Brevet FR2533359A1 — publié le 19840323

Câble ou toron électrique flexible pour la transmission de signaux entre une station pilote et un missi- le qui se déplace ? de même que son procédé de fabrica- tion0 L'invention concerne un câble électrique flexible pour la transmission de signaux entre une station pilote et un missile qui se déplace rapidement, ce câble étant constitué d'au moins un et, de préférence, de deux conducteurs électriques posés parallèlement, comportant un vernis isolant et enrobés au centre et sur toute la longueur d'un organe de traction formé de différents faisceaux de fils sup- ports constitués de plusieurs fils individuels minces, cet organe de traction étant entouré d'un guipage. Des câbles ou des torons électriques flexibles du type envisagé ici sont connus, par exemple, diapres le brevet de la République Fédérale d'Aile- magne 17 65 133. Selon ce brevet, deux fils de cuivre posés parallèlement et comportant un vernis iso lant sont collés l'un à ltautre et ils sont posés au centre dans le fil support en polyester constitué dsau moins trois faisceaux individuels de fils supports, ce fil support faisant partie de organe de traction maintenu par un guipage constitué de soie naturelle.De tels conducteurs permettent la bans mission de signaux a' des missiles qui se déplacent jusqutà des vitesses d'environ 260 m/seconde et jus quXà des portées d'environ 4.000 me Par suite des conditions aussi rigoureuses imposées à la capacité de charge de torons de ce type, le choix de la matière pour leur fabrication et le contrôle de matière sont extrêmement critiques. C'est ainsi que, par exemple, le choix de la soie naturelle nécessaire pour le guipage présente dténormes difficultés car, en tant que produit naturel, les proprié tés de cette soie subissent de fortes fluctuations. De même, il est toujours de plus en plus difficile de se procurer de la soie naturelle. En conséquence, depuis longtemps, on souhaite remplacer la soie naturelle par ce que lton appelle la soie artificielle ou soie au cuivre. Des fibres de soie artificielle de ce type peuvent être fabriquées avec des propriétés constanment égales et elles sont disponibles à tout moment en 'imposte quelle quantité. Toutefois, le choix et ltadaptation des autres matières sont problématiques car les fibres supports qui sont également nécessairessdoivent être dans des rapports appropriés l'une par rapport à 11 autre en ce qui concerne la longueur de déchirement, l'élasticité, l'allongement à la rupture et les coefficients de dilatation.En outre, on exige de plus grandes vitesses de débobinage et des portées plus élevées, si bien que des fibres ayant des longueurs de déchirement aussi grandes que possible sont nécessaires. Enfin, on se heurte à d'énormes difficultés lors du traitement de ces fibres conjointement avec les conducteurs de cuivre comportant, dans tous les cas, un vernis isolant et ayant un diamètre de llordre de grandeur dtenviron 0,07 mm et un allongement à la rupture égal ou supérieur à 25%.Afin obtenir des propriétés électriques uniformes sur toute la longueur d'une ligne de ce type dite à signaux de direction, cesconducteurs encui- vre doivent toujours avoir une disposition géométrique aussi uniforme que possible par rapport aux fils supports et au guipage et, par suite de cette disposition, les propriétés de débobinage de la ligne à signaux de direction sont fortement influencées par la bobine de fil de direction se trouvant dans le missile à diriger. De ce fait, un grand nombre de conditions qui sont en partie mutuellement cbntradic toires, doivent être remplies. En conséquence, ltinvention a pour-objet de fournir un nouveau toron électrique flexible et un procédé pour sa fabrication, toron dont la structure et la réalisation permettent, sans devoir utiliser des fibres de soie naturelle, d'atteindre des portées plus grandes encore et des vitesses de débobinage plus élevées et, malgré la plus grande longueur de ce toron, l'uniformité de la disposition géométrique des conducteurs électriques, des fils supports et du guipage sur la longueur du toron n'est nullement altérée, mais même encore améliorée. A cet effet suivant linvention, les fils individuels sont des fibres de polyamides aromatiques et le guipage est constitué de soie au cuivre, tandis qu'au moins un faisceau de fils supports placé parallèment aux conducteurs électriques est collé à ces derniers. On