Brevet FR2520548A1 — publié le 19830729

L'invention concerne un câble électrique blindé souple. Un câble blindé se compose de façon générale d'une partie interne formée d'un ou plusieurs conducteurs distincts ou rounds dans une même me isolante, elle-même essentiellement entourée par un conducteur, cet ensemble étant lui-même entouré par le blindage formé d'une ou plusieurs nappes tressées ou guipées Ainsi, il est connu de réaliser des blindages souples pour les câbles électriques par tressage, guipage ou par enrubanage de métaux conducteurs et notamment, mais non exclusivement à base de cuivre ou de cuivre protégé. Comme cela est connu, le tressage consiste à tisser une gaine cylindrique autour de la partie intérieure d'un câble ou sur une autre gaine tressée ou extrudée. Le guipage consiste a former une couche de fils ou de lamés juxtaposés suivant un tracé hélicoïdal autour de la partie centrale du câble éventuellement déjà revêtue d'une tresse ou d'une gaine. Le rubanage consiste à entourer la partie de câble à l'aide d'un ruban suivant un tracé hélicordal. Dans le cas du tressage, l'élément de base est le fuseau qui est un assemblage de fils ou de lamés : la dénomination "fils" s'applique à des fils à section circulaire alors que l'expression "lamés" est réservée à des fils laminés ou ayant une section aplatie à la manière de rubans très fins. Dans les tresses, les fuseaux sont entrecroisés alors que, dans les guipages, les fuseaux n'existent que pour la réalisation du guipage mais ces fuseaux disparaissent une fois que les fils ou lamés sont mis en place en une couche formant le guipage. Les blindages, réalisés par tressage, guipage ou rubanage présentent en général l'inconvénient d'être extrêmement peu efficaces aux basses et aux moyennes fréquences pour lesquelles l'effet de peau est peu intense, en sorte qu'il faut accumuler des épaisseurs de cuivre considérables par couches successives de guipage, de tressage ou d'enrubanage. Le poids et l'encombrement sont souvent prohibitifs pour de nombreuses applications sans parler des coûts de production très élevés. Pour améliorer l'efficacité de tels blindages, il est courant d'incorporer des couches de matériaux ferromagnétiques entre les tresses ou guipages conducteurs : on favorise ainsi le dOcomplage entre les couches conductrices extrêmes grace a l'effet de peau intense dans les couches de matériaux ferromagnétiques (brevet 2 225 817). Selon un premier procédé connu, les couches de matériaux ferromagnétiques sont réalisées par enrubanage à recouvrement et/ou à pas long de feuillards du matériau convenable. Le câble blindé obtenu par ce procédé a une souplesse très fortement réduite et même souvent dans le cas du rl1banage, le ruban détériore la tresse ou le guipage au-dessus ou en-dessous de lui en les cisaillant. Un second procédé consiste a extruder une gaine d'un matériau c Ce second mode a pour inconvénient d'augmenter considéråblement le volume du cable en sorte que de nombreuses applications s'accommodent assez mal de ces posslbiliés de surblindage, d'autant que les remèdes sont souvent fort coûteux. La présente invention a pour but de créer un cible blindé souple, efficace, léger et peu encombrant et résistant aux actions mécaniques, aux mouvements et aux vibrations. A cet effet, l'invention concerne un cible caractérisé en ce que le blindage est formé par la juxtaposition d'éléments en matériau conducteur non ferromagnétique et d'éléments en matériau ferromagnétique dans l'épaisseur du même blindage. Suivant une caractéristique de l'invention, le blindage est réalisé par le guipage ou le tressage d'au moins deux groupes de fuseaux homogènes, dont les uns sont constitués d'éléments ferromagnétiques et les autres d'éléments conducteurs non ferro magnétiques. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le blindage est constitué par un tressage ou un guipage de fuseaux mixtes formés d'éléments conducteurs non ferromagnétiques et d'6lEments ferromagnétiques. La présente invention sera décrite plus en détail 3 l'aide des dessins annexés, dans lesquels - La figure 1 est un schéma d'un cible et en particulier de la nappe de blindage de ce cable. - La figure 2 est un schéma de la disposition des éléments d'un premier mode de réalisation d'un blindage, selon l'invention, ce schéma correspondant à une surface élémentaire de nappe de blindage, - La figure 3 est un schéma d'une surface élémentaire d'une nappe de blindage tressée selon un second mode de réalisation de l'invention. les figures 4 et 5 sont des schémas de surfaces élémentaires d'une nappe de blindage selon un des autres modes de réalisation. - la figure 6 est un quatrième mode de réalisation de l'invention. La description des différents modes de réalisation, selon les figures 2 à 5 d'un blindage, selon l'invention, sera faite à l'aide d'une surface élémentaire 3 dont les côtés correspondent a des parties d'hélice dont le pas correspond à celui du tressage ou du guipage à réaliser. Pour simplifier l'exposé, on désignera par n 10 et 11" la direction des deux côtés parallèles de la surface élémentaire. De façon générale, comme selon l'invention, chaque nappe de blindage est constituée par des éléments conducteurs non ferromagnétiques et par des éléments conducteurs ferromagnétiques, on utilise la convention suivante pour représenter ces deux types d'éléments sur les dessins - Les éléments ferromagnétiques seront représentés par un trait pointillé, - Les éléments conducteurs ferromagnétiques seront représentés par un trait plein. Dans les dessins, les fuseaux et les carrés ou plus généralement les parallélogrammes obtenus par le tressage des fuseaux, sont représentés comme étant des losanges. I1 ne s'agit la que d'un exemple particulier puisque les fuseaux des deux groupes, c'est-à-dire les fuseaux de la direction 10 et ceux de la direction 11, n'ont pas nécessairement la même largeur ou le même pas. Selon la figure 1, le cable blindé 1 dont un tronçon a été schématisé, comporte une nappe de blindage 2 dont on a représenté des fuseaux A1, A2, A3 et B1, B2, B3..... disposés suivant des tracés hélicoidaux. Lorsque le blindage 2 est tressé, il se compose de fuseaux A1, A2, A3.... et de fuseaux B1, B2, B3 qui passent alternativement les uns au-dessus ou en dessous des autres a la manière d'un tissage. Lorsque le blindage est constitué par un guipage, il y a seulement des fuseaux de type A1 A2, A3 ou seulement des fuseaux du type B1, B2, B3. Ces fuseaux sont alors jointifs et forment une nappe de fils ou de lamés, entourant le coeur du câble I suivant des lignes hélicordales de même sens et de même pas. Suivant le cas, on réalise un blindage tressé ou un blindage guipé. Enfin, le blindage peut se composer de plusieurs nappes dont les unes sont tressées et les autres guipées, etc. Divers modes de réalisation de blindage, selon l'invention, seront décrits ci-après à l'aide des figures 2 à 5 qui représentent schématiquement une surface élémentaire de blindage 3, pour montrer la disposition des fuseaux et des fils ou des lamés qui les constituent. Dans un but de simplification, les fils ou les lamés qui s'utilisent indifféremment pour la réalisation de l'invention seront appelés "éléments". Selon la figure 2, le blindage est formé par un guipage de fuseaux A20, B20, A21, B21.... tous parallèles à la direction 10. Chaque fuseau A20, A21 .... est par exemple formé d'éléments conducteurs non ferromagnétiques et chacun des fuseaux B20, B21 est formé d'éléments ferromagnétiques. Ces fuseaux A20, B20, A21, B21 sont juxtaposés parallèlement, pour former un blindage guipé. Selon la figure 3, le second moAe de réalisation d'un blindage de cabale, selon l'invention, consiste a réaliser un tressage a l'aide des fuseaux A30, A31, A32, A33 qui sont parallèles au côté 11 de la surface élémentaire et des