contact. Le tube obtenu qui forme le contenu extérieur 14 traverse alors unjau de rouleaux de guidage 72 qui ltempEche de tourner autour de l'axe du cible et qui maintient le joint convenablement aligné pour poser le couvre-joint 36. Le couvre-joint 36 est dévidé du rouleau 74 et traverse un jeu de rouleaux onduleurs 76 qui forme des ondulations transversales de dimensions telles que les ondulations produites corn- cident avec les ondulations du conducteur extérieur 14. La tensim du couvre-joint 36 est réglée par une boucle régulatrice de tension 78. Un fil de soudure est dévidé simultanément à partir d'une bobine 80 et traverse un couple de cylindres aplatisseurs 82 qui le transforment en un ruban de soudure plat 84 ayant la même largeur que le couvre-joint 36. Un fil de soudure eutectique approprié comprend 63 % d'étain et 37 7% de plomb. Avant laminage, le fil de soudure a environ 2375 microns de diamètre; il est laminé en un ruban de 6,35 mm de largeur et de 75 microns d'é- paisseur. Le ruban de soudure 84 traverse un bain de fondant 86 et converge sur le conducteur extérieur 14 en-dessous du couvrejoint 36 au niveau d'un couple de cylindres de coincidence 88. Ces cylindres assurent que les ondulations du couvre-joint 36 coTncident convenablement avec celles du conducteur extérieur 14 et cintrent le couvre-joint transversalement par rapport au contour du conducteur extérieur de sorte que le couvre-joint et le conducteur extérieur s'ajustent étroitement l'un sur l'autre. Le câble est alors entraîné vers un poste de soudage - 90 où de la chaleur est appliquée à la zone du joint du conducteur extérieur pour faire fondre la soudure et pour souder le couvre-joint 36 au conducteur extérieur 14. LvEâble 16 traverse un dispositif refroidisseur 92 et est amené par le cabestan 36 sur la bobine envideuse 47.Une composition de noyage 24 et une gaine protectrice 22 peuvent être ultérieurement appliquées, s'il le faut. On a constaté que le procédé fonctionne de manière satisfaisante à des vitesses allant jusqu'à 45 mètres par minute. Le procédé décrit plus haut produit un câble coaxial ayant une résistance à l'écrasement de loin supérieure à celle d'un câble coaxial isolé par des disques et comportant des rubans d'acier hélicoidaux appliqués sur un mince conducteur extérieur en cuivre, Ces qualités de flexion sont telles qu'on peut le fléchir suivant des couches de rayons beaucoup plus petits sans déformer de manière appréciable le conducteur extérieur. La construction qui comporte un couvre-joint procure une surface interne lisse du conducteur extérieur au hiveau du joint et établit un joint d'étanchéité efficace empêchant toute infiltration d'humidité.Comme la partie conductrice du conducteur extérieur est coRplètement couverte d'une couche d'acier qui est scellée au niveau du joint par de la soudure, le rayonnement est effectivement supprimé. Ainsi, des câbles multicoaxiaux qui utilisent des câbles coaxiaux adjacents sont presque exempts d'interférences, il sera clair pour les spécialistes en ce domaine technique qu'on peut remplacer la couche conductrice de cuivre par une couche d'aluminium sans détériorer les caractéristiques précitées. Dans ce cas, l'aluminium a, de préférence, une épaisseur de 150 microns. il sera clair aussi pour les spécialistes que la couche métallique suivant l'invention n'est pas limitée à un conducteur extérieur d'un câble coaxial mais peut être utilisée chaque fois que des couches métalliques sont présentes dans des câbles électriques, par exemple dans le cas d'un blindage métallique qui entoure l'âme d'un câble téléphonique. L'invention n'est pas non plus limitée à des couches métalliques comprenant des stratifiés: la couche métallique peut etre un stratifié par exemple-dans une construction Stalpeth ou bien, il peut s'agir d'une couche simple pour une construction Alpeth. Dans ce dernier cas, ainsi que dans d'autres cas, le couvre-joint peut entre en une matière non métallique en vue d'être fixé à un feuillard qui a été revêtu d'une bande de matière plastique. Lorsque le scellement ou ltétanchéité du oint de la couche métallique n'est pas essentiel, la technique de soudage ou de jonction' analogue peut ne pas entre continue sur toute la longueur du câble, suivant les exigences de résistance mécanique de la construction. Ceci peut être d'application pratique lorsque la couche métallique et le couvre-joint sont revêtus d'une matière de jonction appropriée pour unir le métal à une gaine en polyéthylène ou en une autre matière synthétique. Les détails de réalisation peuvent entre modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. R E V E N D i C A T i 0 NS 1. Couche métallique tubulaire pour un câble électrique, caractérisée en ce qu'elle comprend -t (a) un feuillard cintré transversalement autour d'un ou de plusieurs éléments conducteurs du cable de manière que les bords du feuillard s'étendent dans le sens longitudinal du cabale et soient juxtaposés pour former un joint, et (b) un ruban recouvrant le joint et fixé au feuillard de chaque coté du joint pour empêcher les bords du feuillard de s'écarter de leur position de juxtaposition. 