Brevet FR2524382A1 — publié le 19831007

Cette invention concerne des perfectionnements rela- tifs à la fabrication des câbles électriques isolés et concerne plus particulièrement la fabrication de câbles isolés par un procédé selon lequel une couche isolante extrudée de câble est durcie, c'est-à-dire vulcanisée ou réticulée chimiquement, par l'effet de la chaleur pendant le passage du câble au travers d'une enceinte tubulaire ayant au moins en partie la forme d'une chaînette. Comme cela est bien connu, l'utilisation d'une telle enceinte de vulcanisation en forme de chaînette permet de vulcaniser l'isolation du câble à partir d'un état relative- ment mou et plastique lorsqu'elle sort de la tête d'extrusion à une extrémité de la chaînette jusqu'à un état relativement consistant et rigide à l'extrémité opposée, sans qu'il soit nécessaire de mettre en contact l'isolation avec des moyens de guidage ou de support, au niveau de toute position intermédiaire, le câble étant simplement suspendu entre des positions espacées de manière à prendre la forme d'une chaînette généralement coaxiale avec l'enceinte de vulcanisa- tion en forme de chaînette Des moyens sont généralement prévus afin de contrôler la position en chaînette du câble, c'est-à-dire la flèche de ce dernier, à l'intérieur de l'enceinte de vulcanisation, afin de s'assurer que l'iso- lation du câble, qui se trouve encore à l'état plastique, ne vient pas en contact avec la paroi de l'enceinte de vulca- nisation et n'est pas endommagée de ce fait, de tels moyens comprenant par exemple un détecteur de flèche ou de position en chaînette disposé à l'intérieur de l'enceinte de vulcani- sation et monté de manière à commander la tension de la chaînette du câble en commandant la vitesse de fonctionnement d'un dispositif de tirage du câble qui est extérieur à l'enceinte de vulcanisation. Au cours du fonctionnement d'un tel appareil, qui utilise un fluide, un liquide ou un gaz, à l'intérieur de l'enceinte de vulcanisation, comme milieu destiné à transmet- tre la chaleur nécessaire à l'isolation, il se présente une difficulté dûe au fait de l'action de la pression hydrosta- tique du fluide de vulcanisation sur le câble qui, par l'effet de la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de l'enceinte de vulcanisation à l'extrémité de sortie du tube en chaînette, tend à pousser le câble au travers du joint de sortie habituellement disposé à l'extrémité de sortie de l'enceinte La tension appliquée au câble à l'extérieur de l'enceinte de vulcanisation, c'est-à-dire la tension appliquée par le dispositif de tirage par exemple, n'est ainsi pas la même que la tension qui sollicite le câble à l'intérieur de l'enceinte de vulcanisation, et, dans cer- taines conditions opératoires, par exemple lorsque le câble a un ou plusieurs conducteurs de faible poids, et un corps d'isolation important, et lorsque le fluide de vulcanisation est relativement dense, il peut se présenter une situation dans laquelle la force d'expulsion développée sur le câble à l'extrémité de sortie de l'enceinte de vulcanisation dépasse la tension externe normalement nécessaire, ce qui conduit à une perte de contrôle de la position en chaînette du câble à l'intérieur de l'enceinte de vulcanisation, avec pour conséquence le risque d'un endommagement de l'isolation du câble. Afin d'éviter ou au moins de réduire substantiellement les risques liés au problème ci-dessus mentionné, la présente invention propose de disposer des moyens de retenue ou de ralentissement du câble à l'extrémité de sortie du tube de vulcanisation en chaînette, ou en position adjacente à cette extrémité de sortie à l'intérieur de ce tube, afin d'appli- quer au câble une contrainte de retenue dirigée dans le sens opposé aux forces (développées par la pression hydrostatique du fluide de vulcanisation) qui tendent à pousser le câble au travers de l'extrémité de sortie du tube de vulcanisation en chaînette, afin d'annuler les effets désavantageux de telles forces. Différents moyens d'application d'une telle contrainte de retenue au câble peuvent être utilisés, en particulier compte tenu du fait que dans la région de l'extrémité de sortie du tube en chaînette, l'isolation du câble sera vir- tuellement vulcanisée et est bien moins