fuseaux B30, B31, B32 B33 parallèles au côté 10 de la surface élémentaire. Les fuseaux A30, A31, A32, A33 sont constitués par des éléments conducteurs non ferromagnétiques alors que les fuseaux B30, B31, B32, B33 sont constitués par des éléments ferromagnétiques. Dans ce tressage, les fuseaux à éléments conducteurs et ceux a éléments ferromagnétiques, passent aihsi chaque fois les uns au-dessus ou en dessous des autres pour former un damier dont les carrés ou parallélogrammes sont constitués sur une fac, par des éléments conducteurs non ferromagnétiques alors que les uns carrés ou parallélogranies font apparaître sur l'au tre face des éléments ferramagnétiques. Selon la figure 4, le troisième mode de réalisation d'un blindage selon l'invention, consiste a réaliser un tressage à l'aide de deux groupes de fuseaux formés chacun d'éléments différents, a savoir un premier groupe de fuseaux A40, B40, A41, B41 parallèles au côté 10 et un second groupe de fuseaux B42, A42, B43, A43, parallèles au côté 11. Les fuseaux A40, A41 du premier groupe sont formés d'éléments conducteurs non ferromagnétiques et les fuseaux B40, B41 de ce premier groupe sont formés d'éléments ferromagnétiques. De la même manière, les fuseaux A42, A43 du second groupe sont formés d'éléments conducteurs non ferromagnétiques et les fuseaux B42, B43 sont formés d'éléments ferromagnétiques. Sur la surface élémentaire ainsi réalisée, on obtient des bandes L11 L2, L3, L4 parallèles au côté 10 et chaque bande est formée par un assemblage de carrés ou de losanges de même nature physique, c'est-a-dire dont les éléments sont soit des éléments conducteurs non ferromagnétiques pour les bandes L2, L4, ou dont les carrés ou losanges sont formés d'éléments ferromagnétiques pour les bandes L1 L2. Dans chaque bande, la direction des éléments change d'un carré ou losange à l'autre en étant tantôt parallèle au côté 10, tantôt parallèle au côté 11. La figure 5 montre une surface élémentaire tressée correspondant à un quatrième mode de réalisation de l'invention. Cette surface de blindage tressée s'obtient en tressant des fuseaux C1, C2, C3, C4 dont les éléments sont parallèles à la direction 10 et de fuseaux C10, Cll, C12, C13 dont les éléments sont parallèles a la direction 11. Chaque fuseau C1 C4, C1O - - C13' est formé à la fois d'éléments conducteurs non ferromagnétiques et d'éléments ferromagnétiques. Ce quatrième mode de réalisation de l'invention donne la répartition la plus régulière. Le diagramme de la figure 6 représente les courbes d'impédance de transfert ZT de différents types de blindage. La courbe 1 représente la caractéristique d'un blindage classique réalisé de façon très soignée a base de cuivre en fil de 0,15 mm. Tous les cinq autres blindages ont la même épaisseur que le blindage de référence, le même poids. Le codt de réalisation des blindages donnant les a-oiflts I, 2, 3, 4 est le même alors que le cott est un peu plus élevé dans le cas des blindages 5 et 6 a cause du matériau. Les six blindages ont été réalisés sur un cable d'un diamètre de 3,6 mm donnant un diamètre extérieur de 4,8 mm, les blindages étant réalisés en deux couches d'éléments de 0,15 mm. Les caractéristiques physiques des blindages 1, 2, 3, 5 suivants sont identiques - Angle de tressage, - joinre de fuseaux, - ombre d'éléments par fuseau (fils ou lamés), - Diarmétre des éléments, - Diamètre moyen du cabale. La courbe 2 est la caractéristique d'un cible blindé de fuseau mixte tressé selon la figure 4. Les fuseaux mixtes se composent de fil de cuivre et de fil d'acier ordinaire de méma diamètre (0,15 MEt). La courbe 3 est la caractéristique dtun blindage obtenu par l'assemblage de fuseaux homogènes en nombre égal dont les uns sont à base de cuivre et les autres a base d'acier ordinaire (figure 3). La courbe 4 correspond a la caractéristique de blindage formée par trois tresses d'éléments de 0,10 mm de diamètre. La première