Brevet FR2491511A1 — publié le 19820409

i 249151 1 La présente invention concerne un toron composé de plusieurs fils pour le transport de courants électriques, dans lequel sont prévus une âme centrale constituée par un ou plusieurs fils, et plusieurs fils extérieurs entourant l'âme et formant une enveloppe, toron dans lequel un moyen de maintien par adhérence s'oppose à une séparation et une expansion des fils conducteurs individuels à une extrémité tronçonnée et dénudée du toron. Le moyen de maintien par adhérence pouvant être constitué par une gaine d'entourage des fils. D'après le DE - A - 25 17 132, il est connu d'en- tourer un fil central formant l'âme du toron avec une couche à laquelle adhérent les fils extérieurs formant l'enveloppe, cette couche pouvant être constituée en une matière thermoplastique. Une disposition analogue est décrite dans le DE - A - 25 26 626 dans lequel le fil central est entouré par une couche constituée soit en un métal de soudage, soit en une matière synthétique plastique et qui agit comme moyen de maintien par adhérence des fils extérieurs. Par contre, dans ces deux dispositions antérieure- ment connues, aucune adhérence de maintien n'est prévue entre les fils extérieurs eux-mêmes. L'inconvénient d'un toron ainsi constitué avec utilisation d'un métal de soudage réside dans la rigidité relative des spires de câblage, c'est-à-dire une flexibilité insuffisante du toron. Par contre, si l'on utilise une matière synthétique ou un matériau thermoplastique pour assurer une liaison entre le fil central et les fils extérieurs, il se produit, lors du soudage, des effets qui compromettent la liaison recherchée et éventuellement des colorations inesthétiques. Lors de l'utilisation de liaison sans soudage (technique d'application) la couche de vernis subsiste comme isolant, de sorte que le contact électrique entre les fils extérieurs et le fil central, ou les fils centraux, n'est pas assuré. Pour s'opposer à une séparation et une dissociation indésirable des fils, il est, en outre, connu, d'après le DE - A - 25 28 726, d'enrober tous les fils du toron, c'est- 2 2491511 à-dire le fil central et les fils extérieurs, dans un produit liant appliqué sur le toron et en particulier dans les interstices entre les fils, qui après durcisse- ment maintient les fils collés entre eux. Une disposition analogue est prévue par le brevet DE - A - 26 12 652 dans lequel, sur le fil intérieur central, est placée une enveloppe en matière synthétique durcissant à froid ou en vernis adhésif, dans laquelle les fils extérieurs sont introduits par refoulement. Pour chacun de ces torons antérieurement connus, apparaissent cependant, dans une mesure plus ou moins grande, les inconvénients d'une rigidité propre relati- vement élevée, une influence défavorable du processus de soudage et l'apparition de colorations inesthétiques. La présente invention a en conséquence pour but d'éviter la séparation et la dissociation des fils d'une extrémité tronçonnée et dénudée d'un toron, sans influencer défavorablement la flexibilité du toron. Dans ce but, conformément à l'invention, le toron est caractérisé en ce que, seuls les fils extérieurs sont adhérents entre eux, tandis que le ou les fils centraux de l'âme sont libres de pouvoir glisser par rapport à l'enveloppe formée par les fils extérieurs. Etant donné cette possibilité de coulissement de l'âme par rapport à l'enveloppe, et que, en outre, les fils extérieurs formant l'enveloppe n'adhérent les uns aux autres qu'en leurs empla- cements de contact réciproque, et le cas échéant par leurs spires extérieures, tandis que les interstices existants entre les fils restent exempts du produit liant, la flexibi- lité et la résistance à la courbure d'un toron conforme à l'invention ne sont inférieures que d'une valeur négligeable à ces mêmes propriétés d'un toron dont les fils ne sont pas adhérents entre eux ou qui sont traités suivant l'état actuel de la technique décrit plus haut. Cependant l'adhérence réalisée entre les fils exté- rieurs a pour effet que, après un tronçonnage du toron et un dénudage de l'extrémité, les fils ne risquent pas de s'écarter en forme d'éventail. L'âme peut être formée par un seul fil ou par plusieurs fils intérieurs, les fils exté- rieurs qui constituent l'enveloppe étant disposés sur un cercle autour de cette âme. L'invention peut être appliquée suivant diverses variantes de réalisation. L'essentiel réside dans l'emploi de matériaux qui assurent