Brevet FR2605791A1 — publié le 19880429

Câble électrique hautement fle*ible, notamment pour l'alimentation d'ins- truments chirurgicaux, et procédé pour sa mise en oeuvre." - L'invention concerne un câble électrique haute- ment flexible ou bien canalisation électrique correspondante avec des gaines extensibles en matériaux isolants disposées dans la structure du câble ou de la canalisation. Des câbles et des canalisations électriques hau- tement flexibles sont surtout mis en oeuvre en tant que canalisations de raccordement ou d'alimentation partout o l'utilisateur doit assurer, lors de la mise en service, des déplacements en rotation ou des mouvements d'oscillation. Un domaine de mise en oeuvre particulier pour de tels câ- bles ou canalisations est le domaine médical, il est exigé une possibilité de mobilisation aussi libre que possible des appareils de mesure, de commande ou de traitement, ali- mentés en énergie électrique. Cette exigence existe aussi bien pour des canalisations d'alimentation à un seul con- ducteur, par exemple des canalisations d'alimentation co- axiales pour des instruments chirurgicaux, que pour les câbles de données à plusieurs conducteurs munis par exem- ple à leurs extrémités, de têtes de mesure qui servent à la recherche médicale. La libre mobilité dans une large mesure de telles canalisations de raccordement ou de liaisons, ne pouvait entre autre, jusqu'à maintenant n'être pas obtenue parce que, 2.- avec l'augmentation de la mobilité ou de la flexibilité, la résistance à la traction du câble diminue, et qu'ainsi sa sécurité de fonctionnement, par exemple également pour les buts indiqués, est mise en cause. Si l'on augmente la résistance à la traction d'un câble, comme cela est connu depuis longtemps, par exem- ple par des fils de résistance à la traction appropriés ou des tissus insérés dans l'enveloppe, une telle structure empêche alors par exemple, les déplacements de torsion transmis à la canalisation de raccordement par un mouvement de rotation d'une tête de mesure. Des ruptures de câbles, notamment à l'extrémité du câble, en sont souvent la consé- quence. Le problème posé à l'invention est en conséquence de réaliser les câbles ou les canalisations du type préci- té de façon qu'ils permettent la mobilité exigée dans n'im- porte quelle direction, mais, qu'en même temps, ils soient encore suffisamment résistants à la traction. Ce problème est résolu conformément à l'inven- tion en ce qu'au moins la surface interne d'une gaine est recouverte par un film étiré et fritté constitué d'un poly- mère fluoré et revêtant la forme d'une bande avec des bords s'étendant longitudinalement et qui est reliée à la gaine. Cette disposition aboutit à une possibilité presque libre de torsion de la gaine considérée placée par exemple sur l'Aâme du câble, sur le conducteur, sur l'isolation. Des déplacements en direction axiale en même temps qu'une torsion, sont absorbés sans problème selon l'invention, par les cables ou les canalisations. Simultanément, l'enveloppe extensible d'un câble, selon l'invention, réalisée à cause de la flexibilité exigée en un matériau tel que du caoutchouc et en conséquence, extensible en soi, présente une résis- tance élevée à la traction. Ce sont des propriétés qui par exemple, même dans le domaine des dispositifs de mani- pulation (repos) avec les périodes habituellement longues 3.- de fonctionnement dans ce cas et la succession constamment changeante des déplacements, assurent aux câbles ou aux cana- lisations selon l'invention, une utilisation avantageuse. Une grande partie des efforts de déplacement ap- pliqués axialement ou radialement, par exemple l'enveloppe d'un câble conforme à l'invention, est absorbée directement par cette enveloppe, l'âme ainsi enfermée ou également un conducteur sensible, sont essentiellement soulagés des efforts extérieurs. Mais la disposition proposée selon l'invention, apporte encore d'autres avantages. Par la mise en oeuvre d'un film en un polymère fluoré, c'est-à-dire un matériau prévu pour être utilisé dans une zone de tempé- rature élevée, implique simultanément une protection accrue, par exemple d'une âme sensible, contre l'action de la tempé- rature s'exerçant de l'extérieur et contre des milieux chi- miquement aggressifs. Ceci a une importance particulière par exemple pour des canalisations de raccordement dans la médecine chirurgicale, ou après la mise en oeuvre des ins- truments, ceux-ci, y compris les canalisations de raccorde- ment, doivent être stérilisés à des températures élevées, et dont on attent ensuite à nouveau une pleine disponibilité de fonctionnement. Les