2. Couche métallique tubulaire pour un câble électrique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le feuillard est un stratifié formé de deux métaux dissemblables, un des métaux formant une couche conductrice interne et l'autre une couche de structure externe. 3. Couche métallique tubulaire pour un câble électrique suivant la revendication 1, caractérisée en ce çue le ruban qui recouvre le joint est un ruban métallique et en ce que le ruban métallique est soudé au feuillard de chaque côté du joint. 4. Couche métallique tubulaire pour un câble électrique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le ruban de recouvrement est fixé au feuillard de manière à assurer l'étan- chéité du joint. 5. Couche métallique tubulaire pour un câble électrique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le feuillard et le ruban de recouvrement présentent des ondulations transversales, les ondulations du ruban de recouvrement étant complémentaires de celles du feuillard afin de permettre un contact étroit ou intime du ruban de recouvrement avec le feuillard. 6. Conducteur extérieur pour un cable coaxial suivant l'une quelconque des revendicatiohs 1-5, caractérisé en ce qu'il comprend : (a) un feuillard cintré transversalement autour d'un conducteur central isolé, les bords du feuillard s'étendant dans le sens longitudinal du cable et étant juxtaposés pour former un joint, et (b) un ruban métallique recouvrant le joint et soudé au feuillard de chaque côté du joint pour empêcher les bords du feuil- lard de s'écarter de leur position de juxtaposition. 7. Conducteur extérieur pour un câble coaxial suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le ruban métallique est soudé au feuillard sans interruption sur toute la longueur du câ- ble pour assurer l'étanchéité du joint. 8. Conducteur extérieur pour un câble coaxial suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le feuillard et le ruban métallique présentent des ondulations transversales, les ondulations du ruban métallique étant complémentaires de celles du feuillard afin de permettre un contact étroit ou intime du ruban métallique avec le feuillard. 9. Conducteur extérieur pour un câble coaxial suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le ruban métallique ondulé est soudé au feuillard ondulé sans interruption sur toute la longueur du câble pour assurer l'étanchéité du joint 10. Conducteur extérieur pour un cible coaxial suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le feuillard est un feuillard stratifié formé de deux métaux dissemblables, l'un des métaux formant une couche conductrice et l'autre une couche de structure externe. 11. Conducteur extérieur pour un cible coaxial suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un adhésif unissant la couche conductrice interne à la couche de structure externe. 12. Conducteur extérieur pour capable coaxial suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la couche conductrice interne est du cuivre et la couche de structure externe est de l'acier. 13. Conducteur extérieur pour câble coaxial suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend une couche d'étain sur les surfaces voisines de la couche de structure et du ruban métallique. 14. Conducteur extérieur pour câble coaxial suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le feuillard stratifié et le ruban métallique présentent des ondulations transversales, les ondulations du ruban métallique étant complémentaires de celles du feuillard stratifié pour permettre un contact étroit ou intime du ruban métallique avec le feuillard stratifie. 15. Conducteur extérieur pour câble coaxial suivant la revendication 14 caractérisé en ce que le ruban métallique est soudé au feuillard stratifié sans interruption sur toute la longueur du caable pour assurer l'étanchéité du joint. 16. Conducteur extérieur pour câble coaxial suivant la revendication 15, caractérisé en ce que la couche conductrice interne du feuillard stratifié est du cuivre et en ce que la couche de structure externe est de l'acier. 170 Conducteur extérieur pour câble coaxial suivant la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend une couche d'étain sur les surfaces voisines de la couche de structure du feuillard stratifié et du ruban métallique. 