effectivement une adhérence réciproque des fils extérieurs, mais cependant s'opposent à une adhérence entre fils extérieurs et fil ou fils intérieurs. Tous les torons conformes à ces variantes de réali- sation peuvent être fabriqués automatiquement à un coût relativement faible, par des procédés décrits par l'inven- tion. Dans la mesure o le toron est seulement collé et non soudé, le moyen de liaison, ainsi que l'enveloppe réalisée par celui-ci, peuvent consister en un matériau non métalli- que, en particulier des matières synthétiques ou des vernis présentant des points de fusion et des températures de durcissement appropriés et de bonnes propriétés d'adhé- rence. Il en est ainsi également dans le cas o l'on utilise un matériau liant non métallique qui ne gêne pas le soudage et ne provoque aucune coloration désavantageuse. Etant donné cependant que de tels torons doivent principalement être soudés pour leur montage, il est recommandé pour la pratique, pour l'application de l'in- vention, d'utiliser, pour les fils extérieurs et pour leurs enveloppes, des métaux présentant une température de fusion et de durcissement relativement basse, et, pour le fil constituant l'âme centrale et son enveloppe, des métaux présentant une température de fusion et de solidi- fication plus élevée, par exemple, pour les fils exté- rieurs, du zinc ou un alliage de zinc, et, pour le fil intérieur et son enveloppe, du nickel ou du chrome. On obtient ainsi une surface de contact électrique sans défauts entre les fils de l'enveloppe et ceux de l'âme centrale, tout en conservant la possibilité de coulisse- ment de l'âme par rapport à l'enveloppe. Une influence défavorable sur les opérations ultérieures de soudage ou des changements de coloration ne sont plus à craindre. Conformément à l'invention, le rapport entre la grandeur des points de contact et le diamètre des fils conducteurs extérieurs est comprise entre 1/4 et 1/2. On a constaté que cette condition était facile à réaliser et était suffisante pour le maintien des fils extérieurs contenus dans l'enveloppe. L'invention s'étend également à des procédés pour la fabrication de ce toron, procédés permettant l'automatis- me des opérations, et caractérisés en ce que les fils extérieurs et le, ou.les fils intérieurs sont fabriqués et pourvus de leur enveloppe propre, .on réalise ensuite le câblage connu des fils extérieurs et du ou des fils centraux, on soumet ensuite le toron, dans un four de stabilisation ou dans un bain, à un échauffement à une température qui assure une liaison par fusion ou par solidification des fils extérieurs et de leurs enveloppes, mais qui ne provoque pas une adhérence de l'enveloppe exté- rieure ainsi formée sur le fil central ou les fils centraux ou sur leurs enveloppes, en ce que dans un bain est réalisé un remplissage des interstices en coin entre les fils exté- rieurs, et le cas échéant de leurs emplacements de contact, avec une matière d'adhérence, ou en ce qu'un vernis est projeté, à partir de l'extérieur, dans les interstices en coin et dans les emplacements de contact entre les fils extérieurs. La description ci-après se rapporte à des modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: les figures 1 à 5 sont des vues en coupe de différents exemples de constitution de torons conformes à l'invention, et les figures 6 et-7 sont des vues respectivement schématiques et en élévation latérale d'installations pour l'application du procédé de fabrication de torons conformes à l'invention. Il est à noter, d'une part, que les caractéristiques propres à chaque figure représentative d'un exemple de réalisation pourraient être transférées dans chaque autre exemple. D'autre part, pour une représentation plus claire, l'épaisseur des enveloppes a été figurée augmentée par rapport au diamètre des fils. Des exemples de dimension des torons sont donnés dans la suite de la description. Dans les exemples de réalisation des figures i et 2, sont représentés des torons composés de sept fils intérieurs l qui forment l'âme du toron, et de douze fils extérieurs 2 formant l'enveloppe. Les exemples des figures 3 à 5 montrent des torons comprenant un seul fil intérieur i et six fils extérieurs 2. Il est entendu que le principe de l'invention n'est limité en aucune façon par le nombre des fils intérieurs ou extérieurs composant le toron. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, ni les fils intérieurs, ni les fils extérieurs sont pourvus d'enveloppe. Le toron désigné dans son ensemble par la référence 3, est, conformément au schéma d'instal- lation de la figure 7, introduit, après la torsion et le tressage de ses fils, dans un dispositif 4, o il traverse un bain de fusion ou de trempage 5. Dans ce bain, aux emplacements de contact réciproque 6 des fils extérieurs et dans l'intervalle 7 en coin entre ces fils, le produit liquide du bain de trempage ou de fusion se solidifie et réalise ainsi une jonction des fils extérieurs 2 en une enveloppe cohérente continue pour le toron. Le produit adhérent peut même former encore une enveloppe 8 sur la surface de pourtour, comme représenté par une ligne en traits mixtes dans la figure 1. Cependant, un dispositif de râclage 9 indiqué dans la figure 7 pourrait s'opposer à la formation de cette dernière enveloppe 8. Le toron terminé est enroulé en bobine en 10. Le produit contenu dans le bain peut être un métal, ou une matière non métallique telle qu'une matière synthétique. La figure 2 montre une variante de réalisation de l'invention, dans laquelle les fils intérieurs 1 ne comportent aucune enveloppe, et les fils extérieurs 2 présentent chacun une enveloppe propre l1. Ces enveloppes l1 adhérent entre elles à leurs points de contact 12. La figure 3 montre un autre exemple de réalisation de l'invention dans lequel un fil intérieur unique 1 est pourvu d'une enveloppe 13 tandis que les fils extérieurs 2 ne comportent pas d'enveloppe. Ces fils extérieurs 2 sont reliés entre eux en leurs points de contact récipro- que 6, par des cordons en coin 7, pour former eux-mêmes dans leur ensemble une enveloppe de toron déjà mentionnée analogue à celle de la figure 1. Entre les fils extérieurs 2 et le fil unique 1, existe bien en réalité un contact, et, dans le cas d'une enveloppe métallique 13 sur le fil 1, un contact de conduction électrique, mais cependant aucune liaison par adhérence, ainsi que dans tous les autres exemples. L'enveloppe 13 du fil intérieur 1, ainsi que les enveloppes correspondantes dans le cas de plusieurs fils intérieurs, servent donc d'enveloppes protectrices contre une liaison par adhérence non désirée avec les fils extérieurs 2 ou avec leurs matériaux de liaison. Dans l'exemple représenté dans la figure 4, le fil intérieur est pourvu d'une enveloppe 13, et les fils exté- rieurs 2 sont également pourvus chacun d'une enveloppe 11. Les emplacements de liaison ou d'adhérence entre les enveloppes des fils extérieurs sont désignés par 12. Les intervalles en coin 14 se trouvant, entre fils extérieurs, sur leur face intérieure, sont dans cet exemple comme dans les autres, exempts de matière de liaison ou d'adhérence. La7figure 5 montre la même disposition que dans la figure 4, mais, en plus des enveloppes 1-1 des fils extérieurs 2, leurs intervalles en coin 7 sont remplis avec le produit de liaison ou d'adhérence. Par ce rem- plissage, la flexibilité du toron est en fait un peu réduite, mais on obtient une meilleure adhérence des fils extérieurs entre eux. Cela est particulièrement avan- tageux dans le cas o le toron est entouré par une isola- tion très épaisse qui a pour effet, lorsqu'on dénude l'ex- trémité, dans certains cas, un "dévissage" des fils extérieurs. Cet inconvénient est évité par une adhérence plus importante entre les fils, obtenue grâce au rem- plissage des interstices en coin entre fils. L'insertion du produit de liaison remplissant les interstices en coin entre fils a été expliquée plus haut avec référence aux figures 1 et 7. Il en est ainsi pour toutes les variantes de réalisation de l'invention dans lesquelles le produit de liaison est introduit dans ces interstices. Une matière métallique, par exemple un alliage de zinc (tel qu'il sera expliqué plus loin), est apporté dans un bain en fusion, tandis qu'un produit non métallique, tel qu'une matière synthétique ou un vernis est apporté par trempage. La viscosité et la température du bain, ainsi que la durée de séjour du toron dans ce bain, sont choisies de telle sorte que l'espace en coin entre fils extérieurs, et le cas échéant également les emplacements de contact entre ces conducteurs soient 1o remplis avec la matière de liaison et restent adhérents et collés les uns aux autres, mais cependant sans que des restes de matière puissent parvenir vers l'intérieur à travers les emplacements de contact. Les fils extérieurs 2 ainsi que leurs enveloppes éventuelles 11, sont constitués, de même que le remplissage de leurs interstices en coin, en une matière