décrira ci-après d'autres caractéristiques de l'invention. Le faisceau de fibres est constitué de n fibres de polyamides posées parallèlement et ayant un allongement à la rupture de 2,4-3%, tandis que la soie au cuivre a une présentation de 80er 1trois. Le ou es conducteurs électroniques collés l'un à ltautre et comportant un vernis isolant sont collés parallèlement ltun à l'autre avec au moins un faisceau de fils supports, tandis qu'au moins trois autres faisceaux de fils supports sont posés symétriquement en étant décalés l'un de l'autre sur un étroit arc de cercle de 1200 sur l'ensemble conducteurs/faisceau de fils supports collé, situé au centre et posé verticalement, ces trois autres faisceaux de fils supports étant guipés au cours de deux processus de filage successifs avec un angle de guipage égal et dans des sens de rotation différents, l'ensemble conducteurs/faisceau de fils supports collé et posé verticalement étant acheminé avec une force de freinage de 10 N. Pour coller les conducteurs électriques ayant préalablement reçu-un vernis isolant avec un faisceau de fils supports, on utilise une colle séchant à la température ambiante. Le toron suivant ltinvention présente une série d'avantages. Grâce à l'utilisation de fibres constituées d'un polyamide aromatique (fibres organiques d'Aramide) comme fils supports, on peut en exploiter pleinement le rapport favorable entre la résistance et le poids pour accroître la résistance spécifique et, partant, la longueur de déchirement du toron mobile.Par suite de l'adhérence artificielle du collage des conducteurs électriques avec un des faisceaux de fils supports avant l'assemblage avec les autres faisceaux de fils supports et leur guipage, d'une part, la grande aptitude à llallongement du cuivre, qui entrave la fabrication des torons, est ramenée à une mesure utile et, d'autre part, lors du guipage, les fils supports peuvent être acheminés sous une plus forte tension. I1 en résulte un avantage supplémentaire du fait que, lors du guipage ayant lieu à une vitesse d'environ 1.200 tours/minute, les conduc -teurs électriques collés à un faisceau de fils supports peuvent être projetés vers l'extérieur par les forces centrifuges agissant plus fortement sur les conducteurs que sur les fils de polyamides. De la sorte, on peut obtenir un enrobage central des conducteurs électriques dans organe de traction sur toute la longueur des torons, même dans le cas de torons de grandes longueurs et ce, plus aisément et de meilleure façon que précédemment. La stabilité thermique des fibres de polyamides est également transmise au toron. Enfin, pour la première fois, on peut utiliser, pour le guipage, des fils de soie artificielle au cuivre, si bien que l'on peut renoncer complètement, également pour la première fois, à la soie naturelle lors de la fabrication de torons de ce type.De la sorte, d'une part, on réduit le diamètre du toron ou, avec un même dia mètre, on peut augmenter le nombre de fils supports et, par conséquent, obtenir de plus grandes unités de longueur tandis que, d'autre part, on facilite considérablement la fabrication de torons de ce type ayant des propriétés constamment reproductibles. Ltinvention sera décrite ci-après par un exemple de réalisation illustré dans les dessins annexés dans lesquels la figure 1 illustre le toron suivant 1?in- vention lors de sa mise en oeuvre ; la figure 2 est une vue en perspective et à une échelle fortement agrandie illustrant la structure du toron suivant l'invention la figure 3 est une image de coupe polie fortement agrandie prise perpendiculairement à lXase longitudinal du toron illustré en figure 2 ; les figures 4 et 4a illustrent un dispositif utilisé pour la fabrication du toron illustré dans les figures 2 et 3, et la figure 5 est une vue en plan et à une échelle fortement agrandie illustrant une plaque de guidage du dispositif représenté en figure 4. En figure 1, le chiffre de référence 10 désigne un missile propulsé par réaction vers lequel une station pilote 11 émet des signaux de direction via un câble électrique flexible 12 reliant l'un à l'autre la station pilote et le missile. Le câble 12 est constitué de deux fils conducteurs électriques 14 réalisés en cuivre électrolytique aussi pur que possible et ayant un haut allon gement à la rupture (égal ou supérieur à 25), ss ces fils ayant un diamètre d'environ 0,07 mm. Avant leur guipage, moyennant un procédé