Brevet FR2627893A1 — publié le 19890901

Procédé et dispositif de fabrication d'un élément de câble de section quelconque, et câble ainsi obtenu. L'invention est du domaine des câbles et concerne un câble de section non circulaire quelconque et de longueur finie, un tel câble étant destiné à âtre incorporé dans une structure définissant des passages de section connue mais non circulaire. Il est courant de rencontrer des structures mécaniques dont la géométrie ne permet pas l'emploi de câbles de sections circulaires; ceci est fréquemment le cas par exemple des structures aéronautiques qui sont de dimensions réduites et de géométries complexes. Une solution couramment utilisée consiste à réaliser des câbles plats par assemblage, par exemple par tissage textile, de conducteurs individuels. Très rapidement on arrive à la limite maximum de conducteurs que l'on peut superposer, pratiquement trois; de plus le maintien correct de l'ensemble, dans ce cas, oblige à une forte densité de tissage engendrant des contraintes dans le câble ainsi constitué. Ces contraintes, si elles laissent ibtacte la section transversale du câble, engendrent par contre des-ondulations et gauchissements longitudinaux. Ces défauts entrainent une diminution sensible du nombre de conducteurs utiles que l'on peut espérer faire passer dans la section libre de la structure. D'autre part, la technique du tissage ne permet d'obtenir que des câbles assemblés de section rectangulaire. L'invention a pour but de réaliser des câbles dont la section est adaptée à la section de la structure dans laquelle ils seront utilisés. L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un câble de section quelconque et de longueur finie, comportant des conducteurs préalablement isolés ou non, procédé consistant à disposer les conducteurs dans un moule parallèlement entre eux puis à couler une résine qui, après durcissement, enrobe les conducteurs et les maintient dans les positions relatives détermines à la mise en place dans le moule. L'invention a également pour objet un procédé selon lequel -- 2 --26789 -2- on fixe une extrémité de chaque conducteur et que l'on exerce un effort de traction sur l'autre extrémité de chaque conducteur de façon que les conducteurs soient rectilignes et parallèles entre eux. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, dispositif comprenant un moule de section identique à celle du câble que l'on veut obtenir et deux grilles identiques de répartition des conducteurs, les grilles comportant chacune des trous pour le passage des conducteurs dont une extrémité est fixée à un dispositif d'amarrage et l'autre extrémité est soumise à un effort de traction à l'aide d'un dispositif de tension, les conducteurs étant éventuellement maintenus écartés les uns des autres entre les grilles par des pièces d'écartement disposées de place en place autour des conducteurs ou entre les conducteurs. L'invention sera bien comprise par la description qui va suivre d'exemples de réalisation illustrés par les figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 est une vue de dessus d'un dispositif de fabrica- tion d'un câble selon l'invention, - la figure 2 représente un dispositif de tension d'un conducteur utilisé dans la figure 1, - la figure 3 représente une grille de répartition des conduc- teurs de la figure 1, - la figure 4 est une vue partielle en élévation de la figure 1, montrant comment les conducteurs peuvent être maintenus écartés les uns des autres, - la figure 5 est une vue de côté de la figure 4, - la figure 6 représente un exemple d'une section du câble obtenu par le dispositif de la figure 1, - la figure 7 représente une variante de la section d'un câble réalisé par le dispositif de la figure 1. Dans la figure 1, le dispositif représenté est constitué par un moule 1, deux grilles de répartition 2, des conducteurs 3, des pièoes entretoises 6, un dispositif d'amarrage 4 et un dispositif de tension 5. -3- Le moule a une section quelconque généralement en forme de polygone à N côtés. Elle est identique à celle du câble que l'on veut obtenir. Le moule comporte seulement (N-1) parois planes, la paroi correspondant de préférence au côté le plus grand étant omise pour permettre le remplissage aisé du moule. Le moule est complété par des pieds ou des cales permettant de lui donner une disposition telle que la paroi du câble déterminée par l'ouverture de remplissage du moule soit horizontale et située à la partie supérieure du moule. Les grilles de répartition 2, dont la figure 3 représente un exemple, ont une section identique à celle du câble que l'on veut obtenir. Ces grilles ont donc même section que le moule 1 dans lequel elles sont montées et fixées, la distance L entre les grilles étant réglable en fonction de la longueur du câble que l'on désire obtenir. L'une des grilles peut être fixée à une extrémité du moule, l'autre grille pouvant être déplacée et fixée dans le moule à la distance L correspondant à la longueur du câble que l'on désire obtenir. Si les dimensions de la section ducâble sont différentes, il faut bien entendu