susceptible de s'en- dommager Ainsi, les moyens de retenue ou de ralentissement peuvent par exemple comprendre des chenilles freinées agis- sant sur le câble, des galets ou roues de freinage, ou d'autres dispositifs à frottement D'une manière idéale, les moyens de retenue ou de ralentissement seront réglables afin de s'adapter à des dimensions différentes ou variables de câbles, et ils seront mis en fonctionnement non seule- ment pour annuler les effets des forces hydrostatiques déve- loppées sur le câble, mais également afin de développer une force de retenue excessive, à l'encontre de laquelle les moyens de commande de la tension du câble peuvent agir. La forme préférée présentée ci-dessous de moyens de retenue comprend plusieurs organes coniques essentiellement souples et élastiques, qui sont emboîtés les uns dans les autres et sont disposés coaxialement au tube en chaînette, les organes coniques étant chacun ouverts à leur sommet afin de permettre le passage du câble qui les traverse, et la rangée emboîtée d'organes coniques étant sélectivement soumise à l'action d'un collier de pression qui peut être appliqué axialement contre les organes coniques de manière à faire varier l'effet de retenue assuré par les organes coniques sur un câble qui traverse leur sommet ouvert, par un certain degré de déformation de ces organes coniques L'action du collier de pression peut avantageusement être mise sous la dépendance de la tension détectée et appliquée au câble à l'extérieur de l'enceinte de vulcanisation. L'invention, tant sur le plan de ses caractéristiques que de ses avantages, sera mieux comprise à la considération de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique représentant une installation d'extrusion d'une isolation sur l'âme d'un câble et de vulcanisation de la matière extrudée dans un tube en chaînette, la figure 2 est une vue en coupe partielle représen- tant des moyens de retenue conformes à la présente invention, la figure 3 représente les moyens de retenue de la figure 2 disposés à proximité de l'extrémité de sortie d'un tube en chaînette, les figures 4 A à 4 D représentent la séquence d'opé- rations qui se déroule lors de la mise en oeuvre d'un tube de vulcanisation en chaînette comprenant des moyens de retenue selon la figure 2; et la figure 5 représente un système de commande destiné au réglage des organes de retenue de la figure 2 en fonction des variations de la tension de défilement. En référence à la figure 1, une âme conductrice de câble 1 est amenée par un dispositif mesureur à chenille 2 au travers d'une tête transversale 3 d'une extrudeuse, dans laquelle une couche d'isolation en élastomère est extrudée de manière continue sur l'âme conductrice du câble 1 La sortie de l'extrudeuse mène directement à l'extrémité d'entrée d'un tube 4 de vulcanisation en forme de chaînette qui, en fonctionnement, contient un fluide chaud à une pres- sion prédéterminée Comme représenté, le câble suit une trajectoire en chaînette au travers du tube en chaînette 4, sa position à l'intérieur du tube en chaînette étant commandée par un détecteur 5 qui détermine la vitesse de fonctionnement d'un dispositif de tirage à chenille 6 afin de déterminer la tension du câble L'extrémité de sortie du tube en chaînette 4 est fermée de manière étanche par un dispositif d'étanchéité 7. La figure 2 représente une vue en coupe partielle de moyens de retenue 8, conformes A l'invention, montés à l'intérieur de l'alésage du tube de vulcanisation en chaînette tel que celui désigné par la référence 4 sur la figure 1. Les moyens de retenue 8 comprennent un jeu d'organes 9 tronco- niques emboîtés ou empilés les uns dans les autres, comme représenté, et délimitant, par leur sommet ouvert et aligné, un passage traversant pour le câble 10 Les organes 9 sont réalisés en caoutchouc, naturel ou synthétique, en fonction des températures auxquelles ils sont destinés à être soumis, et sont choisis de manière à avoir une taille nominale qui convient aux dimensions du câble 10 Les organes 9 sont bridés fermement à la paroi 11 du tube en chaînette 4 et sont dispo- sés de manière à être soumis à l'action d'une paire d'anneaux ou de colliers de pression 12 et 13, le premier 12 étant fixé au tube en chaînette et le dernier 13 étant