canalisations habituellement utili- sées actuellement, ne remplissent toutes ces exigences que pendant un temps court de façon conditionnelle, car par exem- ple, le processus de stérilisation aboutit toujours à nou- veau à un collage des éléments individuels voisins dans la constitution en couches de la canalisation, ce pourquoi la mobilité ou la flexibilité nécessaire pour la mise en oeuvre de cette canalisation, est considérablement altérée. Le film en forme de bande s'étendant longitu- dinalement, peut 4tre disposé contre la surface interne de la gaine considérée, de façon que les bords de la bande s'aboutent les uns aux autres. Mais il est particulièrement avantageux dans un complément de l'invention, que les bords s'étendant longitudinalement de la bande, se chevauchent. 4.- Ceci apporte une sécurité supplémentaire dans le processus de fabrication et donne la garantie d'un recouvrement com- plet de la surface interne de la gaine et donc la sécurité d'une libre mobilité. Avantageusement, le film en forme de bande mis en oeuvre selon l'invention, est constitué d'un polymère fluoré traité par extrusion en pate suivie d'un laminage, par exemple du polytétrafluoréthylène isolé ou bien un copolymère. Pour obtenir la résistance nécessaire à la traction en direction longitudinale du film disposé dans la structure en couches du c9ble ou de la canalisation, il s'est avéré avantageux d'étirer celui- ci jusqu'à 2000 %, de préférence entre 300 et 1000 %. Un étirage correspondant peut également en supplément s'effectuer transversalement par rapport à la direction de la bande, si cela s'avère avantageux pour la mise en oeuvre de l'invention, par exem- ple pour augmenter la porosité du film et donc la liaison mécanique avec la gaine considérée. Le poids spécifique du film mis en oeuvre con- formément à l'invention, est avantageusement à l'état étiré ou bien étiré et fritté, de 0,2 à 0,7 g/cm3. Si l'étirage est effectué comme cela est particulièrement avantageux, uniquement dans la direction de la bande, le rapport des résistances à la traction dans la direction d'étirage du film en forme de bande et transversalement par rapport à celle-ci, est de 10 à 15: 1. L'épaisseur du film en forme de bande étiré et ensuite fritté, est selon un complément de l'invention, de 15 à 250 p m, de préférence de 30 à 100iy m. Par rapport à des éléments connus pour augmenter la résistance à la traction, tels que des fils ou des tissus, cela constitue une disposition passant tout à fait inaperçu dans la cons- titution en couches du c&ble ou de la canalisation. C'est ainsi que par exemple, les dimensions externes exigées 5.- peuvent être maintenues en améliorant notablement les pro- priétés de fonctionnement. Outre un étirage supplémentaire en direction transversale pour augmenter la porosité, on peut également perforer le film étiré en direction de la bande et fritté, par exemple en ce que le film avant son introduction passe par un cylindre à aiguille. Le film en forme de bande conforme à l'invention est susceptible d'être mis en oeuvre selon les exigences à des emplacements quelconques dans la constitution en cou- ches d'un câble ou d'une canalisation. Si, par exemple le cEable est constitué d'une pluralité de brins minces égale- ment flexibles en soi, et si cette âme est recouverte par une enveloppe extensible, le film en forme de bande étiré et fritté est avantageusement disposé sur la surface de l'enveloppe tournée vers l'âme. Outre la résistance à la traction assurée par le film de l'enveloppe en soi extensi- ble et flexible, l'enveloppe est, grâce à cette disposition, susceptible de tourner dans une large mesure librement sur l'âme. Si la canalisation comporte une disposition co- axiale d'un conducteur interne et d'un conducteur externe, on pourra avantageusement disposer le film en forme de ban- de entre le conducteur externe et l'isolation qui l'enferme. Il s'est avéré avantageux pour la réalisation d'un câble ou d'une canalisation selon l'invention, de mettre en oeuvre un procédé dans lequel avant la mise en place de la douille extensible considérée, le film en forme de bande étiré et fritté, est placé longitudinalement autour de l'infrastructure concernée, qui peut être une âme de câ- ble, un conducteur, et de former directement par dessus, la gaine isolante. Ensuite, le matériau de cette gaine est réticulé, auquel cas, grâce à cette mise en forme de la gaine et/ou grâce à la réticulation qui y fait suite, le film en forme de bande se trouvant contre la face interne 6.