Brevet FR2503203A1 — publié le 19821008

PROCEDE POUR L'OBTENTION D'UN CABLE SOUPLE ET RESISTANT ET NOUVEAU TYPE DE CABLE AINSI REALISE. La présente invention a trait à un procédé perfectionné permettant l'obtention d'un câble souple, résistant, léger, de faible volume ; elle concerne également un nouveau type de câ- ble obtenu par la mise en oeuvre d'un tel procédé. Dans la suite de la description, par câble, on entend un élément filiforme, de grande longueur, de section transversale sensiblement circulaire, constitué par l'assemblage, avec ou sans torsion, de fils élémentaires eux-mêmes formés d'une pluralité de filaments continus. De tels articles ont été réalisés pendant très longtemps à partir de fils métalliques. Avec l'avènement des fils chimiques tels que les polyesters, les polyamides, il a été proposé de réaliser des câbles comportant une âme interne constitutée de filaments parallèles, imprégnés d'une matière liante, cette âme étant recouverte d'une gaine tressée et le- liant permettant d'assurer la liaison des fils d'âme entre eux et celle de l'amie avec la gaine externe tressée. Il a également été proposé de réaliser des câbles de petit diamètre comportant une âme constituée de filaments parallèles et une gaine externe en matière plastique extrudée autour de l'âme. Récemment, sont apparus sur le marché des fils chimiques présentant de très bonnes propriétés de résistance à la rupture à la traction et à l'allongement et pour cette raison, il a été proposé de les utiliser,entre autres, en remplacement des fils d'acier. Parmi ces fils chimiques, on peut citer les fils de carbone, de bore, de silice, de verre ou ceux à base de polyamide aromatique commercialisés notamment sous la marque Kevlar par la Société DU PONT DE NEMOURS. Dans la suite de la description, par mesure de simplification, de tels fils seront désignés par 1 'expression "fils à haut module". De tels fils à haut module sont cependant fragiles à l'abrasion et, la plupart des solutions proposées à ce jour pour résoudre ce problème, notamment celles faisant l'objet de la demande de brevet français publiée sous le n9 2.446.336, prévoit de solidariser par collage l'ame constituée de tels filaments avec une gaine externe protectrice formée, notamment par guipage. Si ces solutions permettent de résoudre le problème de la résistance à l'abrasion, les câbles réalisés manquent cependant de souplesse et sont difficiles à stocker et utiliser sous la forme d'un enroulement. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la pré- sente invention, un procédé perfectionné permettant d'obtenir, notamment à partir de fils à haut module du type précité, un nouveau type de câble qui ne présente pas les inconvénients des câbles antérieurs et qui, par ailleurs, présente des caractéristiques améliorées pour un nombre de fils élémentaires identique. D'une manière générale, l'invention concerne donc un procédé pour la réalisation d'un câble constitué d'une pluralité de fils élémentaires eux-mêmes formés de filaments continus à haut module, lesdits fils élémentaires étant recouverts d'une gaine externe. Le procédé selon l'invention se caractérise par le fait qu'avant recouvrement par la gaine, les fils élémentaires sont juxtaposés et comprimés radialement et-que, après mise en place de la gaine externe autour de l'âme ainsi comprimée, on effectue un traitement thermique entrainant la rétraction de ladite gaine, cette dernière n'étant cependant pas collée à l'âme formée de telle sorte que les fils élémentaires la constituant puissent glisser les uns par rapport aux autres lors d'une flexion, ladite gaine externe comprimant et déformant géométriquement les fils élémentaires de telle sorte que ne subsiste pratiquement aucun vide entre ces fils élémentaires. Selon un mode préférentiel de mise en oeuvre de l'invention, les fils élémentaires sont eux-mêmes guipés avec une lame d'un film synthétique thermorétractable, avant d'être réunis. Dans ce cas, il peut être envisagé de pr-ovoquer le collage du film de guipage des fils élémentaires en utilisant par exemple une colle PVC ou un fil thermosoudable. Par ailleurs, la gaine externe formée autour de l'âme comprimée est constituée d'une pluralité de fils élémentaires et de préférence constituée par une ou plusieurs couches de guipage croisées (par exemple deux couches de guipage réalisées en sens inverse S et Z), à spires jointives, également réalisée à partir d'une lame d'un film thermorétractable, cette ou ces couches de guipage étant elles-mêmes recouvertes d'une gaine tressée éventuellement enduite d'une matière assurant son étanchéité, ce qui améliore encore ses qualités de résistance à l'abrasion externe et contrariant l'effet giratoire. Comme filaments individuels constituant les fils élémentaires1 on utilisera de préférence des fils à base de polyamide aromatique tels que ceux commercialisés sous la marque Kevlar et comme lame de guipage, aussi bien des fils élémentaires que de la gaine externe, des lames de polyester. Bien entendu, on pourrait utiliser d'autres matériaux équivalents par exemple avoir des fils élémentaires à base de filaments de carbone, de bore, de silice, de verre. Lorsque l'ensemble est recouvert d'une gaine tressée, les filaments constituant cette tresse seront de préférence des fils en polyamide 66. En fonction des utilisations, il pourrait etre envisagé d'utiliser d'autres types de fils par exemple des fils en polyamide 6, en polyester voire même des fils tels que ceux commercialisés sous la marque Nomex dans le cas où l'on envisagerait des températures d'utilisation plus élevées. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce aux exemples de réalisation donnés ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui sont illustrés par les schémas annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'une installation permettant de réaliser un câble conforme à l'invention, - la figure 2 illustre schématiquement en coupe un dispositif permettant de réaliser la compression radiale des fils simples juxtaposés avant leur recouvrement par une gaine externe, - les figures 3 et 4 illustrent respectivement en perspective schématique et selon une coupe transversale un câble conforme à l'invention. La figure 1 illustre une installation permettant la réalisation d'un câble selon l'invention. Une telle installation comprend essentiellement un ensemble d'alimentation 1 supportant des bobines de fils élémentaires 2 préalablement réalisés, un condenseur 3 permettant de comprimer les fils élémentaires 2 juxtaposés, une broche creuse de guipage 4, un four 5 et des moyens de renvidage 6 du câble formé. L'ensemble d'alimentation 1 peut soit être fixe ce qui permet de réaliser un câble dont les fils élémentaires 2 sont maintenus parallèlement les uns aux autres, soit être rotatif ce qui permet de donner une légère torsion d'assemblage aux fils élémentaires 2. Comme élément condenseur 3, on peut utiliser un dispositif tel qu'illustré à la figure 2 et qui est constitué essentiellement par un élément tubulaire 14 présentant une zone compressible 15, la compression de cette zone 15 pouvant être obtenue par un système à bague 16. Un tel condenseur facilite la mise en oeuvre de l'invention,notamment lors de la mise en route. En effet, pendant cette phase de démarrage, la zone 15 n'est pas comprimée, ce qui permet de faire passer facilement l'ensemble des fils élémentaires 2 la compression de cette zone 15 n'étant réalisée qu'après l'opération de lancement. De préférence, l'élément condenseur 3 est disposé le plus près possible-de l'entrée de la broche creuse de guipage 4, cette dernière étant une broche conventionnelle. Le four 5 et les moyens de renvidage 6 sont également des éléments conventionnels qu'il est inutile de décrire en détail. Lorsque l'on souhaite recouvrir le câble formé d'une gaine externe tressée, cette opération peut être réalisée, soit en continu, en disposant une tresseuse conventionnelle entre le four 5 et le système de renvidage 6, soit, de préférence, dans une phase opératoire séparée. La mise en oeuvre de l'invention ressortira cependant mieux de l'exemple qui suit. EXEMPLE Sur une installation coMventionnelle de guipage, on réalise tout d'abord des fils élémentaires 2 comportant une âme formée de filaments de Kevlar de titre total 7500 deniers, cette âme étant guipée d'une lame d'un film polyester de 1,6 mm de largeur et de 0,012 mm d'épaisseur. Le guipage est effectué à spires jointives. 19 bobines de fils élémentaires 2 ainsi réalisés sont alors disposées sur l'élément support 1 (figure 1) qui, dans le cas présent, est entrainé en rotation de manière à pouvoir former un toron 20 présentant une torsion d'assemblage de 20 tours/mètre. Cette torsion d'assemblage n'est pas impérative et dans certains cas, il peut être envisagé de la supprimer. Le toron 20 ainsi formé passe alors dans le condenseur 3 où le diamètre du toron 20 est ramené de 5,3 mm à l'entrée à 4,7 mm à la sortie. Immédiatement après avoir été ainsi comprimé, le toron 20 passe à l'intérieur de la broche creuse 4 à la sortie de laquelle il est guipé avec une lame 21 d'un film polyester ayant une épaisseur de 0,023 mm et une largeur de 2,5 mm. Ce guipage est réalisé à spires jointives et maintient l'âme à l'état comprimé. L'ensemble formé passe ensuite dans un four 5 porté à une température de 1100C à l'in.térieur duquel on provoque la rétraction du film de guipage 21 autour de l'âme 20 et par suite la compression des fils élémentaires et leur déformation géométrique, ce qui permet de combler les vides existant entre lesdits fils élémentaires. Le câble ainsi formé est ensuite renvidé en 6. Si un tel matériau peut être utilisé tel quel, de préférence, on le recouvre lors d'une opération ultérieure d'une gaine tressée 22 extrêmement fine réalisée sur une tresseuse conventionnelle à partir de fils de polyamide 66 ayant un titre de 940 deniers. De