ayant une température de fusion et de durcissement relativement basse, tandis que le fil central 1 ou les fils de l'âme, sont constitués en une matière et pourvus d'enveloppe 13 en une matière possédant une température de fusion et de solidification plus élevée que celle des fils extérieurs et de leurs enveloppes 11 et remplissages 7, de telle sorte que, lors du réchauffement du toron dans le bain 5 (figure 7), ou dans un four de traitement 15 (figure 6), les fils extérieurs adhérent entre eux pour former une enveloppe, mais que ne se produise pas une liaison par adhérence entre fils extérieurs et fil intérieur. En outre, il faut prendre soin, lors du choix des matériaux, - que, avec les températures utilisées il ne se produise pas de liaison, par exemple par soudage. Dans la figure 6, la référence 4 désigne le dispo- sitif pour torsader les fils constitutifs du toron 3 qui est déplacé, suivant la flèche 16, à travers le four de traitement 15 vers le tambour d'enroulement 10. Le métal du bain de fusion, ou le métal des enve- loppes métalliques peut, par exemple, consister en zinc pur ou plomb pur ou en alliage de zinc et de plomb. Des alliages de zinc avec d'autres métaux, tels que cadmium ou bismuth sont également possibles. Les fils extérieurs, 8 2491511 ainsi que les fils intérieurs pourvus d'une enveloppe sont en règle générale constitués en cuivre. Les en- veloppes métalliques des fils intérieurs peuvent être prévues, par exemple, en métal ou en chrome. On peut également envisager de fabriquer un fil intérieur, ou des fils intérieurs en un métal tel que le nickel ou le chrome, ne nécessitant pas alors d'enveloppe spéciale. Au lieu de prévoir une enveloppe pour fils extérieurs ou pour fils intérieurs, constituée en un métal, on la peut prévoir des enveloppes, comme mentionné plus haut, en une matière non métallique. Dans tous les cas, il faut tenir compte des conditions de températures de fusion et de solidification et de l'absence de liaison avec la matière des fils intérieurs ou extérieurs et de leurs enveloppes. L'adhérence réciproque entre les enveloppes peut être effectuée, comme mentionné, soit par passage à travers le bain 5 (figure 7), soit par traversée du four de traite- ment de solidification 15 (figure 6). Dans chaque cas, la température du bain ou du four, et la durée de traversée du toron sont règlées de telle sorte que la température prise par les fils extérieurs provoque l'adhérence des fils entre eux, afin que ces fils extérieurs forment, par l'intermédiaire de leurs emplacements de fusion de leur enveloppe, une enveloppe générale continue pour le toron. Cependant, la température et la durée de passage choisies ne doivent provoquer aucune adhérence ou soudage par fusion des enveloppes des fils extérieurs avec le fil central ou les fils centraux de l'âme ou leurs enveloppes éventuelles, qui s'opposerait à la possibilité de coulissement de l'âme par rapport à l'enveloppe extérieure de toron. Les variantes de procédé et de choix des matériaux sont évidemment applicables à toutes les variantes de torons conformes à l'invention des figures 1 à 5. Certaines dimensions de fils et de torons de l'invention sont indiquées ci-après sans aucun caractère limitatif. Par exemple, pour des fils l et 2 ayant un diamètre de 0,16 millimètres, il suffit de prévoir une épaisseur de 249151 1 1 micron pour les enveloppes 13 des fils intérieurs, tandis que l'épaisseur de l'enveloppe 11 des fils extérieurs 2 du diamètre mentionné est égale à une valeur comprise entre 3 et 5 microns. La largeur des emplacements de liaison 12 est égale à environ 0,04 millimètre. La largeur de ces points de contact 12 peut être, par rapport au diamètre des fils extérieurs, dans un rapport de 1 à 4, ou même de 1 à 2, dans le cas d'un intervalle entre fils important rempli de matière de liaison. Une adhérence entre eux des fils extérieurs peut également être réalisée en pulvérisant, à partir de l'extérieur, un vernis, ou analogue, qui colle les fils entre eux dans le domaine de la pointe de l'interstice en coin, c'est-à-dire au début des emplacements de contact des fils, entre eux. Dans ce cas également, la consistance du vernis et l'épaisseur de la couche apportée doivent être choisies pour que le vernis ne pénètre pas à l'intérieur entre les fils extérieurs et l'âme du toron. - R E V E N D I C A T I 0 N S - 1. Toron composé de plusieurs fils pour la trans- mission de courants électriques, dans lequel sont prévus une âme centrale