Brevet FR2466087A1 — publié le 19810327

La présente invention concerne la fabrication des câbles électriques à isolant minéral, c'est-à-dire des câbles qui comportent un ou plusieurs fils conducteurs de I'électricité, entourés par une gaine métallique tubulaire et isolés par rapport à la gaine par une poudre de matière isolante tassée dans laquelle les fils sont enrobés. L'expression "câbles à isolant minéral" désigne, en plus des câbles destinés à transmettre un courant électrique dans des applications générales, des câbles qui ont la construction indiquée précédemment et qui sont utilisés dans d'autres applications, par exemple comme câbles de chauffage, comme câbles de thermocouple et comme éléments de chauffage dans les cuisinières électriques. On a déjà proposé la fabrication de câbles à isolant minéral au cours d'un procédé continu qui comprend la formation continue de la gaine à partir d'un feuillard d'un métal ductile, par exemple de cuivre ou d'aluminium, par passage du feuillard dans une machine de formation de tube qui comprend un dispositif destiné à replier le feuillard afin qu'il prenne une forme tubulaire et un dispositif de soudage des bords en butée du feuillard plié, l'un sur l'autre, avec simultanément introduction d'au moins un fil conducteur dans la machine et à l'intérieur de la gaine formée ; une poudre isolante, par exemple d'oxyde de magnésium, est introduite de façon continue dans la gaine, et l'ensemble formé passe dans une série de dispositifs réducteurs destinés à tasser la poudre d'isolant et à réduire le diamètre de la gaine à la valeur voulue pour le câble, chaque opération de réduction étant suivie par un recuit et une trempe. Les différents éléments du câble et le câble réalisé sont tirés dans la machine de formation de tube et le système de réduction, de recuit et de trempe, par un dispositif convenable, par exemple un tambour rotatif sur lequel le câble terminé est enroulé. Lors de la mise en oeuvre du procédé précité, la machine de formation de tubes peut être placée verticalement ou horizontalement, c'est-à-dire que le feuillard métallique et le tube et le ou les fils peuvent se déplacer soit verticalement vers le bas soit hori-zontalement pendant la formation de la gaine et l'introduction du ou des fils et de la poudre isolante dans la gaine ; ces dispositions correspondent à un "procédé vertical" et un "procédé horizontal11 respectivement.Dans le procédé vertical, les premières opérations de réduction et de recuit sont aussi effectuées pendant la descente de l'ensemble, le premier dispositif de réduction étant placé juste au-dessous de la machine de formation du tube, mais l'ensemble peut ensuite tourner de façon continue d'un angle de 900, le reste des opérations de réduction, de recuit et de trempe étant avantageusement effectué pendant le déplacement horizontal. Dans ce procédé, la poudre d'isolant peut être transmise directement dans le feuillard plié avant la fermeture de celui-ci ou, dans le cas d'un procédé vertical, elle peut être introduite par un tube de distribution qui pénètre dans le feuillard ou le tube, l'extré- mité de sortie du tube de distribution étant placée audelà du point auquel le soudage est effectué ; dans ce dernier cas, le ou les fils peuvent être introduits dans le tube de distribution de poudre. Un problème posé par la mise en oeuvre du procédé du type précité est le réglage de la position du ou des fils conducteurs dans le câble terminé. Les fils peuvent occuper initialement les positions radiales voulues dans la gaine lorsqu'ils sont introduits dans celleci par un ou plusieurs tubes de guidage et/ou par un plusieurs organes d'entretoise mais, pendant les opérations ultérieures de réduction de diamètre de la gaine et de compression de la poudre, une force est appliquée sur le ou les fils vers l'intérieur et modifie habituellement leur position et en particulier, lorsque deux fils au moins sont présents, ils risquent d'être repoussés à proximité les uns des autres. L'invention concerne un procédé et un dispositif de positionnement des fils conducteurs dans la gaine d'un câble à isolant minéral pendant la fabrication du câble. Selon l'invention, au cours d'un procédé de fabrication d'un câble électrique à isolant minéral, du type précité, chaque fil conducteur, avant de pénétrer dans la machine de formation du tube, passe sous tension dans une filière ayant une ouverture de diamètre inférieur au diamètre initial du fil, la filière étant alignée axialement sur la direction de déplacement du fil dans la machine de formation du tube et dans le premier dispositif de