changer de moule, et de grilles de répartition. Pour faciliter le démoulage, il peut être avantageux que non seulement les grilles soient amovibles mais aussi que les parois du moule puissent être facilement démontées. Il peut être aussi avantageux pour obtenir aisément la bonne disposition du moule sans faire usage de pieds ou de cales, que les grilles soient de forme rectangulaire débordant la section droite du moule et qu'elles soient fixées en bout des parois du moule. Toutefois dans ce cas la distance L entre les grilles est déterminée par la longueur du moule et un moule unique ne permet pas de fabriquer des câbles de longueurs différentes. Les grilles 2, figure 3,-comportent des trous 7 pour le passage des conducteurs 3. D'une manière générale, leur section est circulaire et leur nombre et leurs dimensions sont fonction du nombre et du type de conducteurs dont le câble est constitué. Les conducteurs peuvent être munis de pièces entretoises 6, telles que manchons, disques, boules, dont les dimensions sont déterminées par l'écartement -4- entre conducteurs que l'on désire obtenir soit pour interdire les contacts entre conducteurs nus, soit pour obtenir des performanaces électriques précises telles qu'impédance ou capacitance. Une extrémité de chaque conducteur est fixée, après passage dans une grille de répartition 2, à un dispositif d'amarrage 4, et une autre extrémité de chaque conducteur est reliée, après passage dans une autre grille de répartition, au dispositif de tension 5 qui permet d'excercer un effort de traction sur le conducteur pour le tendre. Comme illustré figure 2, la mise en tension d'un conducteur 3 est réalisée par exemple, à l'aide d'une poulie 8 et d'un poids 9 accroché à l'extrémité du conducteur; il est ainsi très facile d'adapter le poids 9 à chaque conducteur en fonction de ses caracté- ristiques mécaniques. Lorsque les conducteurs sont montés dans le moule, on coule, entre les deux grilles de répartition 2, une résine durcissant de préférence à température ambiante. Cette résine, outre les propriétés mécaniques, chimiques ou électriques qu'elle doit réunir selon les performances souhaitées pour le câble, doit être choisie en fonction de sa viscosité avant durcissement et de sa dureté shore après durcissement. La viscosité avant durcissement doit être juste assez élevée pour que la résine ne s'échappe pas du moule à-travers les fissures de son assemblage et les interstices laissés libres dans les trous des grilles par les conducteurs qui les traversent. La dureté shore après durcissement doit être choisie en fonction de la souplesse ou de la rigidité mécanique que l'on souhaite obtenir pour le câble terminé. La nature de la résine et le processus par lequel elle durcit doivent être choisis en prenant garde que la résine avant et après durcissement, et les produits accessoires nécessaires à produire ou accélérer le durcissement ou apparaissant pendant ou après le durcissement, ne dégradent pas les isolants des conducteurs ou les conducteurs eux-mêmes lorsqu'ils ne sont pas préalablement isolés. A l'évidence, il existe de nombreuses résines satisfaisant aux conditions énumérées ci-dessus, ces résines étant bien connues -5- de l'homme de métier. Ainsi, par exemple, il est possible d'utiliser des résines époxydes, ou silicones, ou vinyliques, ou polyimidiques, dont le durcissement s'obtient généralement par une réaction de polymérisation. Il est même possible d'utiliser des matériaux cellu- laires ou expansibles tels que les mousses de polyuréthane qui, du fait qu'ils peuvent être coulés ou même injectés dans un moule, permettent de réaliser des câbles conformes à l'invention. Evidemment, dans ce cas, l'orifice de remplissage du moule devra pouvoir être fermé. On a indiqué que chaque conducteur 3 pouvait être muni de pièces entretoises 6; bien entendu le nombre de ces pièces est fonction de la longueur L du câble, cette longueur pouvant atteindre quelques mètres. Les pièces entretoises sont réparties sur la longueur du câble afin de maintenir les conducteurs écartés les uns des autres sans être obligé de les soumettre à une tension trop importante pour les maintenir parallèles entre eux; cela permet de diminuer l'effort de traction auquel chaque conducteur est soumis ce qui est très appréciable dans le cas de conducteurs ne pouvant pas être soumis à des efforts de traction importants. La figure 4 représente en élévation un exemple de dispositidn des pièces entretoises à un emplacement du moule, la figure 5 étant une vue de côté de la figure 4, selon la flèche V. Dans la figure 4 les pièces entretoises 6 sont des manchons fendus selon leur longueur, le repère 10 désignant la fente; il s'agit dans ce cas de manchons relativement souples, qui grâce à leur fente 10 peuvent être montés sur les conducteurs 3 après que ceux-ci aient été installés dans le moule 1. Il'est aussi possible d'utiliser des pièces entretoises rigides qui sont enfilées sur les conducteurs avant que ceux-ci ne soient définitivement fixés dans le moule. Les pièces entretoises sont en tout matériau compatible avec la