connu en soi pour llap- plication d'un vernis, les conducteurs en cuivre dénudés 14 reçoivent chacun une isolation 15, l'application du vernis s'effectuant en plusieurs couches jusqu'à ce qu'on atteigne une épaisseur de vernis d'environ 24 à 30r Après le durcissement de l'iso- lation 15, au cours d'une autre phase de travail et à laide du même vernis que celui dont est constitué l'isolation 15, on colle les conducteurs de cuivre individuels 14 parallèlement l'un à l'autre de telle sorte qu'ils prennent la configuration illustrée en figure 2 Comme le montrent les figures 2 et 3, les fils de cuivre 14 collés parallèlement l'un à l'autre se trouvent au centre d'un faisceau de fils supports 16 constitué de n fibres de polyamidesaromatiques dis- posées parallèlement. Sur l'ensemble constitué du faisceau de fils supports 16 et des conducteurs en cuivre 14, on applique des guipages opposés 18, 18a qui sont constitués de soie artificielle au cuivre de la présentation 80er 1trois. Afin que les conducteurs en cuivre collés parallèlement l'un à ltautre viennent se placer au centre du faisceau de fils supports 16 et sur toute la longueur du câble, avant son guipage, le faisceau de fils supports est subdivisé en au moins quatre faisceaux de fils supports de mêmes dimensions 16a, 16b, 16c et 16d ayant chacun un diamètre d'environ 14 r et constitués chacun, par exemple, de 70 fibres élémentaires se trouvant sur des bobines 20, 21, 22 et 23 (voir -figure 4). Avant son application sur la bobine 23 (voir figure 4), au cours d'une étape opératoire spéciale, le quatrième faisceau de fils supports 16d est collé de la manière habituelle avec les conducteurs de cuivre 14 qui sont- déjà collés parallèlement l'un à l'autre, si bien que ces conducteurs de cuivre et le faisceau de fils supports prennent une section transversale ayant la configuration illustrée dans les figures 2 et 3. Lors de ce collage, il faut veiller à utiliser une colle sechant à la température ambiante afin que, par suite de leur important coefficient de dilatation thermique, les conducteurs en cuivre ne puissent s'échapper des fils supports du faisceau 16d, ce qui aurait pour effet de détruire ltassemblage par collage entre ces fils et le faisceau de fils supports. Après le durcissement, on pose le faisceau de fils supports collé aux conducteurs en cuivre sur la bobine déjà mentionnée 23. La fabrication du toron flexible a lieu au moyen de la guipeuse du type représenté en figure 4. Comme le montre en outre cette figure, les faisceaux de fils supports déroulés des bobines 20 à 23 sont préalablement triés par une plaque perforée 24, pour être ensuite acheminés à la première guipeuse. Cette guipeuse est constituée d'un axe fixe 25 sur lequel est montée en rotation une douille 27 supportant ce que l'on appelle-une ailette 26 et pouvant être entraînée (de manière non représentée ici) par une poulie à courroie 28. Sur la douille 27, au moyen d'un manchon à ressort 29, est montée une bobine 30 sur laquelle- sont enroulés des fils de soie au cuivre de la présentation 80er 1trois et qui est freinée par une bande de freinage (non représentée) venant attaquer un disque 31.A l'ailette précitée, est assemble fermement ce que l'on appelle une équerre de filage 33 comportant un trou 32 et formant, avec un guide- fil 34, la tête de filage proprement dite. L'axe fixe 25 comporte un passage axial de part en part 35 qui, à son extrémité supérieure (en se référant à la figure 4), supporte une plaque de guidage 36 (voir également figure 5). La plaque de guidage fixe comporte une ouverture centrale 38, ainsi que des ouvertures 40, 41 et 42 décalées l'une de l'autre de 1200. Au moyen de la plaque de guidage 36, les faisceaux de fils supports 16a, 16b et 16c qui sont acheminés et préalablement triés par le passage 35 > sont guidés, par rapport aux fils conducteurs 14 collés parallèlement et acheminés également par le passage 35, de telle sorte que les faisceaux de fils supports décalés sur un petit arc de cercle de 1200, viennent entourer les conducteurs en cuivre acheminés au centre et collés au faisceau de fils supports 16d, tout en enfermant symétriquement ces conducteurs en cuivre lors de leur introduction dans le passage 32. La position relative des faisceaux de fils supports et des conducteurs en cuivre est ensuite immédiatement déterminée par une première couche 18a du guipage 18, cette couche étant formée par la