composée d'un ou plusieurs fils, et plusieurs fils extérieurs, formant une enveloppe entou- rant l'âme, des moyens de maintien étant, en outre, prévus pour s'opposer à une dissociation et un écartement en éventail des fils individuels dans une extrémité tron- çonnée et dénudée du toron, toron caractérisé en ce que lo seuls les fils extérieurs (2) sont maintenus adhérents entre eux, tandis que le ou les fils (1) de l'âme restent libres de glisser par rapport à l'enveloppe formée par les fils extérieurs adhérents entre eux. 2. Toron suivant la revendication 1, dans lequel est prévue une enveloppe des fils agissant comme organe de maintien, caractérisé en ce que, pour réaliser le maintien des fils extérieurs (2) constituant l'enveloppe, on utilise les enveloppes de ces fils qui sont soudées par fusion ou solidarisées dans les emplacements de leur contact (6) par échauffement. 3. Toron suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au lieu ou en plus des envelop- pes (11) suivant la revendication 2, il est prévu un moyen assurant le maintien cohérent des fils dans les interstices en coin (7) entre fils extérieurs (2) et dans les emplacements de leur contact réciproque. 4. Toron suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le fil ou les fils (1) de l'âme ne présentent aucune enveloppe propre. 5. Toron suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le fil ou les fils (1) de l'âme consistent en un matériau qui, en raison de ses propriétés, et de sa température de fusion ou de durcissement, lors de l'échauffe- ment des fils extérieurs (2) ou de leurs enveloppes (11) et en raison des propriétés du matériau des fils exté- rieurs (2) et de leurs enveloppes, assure que ne se produise aucune liaison d'adhérence ou de collage. 6. Toron suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le fil ou les fils (1) de l'âme 249151 1 présentent une enveloppe (13) en un matériau qui, confor- mément à la revendication 5, ne permet aucune liaison d'adhérence ou de collage avec le matériau des fils extérieurs (2) ou de leurs enveloppes (11) lors d'un échauffement à leur température de fusion ou de durcissement. 7. Toron suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, pour les fils extérieurs (1) et leurs enveloppes (11), sont prévus des métaux ayant une température de fusion ou de solidification relativement basse et, pour le fil ou les fils (1) de l'âme et pour son enveloppe ou leurs enveloppes (13), sont prévus des métaux ayant une température de fusion ou de solidification plus élevée que la précédente. 8. Toron suivant la revendication 7, caractérisé en ce que, pour les fils extérieurs (2) et pour leurs enveloppes (11), il est prévu du zinc ou unalliage de zinc, et pour le matériau et les enveloppes (13) du fil intérieur ou des fils intérieurs est prévu du nickel ou du chrome. 9. Toron suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par des revêtements (11, 13) en matières synthétiques ou laques ayant des températures de fusion ou de durcissement appropriées ainsi que les propriétés d'adhérence appropriées. 10. Toron suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la largeur des emplacements de contact (12) est dans un rapport compris entre 1/4 et 1/2 avec le diamètre des fils extérieurs. 11. Procédé de fabrication d'un toron conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les fils extérieurs (2) et le, ou les fils intérieurs (1) sont fabriqués et pourvus de leur enveloppe propre (11, 13), on réalise ensuite le câblage connu (4) des fils extérieurs et du ou des fils centraux, on soumet ensuite le toron, dans un four de stabilisation (15) ou dans un bain (5), à un échauffement à une température qui assure une liaison par fusion ou par solidification des fils extérieurs (2) et de leurs enveloppes (11), mais qui 12 249151 ne provoque pas une adhérence de l'enveloppe extérieure ainsi formée sur le fil central ou les fils centraux (1) ou sur leurs enveloppes. 12. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce que dans un bain (5) est réalisé un remplissage des interstices en coin (4) entre les fils extérieurs, et le cas échéant de leurs emplacements de contact (6), avec une matière d'adhérence. 13. Procédé pour la fabrication d'un toron, suivant l'une quelconque des revendications l à 10, caractérisé en ce qu'un vernis est projeté, à partir de l'extérieur, dans les interstices en coin (7) et dans les emplacements de contact (6) entre les fils extérieurs (2).