et la troisième tresses sont formées de fuseaux homogènes tout en cuivre ; la seconde tresse, la tresse intermédiaire, est constituée de fuseaux homogènes tout en acier ordinaire. La courbe 5 est la caractéristique d'un blindage à base de fuseaux mixtes (figure 5) analogue au blindage donnant la courbe 2, mais dont les fils d'acier ordinaires ont été remplacés par des fils de mu métal. La courbe 6 est la caractéristique d'un blindage obtenu par la superposition de trois tresses a base de brins de 0,10 i- de diamètre. La première et la troisième tresses sont formées de fuseaux homogènes tout en cuivre ; la seconde tresse est constituée de fuseaux homogènes tout en mu métal. Par le choix des métaux ferromagnétiques dont le produit r.# est intermédiaire de celui de 1'acier et du mu *tal ( Sr = perméabilité relative ; # = conductivité), on peut obtenir des performances intermédiaires entre celles des blindages représentés par les courbes 2 et 5, d'une part, et les courbes 4 et 6 d'autre part. En résumé, le cible blindé, selon l'invention, comporte un blindage obtenu par la juxtaposition de matériaux conducteurs non ferromagnétiques tels que le cuivre et de matériaux ferromagnétiques tels que l'acier ordinaire, le fer de suède ou le mu métal, dans l'épaisseur d'un même blindage réalisé par tressage ou par guipage. Cette juxtaposition peut se réaliser par exemple de la manière suivante a) A l'aide de fuseaux homogènes, chacun à base de l'un des deux types de matériaux, ces fuseaux étant répartis autour du cible en fonction de la proportion nécessaire de chacun des; deux matériaux pour obtenir des caractéristiques voulues. (A l'aide de fuseaux homogènes, on peut faire un guipage (figure 2) ou un tressage (figures 3, 4). b) A l'aide de fuseaux mixtes contenant à la fois des éléments conducteurs non ferromagnétiques (cuivre) et des éléments ferromagnétiques (acier ordinaire, mu métal), là répartition des deux types d'éléments dans chaque fuseau étant la même ou étant variable suivant l'efficacité requise pour le blindage. A l'aide de fuseaux mixtes, on peut réaliser soit un guipage (figure 2), soit un tressage (figure 5). c) En superposant des couches dont les unes sont formées d'éléments conducteurs non ferromagnétiques et les autres d ' éléments ferromagnétiques. REVENDICATIONS 10) Cabale électrique blindé souple, comprenant une partie centrale à conducteurs et entourée d'un blindage tressé ou guipé réalisé à partir de fuseaux formés d'éléments (fil ou lamé), cible caractérisé en ce que le blindage est constitué par une ou plusieurs couches et chacune des couches est formée par la juxtaposition d'éléments en matériau conducteur non ferromagnétique et d'éléments en matériau ferromagnétique dans l'épaisseur du même blindage (2). 2ç) Cable selon la revendication 1, caractérisé en ce que le blindage est réalisé par le guipage ou le tressage d'au moins deux groupes de fuseaux homogènes (A2a, A21... B20, B21, A30, B30, A401 B40) dont les uns sont constitués d'éléments ferromagnétiques et les autres d'éléments conducteurs non ferromagnétiques. 30) Cabale selon la revendication 1, caractérisé en ce que le blindage est constitué par un tressage ou un guipage de fuseaux mixtes (C1... .C4) formés d'éléments conducteurs non ferromagnétiques et d'éléments ferromagnétiques. 40) Cabale selon la revendication 1, caractérisé en ce que le blindage est formé par la superposition alternée de couches formées de fuseaux homogènes d'éléments conducteurs non ferromagnétiques et de couches formées d'éléments ferromagnétiques. 50) Cabale selon la revendication 4, caractérisé en ce que le nombre total des couches réalisé par tressage ou par guipage est Impair et les couches de rang impair à partir de l'une des faces du blindage sont homogènes, formées d'éléments cônductenrs non ferromagnétiques et les couches de rang pair sont fondées d'éléments homogènes ferromagnétiques et inversement.