préférence, après tressage, le câble est soumis à un second traitement thermique éventuellement après enduction au moyen d'une colle, telle que par exemple une colle PVC, ce traitement thermique provoquant la rétraction de la gaine tressée 22 qui assure ainsi une étanchéité parfaite autour de la partie interne du câble, augmente par ailleurs la résistance à l'abrasion externe et permet également d'annuler l'effet giratoire par le fait que la gaine tressée fait corps avec 1 'âme. Un tel câble présente une fois terminé, une section ayant un diamètre de 5 mm, pèse 23 grammes au mètre, possède une résistance à la rupture de 2100 kg et un allongement maximum d'environ 2,5 %. En section, il ne présente aucun vide car les fils élémentaires se trouvent volontairement comprimés et déformés de façon gétmétrique ainsi que cela est représenté à la figure 4, là où les gaines rétractées assurant un maintien parfait des fils élémentaires. De plus, on a constaté qu'un tel câble reste parfaitement souple, compte-tenu du fait que les brins élémentaires 2 peuvent se déplacer les uns sur les autres, le guipage disposé autour de ces brins élémentaires assurant par ailleurs une très bonne résistance à l'abrasion interne. La gaine externe par ailleurs, non seulement protège le câble contre l'abrasion externe mais également évite la détérioration des fils élémentaires par abrasion interne comptetenu de la forte pression qu'elle exerce sur ces fils. Un tel câble peut être utilisé dans tous types d'applications où l'on désire avoir une très grande résistance à la traction, un faible allongement, tout en ayant un poids et un encombrement minimum. Bien entendu, l'invention n' est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit précédemment mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. Ainsi, par exemple, il pourrait être envisagé d'utiliser comme matières de guipage des lames argentées ou traitées pour améliorer la résistance aux rayonnements- ultra-violets dans l'espace. Par ailleurs, le guipage de la gaine externe peut être soit simple, soit éventuellement être multiple par exemple double (S et Z) deux broches étant alors utilisées. De plus, les fils de tressage peuvent être autres que des fils à base de polyamide 6 et être constitués par exemple par des fils en polyamide 6, en polyester ... En outre, pour améliorer encore le glissement les uns par rapport aux autres des différents fils élémentaires 2 constituant un tel câble, il pourrait être également envisagé dé déposer sur ces fils élémentaires, avant de les assembler, une huile ou tout autre produit améliorant le glissement. Comme dit précédemment, le guipage de chacun des fils élémentaires peut éventuellement être collé aux filaments constituant chacun desdits fils élémentaires. De tels câbles peuvent, par ailleurs, comporter un nombre quelconque de fils élémentaires 2 choisis en fonction de la grosseur désirée étant donné que la déformation géométrique des fils élémentaires du fait de la rétraction de la gaine externe permet de les disposer de telle sorte qu'il nty a pratiquement pas de vides entre ces fils contrairement aux câbles classiques. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour la réalisation d'un câble constitué d'une pluralité de fils élémentaires (2) maintenus ensemble par une gaine externe, caractérisé par le fait qu'avant recouvrement par la gaine, les fils élémentaires 2) sont juxtaposés et comprimés radialement et que,après mise en place de la gaine externe (21) autour de l'âme ainsi comprimée, on effectue un traitement thermique entraînant la rétraction de ladite gaine (21), cette dernière n'étant cependant pas collée à l'âme formée de telle sorte que les fils élémentaires (2) la constituant puissent glisser les uns par rapport aux autres lors d'une flexion, ladite gaine externe (21) comprimant et déformant géométriquement les fils élémentaires de telle sorte que ne subsiste pratiquement aucun vide entre ces fils élémentaires. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les fils élémentâires (2) sont préalablement guipés avec une lame d'un film thermorétractable, tel que par exemple un film de polyester. 3/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le guipage des fils élémentaires (2) est collé aux filaments qu'il entoure. 4/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la gaine (21) entourant l'âme (20) est constituée par au moins une couche de guipage à spires jointives à base d'une lame d'un film thermorétractable. 5/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'une tresse additionnelle (22) est réalisée soit en continu après traitement thermique, soit lors d'une opération ultérieure autour du câble ainsi formé. 6/ Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la tresse (22) est enduite et traitée thermiquement de manière à rétracter, à la rendre étanche, plus résistante à l'abrasion externe. 7/ Câble obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6.