réduction et de recuit au moins, la disposition de la filière étant telle que le fil, lorsqu'il l'a dépassée, occupe la position radiale finale voulue par rapport à la gaine du câble et, lorsque deux fils au moins sont présents, par rapport à l'autre ou aux autres fils. Lorsque deux fils au moins doivent être introduits dans la gaine, les filières destinées au passage des fils respectifs sont de préférence montées sur un seul bloc et sont avantageusement distantes dans ce bloc, afin que les fils occupent un emplacement convenable les uns par rapport aux autres. Comme la section de chaque fil est réduite lors du tréfilage au cours du passage dans la filière, la force nécessaire à la traction du fil dans la filière provoque la mise sous tension du fil, cette tension dépendant du degré de réduction du fil assuré par la filière. Habituellement, il suffit d'une réduction faible, par exemple de 1,0 à 1,5 % du diamètre initial du fil. Le fil est sous tension sur toute sa longueur à partir de la sortie de la filière, dans la machine de formation de tube et dans la série de dispositifs de réduction, de recuit et de trempe du câble, jusqu'au dispo sitif qui tire les constituants du câble et l'ensemble du câble dans l'appareillage ; cette tension permet au fil d'être retenu pratiquement dans la position initiale par rapport à la gaine et par rapport aux autres fils qui peuvent être présents, comme déterminé par la position de la filière ou des filières. Ainsi, lorsque le câble comprend au moins deux fils, la tension des fils les empêche de se rapprocher sous l'action de la poudre isolante comprimée, au cours de la première étape de réduction.En outre, dans le procédé horizontal, la tension des fils empêche leur tendance à s'affaisser vers la partie inférieure de la gaine sous l'action des forces de pesanteur. Du fait du positionnement initial des fils par les filières et du maintien de ce positionnement sous l'action de la tension appliquée, le guidage supplémentaire nécessaire pour que les fils du câble terminé aient des positions convenables est faible ou nul. Cependant, le cas échéant, des tubes de guidage et/ou des entretoises peuvent aussi être utilisés. L'utilisation de filières de tréfilage pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention présente d'autres avantages. Ainsi, le fil est redressé, toute courbure qu'il peut posséder du fait de son enroulement antérieur sur un rouleau étant supprimé lorsque la section du fil est réduite au cours du passage dans la filière, et toute détérioration de la surface du fil est aussi supprimée. Au cours du procédé normal de tréfilage, un lubrifiant est utilisé dans les filières et tout lubrifiant adhérant à la surface d'un fil peut affecter les propriétés électriques du câble et doit donc être retiré avant que le fil pénètre dans la machine de formation de tube. Chaque fil passe donc dans un dispositif de nettoyage, comprenant par exemple deux patins de feutre imprégnés d'un solvant convenable du lubrifiant, juste après la sortie de la filière. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'un exemple de procédé de fabrication de câbles à isolant minéral comprenant deux fils conducteurs, faite en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une élévation schématique d'une partie de l'appareil utilisé pour la fabrication du câble et des différents éléments du câble - la figure 2 est une coupe de la filière de l'appareil de la figure 1 : et - la figure 3 représente, en coupe par un plan longitudinal, la disposition des filières et des fils. L'appareil représenté sur la figure 1 comporte une machine de formation de tube placée verticalement, comprenant une série de cylindres 1 destinés à former le tube et une tête 2 de soudage à l'arc sous argon, une trémie 3 et un tube 4 de distribution destiné à introduire une poudre isolante dans la gaine, et, verticalement au-dessous de la machine, une série de cylindres 5 de réduction destinés à effectuer la première etape de réduction, et un four 6 de recuit. Un bloc 7 dans lequel sont montées deux filières 8, est placé verticalement audessus de la machine de formation de tube, et deux.patins 9 de feutre, imprégnés de solvant, sont placés juste au-dessous du bloc 7.Le reste de l'appareil qui n'est pas représenté sur la figure, comporte un bain de trempe placé sous le four 6 de recuit, deux ou plusieurs ensembles supplémentaires comprenant un dispositif de réduction, un four de recuit et un bain de trempe, disposés horizontalement, et un tambour rotatif tirant les éléments du câble et ce dernier dans l'appareillage et sur lequel le câble terminé