- de la gaine, est collé ou soudé à la gaine. Si, comme c'est le cas du caoutchouc de silicone, le matériau du genre caoutchouc est appliqué en étant froid sur le film en forme de bande, et s'il n'est effectué qu'ensuite un traitement thermique pour la réticulation, il peut être avantageux éventuellement, de procéder à un préchauffage du film en forme de bande déjà mis en place. L'invention va être exposée plus en détail à l'aide d'un cable et d'une canalisation représentés à titre d'exemple de réalisation sur les figures 1 et 2. La figure 1 montre un câble électrique à plusieurs conducteurs, dont les conducteurs 1, torsadés ou misen faisceaux, sont maintenus ensemble par la bande 2. Sur cet assemblage de conducteurs, il est prévu un treillis 3, par exemple en tant que protection mécanique ou bien égale- ment pour assurer un blindage, lorsqu'un tel cable doit être utilisé comme canalisation de raccordement flexible pour des appareils de mesure ou de commande. L'enveloppe 4 constituée par exemple d'un caoutchouc de silicone réticulé, est à cause de la flexibilité exigée, constituée de fa- çon appropriée et pour cette raison, également, extensible en direction des conducteurs. Cette extensibilité de l'en- veloppe est un inconvénient dès que le câble est exposé en exploitation à des contraintes de traction, et que l'âme entourée par l'enveloppe n'est pas en mesure de supporter ces extensions. Certes, l'extensibilité de l'enveloppe peut être abaissée par des ajouts appropriés de matières de rem- plissage dans le mélange de l'enveloppe, mais cette mesure se traduit toutefois aussi par la modification d'autres propriétés du matériau, auxquelles on ne peut absolument pas renoncer par exemple à cause de la flexibilité élevée exigée. Dans ce cas, l'invention apporte un remède en ce que le film étiré et fritté 5, par exemple constitué d'un polymère de tétrafluoréthylène, est disposé entre l'enveloppe 4 7.- et le treillis 3. Ce film 5 joue d'une façon excellente, le rôle de film de glissement ou de séparation, de sorte que l'enveloppe 4 peut pratiquement tourner librement sur le treillis 3. Grâce à sa liaison mécanique avec la surfa- ce interne de l'enveloppe 4, elle assume en même temps la fonction d'un élément de traction dans la constitution du câble, ce qui implique une limitation notable de l'exten- sibilité de l'enveloppe 4. Lors de la mise en place de l'enveloppe 4, le matériau de l'enveloppe ne peut également pas pénétrer, à cause du film 5, dans le treillis 3 pour inlfuencer ainsi de façon négative la flexibilité du câble. Le film 5 a été étiré avant le frittage ou bien simultanément avec ce traitement thermique. Un tel film est, indépendamment de la résistance élevée à la traction obtenue, en conséquence poreux, de sorte qu'il en résulte une liaison ferme avec l'enveloppe lors du dépôt du maté- riau de cette enveloppe ou bien lors de sa réticulation sous traitement thermique. Comme le film 5 s'étend en outre sur la totalité de la surface interne de l'enveloppe 4, et qu'ainsi un grand nombre de points d'adhérence répartis sur la périphérie du câble assurent la liaison entre l'en- veloppe 4 et le film 5, des efforts de traction importants peuvent être absorbés par l'enveloppe 4 soutenue conformé- ment à l'invention, malgré l'extensibilité du matériau uti- lisé pour cette enveloppe, et ainsi l'âme du cible peut être soulagée en traction. Malgré la mobilité, dans une large mesure libre, de l'enveloppe 4 sur le treillis 3, l'adhérence entre l'enveloppe 4 et l'âme se trouvant en dessous, ne se perd pas. Sur la figure 2 est représentée une canalisa- tion électrique d'alimentation de réalisation co-axiale. Le conducteur interne 6, réalisé sous la forme d'un toron, est entouré par l'isolation flexible 7, sur laquelle, sont disposés, en alternant par exemple les uns à côté des au- tres, les fils 8 du conducteur externe et les fils de soie 8.- de verre 9 par exemple pour la fixation sur la surface. Sur cette âme est mioeen place l'enveloppe flexible 10 sous la forme d'une gaine extérieure, le film 11 selon la proposition de l'invention, assurant à nouveau entre l'enveloppe 10 et le conducteur externe 8, la fonction d'un film de glissement et de séparation et simultanément, celle d'un élément de traction, qui est fermement liée mécaniquement à la surface interne de l'enveloppe sur la totalité de la périphérie. Par ailleurs, le chevauchement des bords de la bande de film 11, est désigné par 12. Ceci résulte de ce que pour la pause du film s'étendant longitudinalement autour du conducteur externe (8, 9), par exemple au moyen d'un outil en forme de cornet, on choisit une largeur de bande qui est supérieure à la périphérie du conducteur à cet