déplaçable axialement dans ce tube en chaînette On comprend qu'un mou- vement du collier de pression 13 en direction de la gauche (si l'on considère la figure 2) entraînera une déformation des organes 9 telle qu'elle provoquera un serrage plus fort du câble 10 par ces derniers, tandis qu'un mouvement en sens opposé réduira l'effet de retenue exercé par les organes 9. La figure 3 est une représentation, donnée à titre d'exemple, des organes de retenue 8 de la figure 2 disposés en position adjacente à l'extrémité de sortie d'un tube de vulcanisation en chaînette 4 Une dérivation de pression 14 est disposée autour des organes de retenue 8, et en aval de ces organes de retenue 8 sont disposés un joint pneumatique 15 et un joint à haussière à relâchement rapide 16 Les figures 4 A à 4 D représentent la séquence d'opérations qui se déroule lors de la mise en oeuvre d'une ligne de vulcanisation en chaînette telle que celle de la figure 3 Sur la figure 4 A, le début du câble 20 est tiré au travers du tube en chaînette 4 à l'aide d'une haussière 21 de petit diamètre, qui ne donne naissance qu'à une très faible force hydrostatique agissant sur le joint 16 à relâchement rapide Dans ces conditions, la tension de tirage détectée est relativement élevée et ceci provoque un déplacement de réglage vers la droite du collier de pression 13 (figure 2) des organes de retenue 8, de façon à minimiser l'action des organes de retenue 8 et de permettre un passage relativement libre du début du câble La figure 4 B montre le début du câble 20 engagé dans les organes de retenue 8, mais par ailleurs les conditions sont les mêmes que celles de la figure 4 A car les organes de retenue 8 sont contournés-par la conduite de dérivation 14. Comme cela est représenté sur la figure 4 C, lorsque le début du câble 20 bouche le joint 15, la pression qui règne entre ce joint 15 et le joint à haussière 16 diminue pour prendre une valeur proche de la pression atmosphérique, et la force hydrostatique développée sur le câble par l'effet de la pres- sion du milieu de vulcanisation augmente considérablement. La tension de tirage du câble chute de manière correspondante, et en réponse à cette chute, les organes de retenue 8 sont actionnés par un mouvement vers la gauche d'amplitude corres- pondante du collier de pression 13 Sur la figure 4 D, le joint à haussière 16 s'est ouvert afin de préparer la sortie du début du câble 20 du tube en chaînette 4, et le dispositif de retenue 8 adopte une configuration de fonctionnement normale dans laquelle, en fonction de la tensi Gn de tirage variable, il exerce sur le câble une action de retenue variable. La figure 5 représente un système de commande destiné au réglage des organes de retenue 8 de la figure 2 en fonction des variations de la tension de tirage détectée Les cônes en caoutchouc 9 des organes de retenue 8 sont comprimés, afin d'exercer la force de freinage nécessaire, à l'aide d'une paire de vérins hydrauliques 30,31 Le degré de compression, et en conséquence l'amplitude de la force de freinage, est déterminé par le déplacement de ces vérins Ce déplacement est déterminé par un distributeur hydraulique 32 à trois posi- tions, assurant une configuration de serrage, une configuration neutre et une configuration de relâchement Ce distributeur est piloté automatiquement par un système logique électronique 33 alimenté par un signal provenant d'une cellule de charge qui surveille la tension de tirage par l'intermédiaire d'une roue autour de laquelle passe le câble (figure 1) Deux points de réglage sont sélectionnés, un point bas et un point haut. Si la tension de tirage est inférieure au niveau bas, le frein 8 est serré jusqu'au moment o le déplacement est suffisant pour engendrer une force de freinage qui augmente la tension de tirage jusqu'au niveau bas; à cet instant le distributeur passe en configuration neutre, c'est-à-dire qu'il ne se produit plus aucun déplacement Si, pour un déplacement donné, la taille du câble vient à augmenter, la force de freinage augmentera et en conséquence aussi la tension de tirage; si la tension augmente et dépasse la limite haute, le frein sera relâché d'une manière similaire Ce système de commande est totalement indépendant du détecteur 5 de la position de la chaînette ou