s'enroule. Le bloc 7 comprenant les filières, représenté en détail sur les figures 2 et 3, comporte deux filières 8 montées côte à côte dans des positions relatives telles que les fils 10, après passage dans les filières provoquant une réduction de section, se trouvent à la dis tance nécessaire correspondant à l'espacement final voulu dans le câble terminé. Lors du fonctionnement de l'appareillage représenté sur la figure 1, un feuillard métallique 11, avantageusement formé de cuivre, est transmis à la machine afin qu'il soit mis sous forme de la gaine tubulaire 12 et simultanément, la poudre isolante est distribuée dans la gaine par le tube 4 qui pénètre dans la gaine jusqu'en un point qui se trouve au-dessous du niveau de la tête 2 de soudage, et les deux fils conducteurs 10 (un seul est représenté sur la figure 1, le second se trouvant derrière le premier) sont tirés verticalement dans les filières 8, entre les patins 9 de feutre et dans la gaine; les fils peuvent passer à l'intérieur ou à l'extérieur du tube de distribution de poudre et, le cas échéant, dans des tubes individuels de guidage (non représentés). L'ensemble passe alors entre des cylindres 5 de réduction qui réduisent le diamètre de la gaine et compriment la poudre, les fils étant retenus dans leursposi tions relativesfixéespar les filières et conservant ainsi ces positions dans le four 6 de recuit et le reste de l'appareillage de réduction décrit précédemment. Dans un exemple particulier du procédé décrit en référence aux dessins, des fils de cuivre ayant initialement un diamètre de 3,95 mm sont filés à un diamètre de 3,90 mm par passage dans les filières, la tension appliquée aux fils par la force de traction nécessaire à cette réduction étant d'environ 1000 N. Les fils sont séparés par une distance de 1,90 mm lorsqu'ils sortent des filières. Les patins de feutre sont imprégnés de tétrachlorométhane, destiné à retirer un lubrifiant carboné des surfaces des fils. La poudre isolante utilisée est l'oxydedemagnésium. La gaine qui a initialement un diamètre de 20 mm, est formée par un feuillard de cuivre de 65 mm de largeur et le diamètre final global du câble, après la fin des opérations de réduction, est de 5,7 mm. La vitesse de déplacement des éléments du câ ble et du câble lui-meme dans l'appareillage est initialement de 2 m/min et elle augmente après chaque réduction, et la poudre d'oxyde de magnésium est transmise à la trémie 3 à raison de 0,99 kg/min. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un câble électrique à isolant minéral, du type qui comprend la formation continue d'une gaine à partir d'un feuillard métallique ductile, par passage du feuillard dans une machine de formation de tube comprenant un dispositif destiné à replier le feuillard sous forme tubulaire, et un dispositif de soudage des bords en butée du feuillard replié, avec avance simultanée d'un ou plusieurs fils conducteurs dans la machine de formation de tube et dans la gaine formée, et introduction continue d'une matière isolante en poudre dans la gaine, l'ensemble résultant passant ensuite dans une série de dispositifs de réduction des tinés à comprimer la poudre isolante et à réduire le diamètre de la gaine, chaque étape de réduction étant suivie d'un recuit et d'une trempe, ledit procédé étant caractérisé en ce que chaqué fil conducteur (10), avant de pénétrer dans la machine de formation de tube, passe sous tension dans une filière (8) ayant une ouverture de diamètre inférieur au diamètre initial du fil (1 0), la filière (8) étant alignée axialement sur la direction de déplacement du fil (10) dans la machine de formation de tube et dans le premier dispositif (5, 6) de réduction et de recuit au moins, la filière étant disposée de manière que le fil (10), après passage dans celle-ci, occupe la position radiale voulue par rapport à la gaine (1-2) du câble et par rapport à l'autre fil ou aux autres fils lorsque le câble en comprend au moins deux. 2. Procédé selon la revendication 1, du type dans lequel deux fils au moins sont introduits dans la gaine du câble, ledit procédé étant caractérisé en ce que les filières (8) dans lesquelles passent les fils (10) sont montées dans un seul bloc (7) et sont convenablement es payées dans le bloc afin que les fils (10) aient des emplacements convenables les uns par rapport aux autres. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le diamètre de l'ouverture de la filière dans laquelle chaque fil (10) passe est tel que le degré de réduction du fil assuré par le passage dans la filière est compris entre 1,0 et 1,5 % du diamètre initial du fil.