tête-de filage entrainéedans le sens des aiguilles d'une montre et venant à la suite de la plaque de guidage fixe 36. Le dispositif décrit ci-dessus correspond à ce que l'on appelle une guipeuse à paliers de glissement d'un type connu dans laquelle l'axe fixe 25 fait office d'organe de guidage pour l'ensemble de faisceaux de fils renfermant, en son centre, les conducteurs en cuivre collés parallèlement au faisceau de fils supports 16d que llon doit acheminer à la tête de filage, la plaque de guidage 36 forçant les con ducteurs en cuivre collés parallèlement à prendre une position centrale. Tandis que les faisceaux de fils supports sont déroulés de leur bobine en passant uniquement par des galets de déviation 50, 51 et 52, un frein supplémentaire 53 produisant une force de freinage d'environ 40 g est prévu pour les conducteurs en cuivre collés au faisceau de fils supports 16d. La deuxième couche opposée du guipage 18 est formée à l'aide d'une guipeuse supplémentaire correspondante d'un type connu qui est illustrée en figure 4a uniquement par son équerre de guidage 54 entraînée en sens inverse des aiguilles d'une montre. Le toron fini 12 quittant cette guipeuse est ensuite enroulé sur une bobine (non représentée ici). Les conducteurs en cuivre 14 seront d'autant mieux disposés au centre de l'ensemble de faisceaux de fils supports 16 que l'on choisit une faible distance entre la plaque de guidage 36 et l'équerre de filage 33 de la tête de filage et si, au moins dans la première guipeuse > on-réalise une introduction verticale des faisceaux de fils supports et des conducteurs en cuivre collés parallèlement. Comme fibres d'un polyamide aromatique, on utilise, par exemple, les fibres connues sous le nom commercial Kevlar 49, ces fibres ayant une résistance à la traction de 2.650 N/mm2, un module d'élasti- cité de 127.500 N/mm2, une densité de 1,44 g/cm2 et un allongement à la rupture de 2,4%.- Comme soie au cuivre, on utilise, par exemples, des soies artificielles au cuivre connues suivant la "Reutlinger Fasertafel" et ayant les pro prié- tés suivantes : degré d'élasticité N : 40-60 ; résis- tance au déchirement : N/H 20-45, P : 15-20. Comme vernis séchant à la température am biante, on utilise, de préférence, un vernis de chlorure de polyvinyle connu sous la désignation commerciale "Lesonal". REVENDICATIONS 1. Câble électrique flexible pour la transmission de signaux entre une station pilote et un missile qui se déplace rapidement, ce câble étant constitué d'au moins un et., de préférence, de deux conducteurs électriques posés parallèlement, comportant un vernis isolant et enrobés au centre et sur toute la longueur dtun organe de traction-formé de différents faisceaux de fils supports constitués de plusieurs fils individuels minces, cet organe- de traction étant entouré dtun guipage, caractérisé en ce que les fils individuels sont des fibres de polyamides aromatiques et le guipage est constitué de soie au cuivre, tandis qutau moins un- faisceau de fils supports placé parallèlement aux conducteurs électriques est collé à ces derniers. 2. Câble électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le faisceau de fibres est constitué de n fibres de polyamides posées parallèlement et ayant un allongement à la rupture de 2,4- 3%, tandis que la soie au cuivre a une présentation de 80er l-fois. 3. Procédé de fabrication d'un câble suivant l'une quelconque des revendications l-et 2, caractérisé en ce que le ou les conducteurs électroniques collés l'un à l'autre et comportant un vernis isolant sont collés parallèlement l t un à l'autre avec au moins un faisceau de fils supports, tandis qu'au moins trois autres faisceaux de fils supports sont posés symétriquement en étant décalés l'un de 11 autre sur un étroit arc de cercle de 1200 sur ltensemble conducteurs/faisceau de fils supports collé, situé au centre et posé verticalement, ces trois autres faisceaux de fils supports étant guipés au cours de deux processus de filage successifs avec un angle de guipage égal et dans des sens de rotation différents, l'ensemble conducteurs/faisceau de fils supports collé et posé verticalement étant acheminé avec une force de freinage de 10 N. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que, pour coller les conducteurs électriques ayant préalablement reçu un vernis isolant avec un faisceau de fils supports, on utilise une colle séchant à la température ambiante.