résine utilisée pour remplir le moule. Elles peuvent être réalisées par exemple avec cette même résine ou avec une matière thermoplastique. Dans le cas o les conducteurs ne sont pas préalablement isolés, la matière des pièces entretoises doit présenter des propriétés électriques et/ou diélectrique convenables. -6- Le terme conducteur utilisé jusqu'à présent se rapporte soit à un conducteur électrique, fil métallique isolé ou non, blindé ou non, soit à une fibre optique, soit encore à un câble comportant plusieurs fils électriques et/ou plusieurs fibres optiques contenus ou non dans une enveloppe, soit également à un tube pouvant être utilisé pour passer un ou plusieurs fils électriques isolés ou non, blindés ou non et/ou fibres optiques, si nécessaire lorsque le câble de l'invention est mis en place dans une structure, soit enfin à un tube pouvant être utilisé pour acheminer un fluide gazeux ou liquide. Bien entendu un câble de l'invention peut ne comporter qu'un type de conducteur ou plusieurs type de conducteurs, en nombre variable. Pour des câbles qui, pour des raisons de maintenance du matériel, devront subir d'assez fréquents montages et démontages, la paroi extérieure de l'enrobage en résine peut être protégée par des revê- tements de nature textile ou métallique, obtenus par tressage direct sur les câbles de section polygonale convexe (figure 6), et par collage ou incorporation au moulage pour des câbles de section polygonale concave (figure 7). La figure 6 représente une section de câble 20 de forme polygonale convexe, dont sur la partie de droite on a représenté un revêtement 11. Dans cette figure on a représenté à titre d'exemple, différents types de conducteurs: des conducteurs électriques 12, des fibres optiques 13, un câble coaxial 14, un tube pour conducteur 15, et un tube pour fluide 16 qui peut être souple ou rigide; ces conducteurs sont noyés dans une résine 21. La figure 7 représente un exemple de section de câble 22 de forme polygonale concave. Comme à la figure 6 ce câble peut comporter un revêtement textile ou métallique, collé ou incorporé ou moulage. -7- REVENDICATIONS: 1/ Procédé de fabrication d'un câble de section droite quelconque et de longueur finie, comportant des conducteurs, caractérisé par le fait que les conducteurs sont disposés sur une partie de leur longueur dans un moule o ils sont parallèles entre eux et dans des positions relatives déterminées, ledit moule étant rempli avec un matériau liquide ou visqueux qui après remplissage devient solide, ledit matériau enrobant lesdits conducteurs et les maintenant dans leur partie située à l'intérieur du moule dans lesdites positions relatives déterminées. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le matériau liquide ou visqueux est une résine polymérisable. 3/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les conducteurs sont maintenus tendus dans le moule pendant le changement d'état du matériau de remplissage en appliquant à lesdits conducteurs un effort de traction entre leurs deux extrémités. 4/ Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que les conducteurs sont maintenus écartés les uns des autres à l'aide de pièces entretoises disposées de place en place sur la longueur des conducteurs située à l'intérieur du moule. / Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend un moule (1), deux grilles de répartition (2), définissant la position des conducteurs dans le câble, un dispositif d'amarrage (4) et un dispositif de tension (5), que le moule a une section de forme géométrique et de dimensions identiques à la forme et aux dimensions de la section du câble que l'on veut obtenir, que les grilles de répartition comportent chacune des trous pour le passage des conduc- teurs, qu'une extrémité de chaque conducteur est fixée au dispositif d'amarrage (4) et qu'une autre extrémité de chaque conducteur est soumise à un effort de traction à l'aide du dispositif de tension (5). 6/ Dispositif selon la reve..dication 5 dans lequel les grilles sont identiques à la section droite du câble, l'une d'entre elles au moins étant disposée à l'intérieur du moule. 7/ Dispositif selon la revendication 5 dans lequel les grilles -- 8 -- sont délimitées par un rectangle qui déborde la section droite du moule et sont fixées aux extrémités du moule. 8/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les pièces entretoises selon le procédé de la revendication 4 sont des pièces telles.que disques manchons, boules, enfilées sur chaque conducteur. 9/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les pièces entretoises selon le procédé de la revendication 4 sont des manchons fendus longitudinalement. 10/ Câble obtenu par le dispositif selon l'une des revendications 5, 6, 7, 8 et 9 caractérisé par le fait qu'il est constitué de conducteurs d'au moins un des types suivant: fil électrique nu, fil électrique gainé, câble de conducteurs électriques, fibre optique gainée, câble de fibres optiques, câble coaxial, tube pour passage de fils électriques ou de fibres optiques ou de câble coaxial, tube pour fluide gazeux ou liquide.