18. Conducteur extérieur pour cible coaxial suivant la revendication 17, caractérisF en ce qu'il comprend un adhésif polymère servant à unir la couche conductrice interne et la couche de structure externe du feuillard stratifiéO 19. Procédé pour fabriquer une couche métallique tubulaire dans un capable électrique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que (a) on fait avancer un feuillard en même temps qu'un ou plusieurs éléments conducteurs du câble, on on cintre le feuillard autour d'un ou de plusieurs élé- ments conducteurs de manière que les bords du feuillard s'étendent dans le sens longitudinal du câble et soient juxtaposés pour former un joint, (c) on fait avancer un long ruban de manière qu'il recouvre le joint, et (d) on fixe le ruban au feuillard de choque côté du joint pour empêcher les bords du feuillard de s'écarter de leur position juxtaposée. 20. Procédé suivant la revendication 19, caractérisé en ce que le feuillard est un stratifié formé de deux métaux dissemblables, l'un des métaux formant une couche conductrice interne et l'autre une couche de structure externe, caractérisé en ce que (a) on fait avancer chaque métal sous la forme d'un feuillard à partir d'une alimentation de métal correspondante, et (b) on réunit les métaux pour former le feuillard stratifié en continu avant de cintrer le feuillard autour d'un ou de plusieurs éléments conducteurs. 21. Procédé suivant la revendication 19, caractérisé en ce que le long ruban est un ruban métallique et en ce que (a) on fait avancer le ruban métallique à partir de son poste d'alimentation et on soude le ruban métallique au feuillard tubulaire à chaque coté du joint. 22. Procédé suivant la revendication 19, caractérisé en ce que s (a) on ondule le feuillard transversalement en continu avat de le cintrer autour d'un ou de plusieurs éléments conducteurs, (b) on ondule transversalement le ruban de recouvrement de manière qu'il présente des ondulations complémeStaires de celles du feuillard avant de le fixer au feuillard, et (c) on fait coïncider les ondulations du ruban de recouvrement avec celles du feuillard pour assurer un contact intime ou étroit du ruban avec le feuillard. 23. Procédé pour former un conducteur extérieur destiné à un crible coaxial, caractérisé en ce que (a) on fait avancer un feuillard en même temps qu'un conducteur central isolé, (b) on cintre le feuillard autour du conducteur central isolé de manière que les bords du feuillard s'étendent dans le sens longitudinal du câble et soient juxtaposés pour former un joint, (c) on fait avancer un ruban métallique de manière qu'il recouvre le joint, et (d) on soude le ruban au feuillard de chaque côté du joint pour empêcher les bords du feuillard de écarter de leur position juxtaposée. 24. Procédé suivant la revendication 23, caractérisé en ce que s (a) on ondule transversalement le feuillard en continu avat de le cintrer autour du conducteur central isolé, (b) on dndule transversalement le feuillard afin qu'il présente des ondulations complémentaires de celles du feuillard avaX de le souder au feuillard, et (c) on fait coincider les ondulations du ruban métallique avec- celles du feuillard pour assurer un contact étroit ou intime du ruban avec le feuillard. 25. Procédé suivant la revendication 23, caractérisé en ce que le feuillard est un stratifié formé de deux métaux différents, l'un des métaux formant une couche conductrice interne et l'autre une couche de structure externe, caractérisé en ce que : (a) on fait avancer chaque métal sous la forme de feuillard à partir d'une alimentation correspondante, et (b) on unit les métaux pour former le feuillard stratifié en continu avant de centrer le feuillard autour du conducteur central isolé. 26. Procédé suivant la revendication 25, caractérisé en ce que (a) on chauffe les métaux à mesure qu'ils avancent sous la forme d'un feuillard, (b) on introduit une bande d'adhésif polymère entre les métaux, et (c) on presse les métaux l'un contre l'autre, la bande de jonction étant ramollie par la chaleur des métaux pour unir les métaux ensemble en vue de former le feuillard stratifié. 27. Procédé suivant la revendication 25, caractérisé en ce que t (a) on ondule transversalement le feuillard stratifié en continu avant de le cintrer autour du conducteur central isolé, (b) on ondule transversalement le ruban métallique de manière qu'il présente des ondulations complémentaires de celles du feuillard stratifié avant de le souder au feuillard, et (c) on fait coïncider les ondulations du ruban métallique avec celles du feuillard stratifié pour assurer un contact étroit ou intime du ruban avec le feuillard0 28. Procédé suivant la revendication 27, caractérisé en ce que (a) on chauffe les métaux lorsqu'ils avancent sous la forme d'un feuillard, (b) on introduit une bande d'adhésif polymère entre les métaux, et (c) on presse les métaux l'un contre 11 autre, la bande d'adhésif étant ramollie par la chaleur des métaux pour unir les métaux l'un à l'autre en vue de former le feuillard stratifié.