détecteur de flèche, qui commande la vitesse du dispositif de tirage 6. REVENDICATIONS 1 Appareil destiné à vulcaniser une couche d'isolation extrudée d'un câble électrique ( 10), comprenant un tube ( 4) destiné à être traversé par le câble électrique isolé ( 10), et ayant au moins en partie la forme d'une chaînette, des moyens de remplissage dudit tube ( 4) avec un fluide chaud afin d'effectuer la vulcanisation de la couche isolante du câble ( 10), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de retenue ( 8) du câble ( 10) à l'extrémité de sortie du tube de vulcanisation ( 4), ou adjacents à ladite extrémité de sortie et à l'intérieur du tube de vulcanisation ( 4), et destinés à appliquer au câble ( 10) une contrainte de retenue dirigée en sens opposé aux forces développées par la pression hydrostatique du fluide de vulcanisation, et qui tendent à pousser le câble ( 10) au travers de l'extrémité de sortie du tube de vulcanisation ( 4), de façon à annuler les effets de telles forces. 2.Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 32,33) destinés à détecter la tension du câble ( 10) en un point situé en aval du tube de vulcanisation ( 4) et à commander lesdits moyens ( 8) de retenue du câble ( 10) d'une manière correspondante afin d'ajuster ladite contrainte de retenue qui tend à stabiliser ladite tension. 3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 32,33) de détection de la tension et de commande des organes de retenue ( 8) sont agencés de manière à placer lesdits moyens de retenue ( 8) du câble ( 10) dans une configuration d'application d'une contrainte de retenue intermédiaire, lorsque la tension détectée est comprise entre des niveaux bas et haut prédéterminés, dans une configuration d'application d'une contrainte de retenue élevée lorsque la tension détectée est inférieure audit niveau bas, et dans une configuration d'application d'une contrainte de retenue basse lorsque la tension détectée est supérieure audit niveau haut. 4 Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de retenue ( 8) du câble ( 10) comprennent plusieurs organes coniques ( 9) essentielle- ment souples et élastiques, qui sont emboîtés les uns dans les autres et disposés coaxialement au tube de vulcanisation ( 4), les organes coniques ( 9) étant chacun ouvert à son sommet afin de permettre le passage du câble ( 10) qui les traverse,et un collier de pression ( 13) associé à des moyens ( 30,31) d'application sélective dudit collier de pression ( 13) axialement contre les organes coniques ( 9) de manière à faire varier l'effet de retenue des organes coniques ( 9) sur le câble défilant ( 10), en fonction du degré de déforma- tion de ces organes coniques ( 9). Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un détecteur ( 5) destiné à détecter la position de la chaînette du câble ( 10) à l'intérieur dudit tube de vulcanisation ( 4) et à commander de manière correspondante la vitesse d'un dispositif de tirage ( 6) du câble ( 10), tendant à stabiliser la position de la chaînette du câble. 6 Procédé de vulcanisation de la couche d'isolation extrudée d'un câble électrique ( 10), consistant à faire passer le câble électrique isolé ( 10) le long d'une trajectoire en chaînette au travers d'un tube de vulcanisation ( 4), dont la forme générale correspond à ladite trajectoire en chaînette, à remplir ledit tube de vulcanisation ( 4) avec un fluide chaud afin d'effectuer la vulcanisation de la couche d'isolation du câble ( 10), caractérisé en ce qu'il consiste de plus à appliquer au câble ( 10), à l'extrémité de sortie du tube de vulcanisation ( 4) ou en position adjacente à ladite extré- mité de sortie et à l'intérieur du tube de vulcanisation ( 4), une contrainte de retenue dirigée en sens opposé aux forces développées par la pression hydrostatique du fluide de vulcanisation, et qui tendent à pousser le câble ( 10) au travers de l'extrémité de sortie du tube de vulcanisation ( 4), de façon à annuler les effets de telles forces. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il consiste de plus à détecter la tension du câble ( 10) en un point situé en aval du tube de vulcanisation ( 4), et à régler en conséquence ladite contrainte de retenue, de sorte que cette dernière tende à stabiliser ladite tension.