emplacement. Le film 11 mis en place avec chevauchement des bords de la bande, a, en outre, dans ce cas d'application, la fonction de protéger la structure co-axiale des conduc- teurs d'une action trop élevée de la température, qui par exemple, comme dans le cas de la désinfection d'appareils médicaux, peut se traduire par un collage du conducteur externe avec l'enveloppe et/ou avec l'isolation du conduc- teur interne et bloquer ainsi la flexibilité et l'élastici- té de la canalisation. Les conducteurs électriques représentés sur les figures 1 et 2, seront avantageusement, pour des rai- sons de flexibilité des conducteurs toronés en matériaux mécaniques. Mais on peut également utiliser avantageusement, dans le cas des câbles ou des canalisations réalisés confor- mément à l'invention, des conducteurs d'ondes lumineuses, car le film étiré et fritté soulageant l'âme des sollici- tations mécaniques, constitue une protection importante pour les fragiles conducteurs d'ondes lumineuses. 9.- R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Câble électrique hautement flexible ou bien canalisation électrique correspondante avec des gaines extensibles en matériaux isolants disposées dans la struc- ture du câble ou de la canalisation, câble ou canalisation caractérisé en ce qu'au moins la surface interne d'une gai- ne est recouverte par un film (5) étiré et fritté constitué d'un polymère fluoré et revêtant la forme d'une bande (2) avec des bords s'étendant longitudinalement et qui est reliée à la gaine. 2.- Câble ou canalisation selon la revendica- tion 1, caraotérisé en ce que les bords s'étendant longitu- dinalement de la bande (2) se chevauchent. 3.- Câble ou canalisation selon lune quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le film (5) en forme de bande est constitué par un polymère fluoré iso- lé ou bien par un copolymère traité par extrusion en pate suivi d'un laminage. 4.- Câble ou canalisation selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le film (5) en forme de bande est étiré dans la direction de la bande. 5.- Câble ou canalisation selon la revendication 4, caractérisé en ce que le film (5) en forme de bande est étiré Jusqu'à 2000 %, de préférence entre 300 et 1000 %. 6.- Câble ou canalisation selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le film (5) en forme de bande est étiré dans la direction de la bande et transversalement par rapport à celle-ci. 7.- Câble ou canalisation selon l'unequelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le poids spécifique du film en forme de bande à l'état étiré et fritté, est de 0,2 à 0,7 g/cm3. 8.- Câble ou canalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le rapport de la résistance à la traction dans la direction d'étirage du film en forme de bande et transversalement par rapport à celle-ci, est de 10 à 15: 1. 9.- Câble ou canalisation selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'épais- seur du film étiré et fritté est de 15 à 250 f m, de pré- férence de 30 à 100 y m. 10.- Câble ou canalisation selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le film(5) en forme de bande étiré et fritté est en outre, perforé. 11.- Câble ou canalisation selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 10, avec une pluralité de brins rassemblés pour constituer une âme et une enveloppe (4) exten- sible disposée par dessus, câble ou canalisation caractérisé en ce que le film en forme de bande étiré et fritté, est disposé sur la surface de l'enveloppe tournée vers l'me. 12.- Câble ou canalisation selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 11, sous la forme d'une réalisa- tion co-axiale comportant un conducteur interne(6) et un conduc- teur externe (8),câble ou canalisation caractérisé en ce que l'isolation du conducteur externe, sur sa surface interne tournée vers le conducteur interne, comporte le film étiré et fritté. 13.- Procédé pour la réalisation d'un câble o dune canalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, procédé caractérisé en ce que, avant la mise en place de la gaine extensible (10), le film (11) en forme de bande étiré et fritté est placé autour de l'infrastructure concernée (âme, conduc- teur) en arrivant longitudinalement, et la gaine isolante est formée directement par dessus puis son matériau est ré- ticulé, le film en forme de bande se trouvant sur la face interne de la gaine étant collé ou soudé avec cette gaine par la mise en forme de la gaine et/ou la réticulation qui y fait suite. 14.- Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le film (11) est échauffé avant la mise en place de la gaine (10)