Brevet FR2660827A1 — publié le 19911018

L'invention concerne des câbles électriques et en particulier un câble d'allumage à âme bobinée pour des moteurs thermiques. Des câbles d'allumage ayant une âme bobinée constituent un moyen pour maîtriser de façon précise et fiable la résistivité d'un produit fini Les câbles d'allumage actuels à âme conductrice bobinée sont dif- ficiles à dénuder pour la réalisation d'une connexion électrique entre le fil et une borne Souvent, le fil, du fait qu'il n'est pas protégé, est tiré de l'extrémité du câble durant l'opération de dénudage, ce qui a pour résultat la formation d'une "queue" de fil non voulue et indésirable Si cette "queue" n'est pas convenablement coupée avant la fixation à la borne, elle peut provoquer un claquage diélectrique prématuré de l'assemblage de la borne ou l'amorçage d'un arc entre la queue et un réseau de terre. Un exemple habituel d'un tel câble bobiné est décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 4 435 692 et NO 4 700 171 Le premier brevet cité décrit un câble d'allumage bobiné dans lequel le fil résistant est bobiné sur une âme de ferrite Le fil résistant et l'âme de ferrite sont revêtus d'une couche extrudée d'un mélange de polyéthylène et d'éthylène-propylène-diène Le second brevet précité décrit un câble d'allumage comparable à celui du premier brevet précité, dans lequel une âme est formée par revêtement par immersion d'un élément de renfort en fibre de verre avec une couche isolante contenant des particules magnétiques telles que de l'oxyde de fer L'âme est ensuite enroulée en hélice avec un fil résistant Le fil résistant est ensuite revêtu par immersion d'un polymère thermoplastique semiconducteur Le polymère thermoplastique semiconducteur contient des particules de carbone et des agents anti-adhérents qui permettent ensuite de dénuder proprement les couches isolantes appliquées. Le problème avec le câble d'allumage décrit dans le brevet NI 4 700 171 précité est que la matière thermoplastique semiconductrice est instable à des températures relativement basses Par conséquent, la gamme de températures du câble d'allumage décrit dans ce brevet précité est limitée L'invention apporte une solution à la stabilité à la température du câble d'allumage, lui permettant d'être utilisé à des températures pouvant atteindre 2600 C. L'invention concerne un câble d'allumage ayant un fil résistant enroulé en hélice autour d'un élément porteur ou de renfort afin de former une âme conductrice. Une couche adhésive est appliquée sur l'âme conductrice et une couche semiconductrice de matière thermodurcie réticulée est appliquée par extrusion sur la couche adhésive pour former une âme conductrice composite Une couche de matière isolante et une gaine protectrice sont appliquées sur l'âme conductrice composite. Dans la forme préférée de réalisation, la couche semiconductrice extrudée est formée d'une silicone conductrice produite par la firme DOW-STI de Kenville, Indiana, qui renferme en suspension des particules de noir de carbone la rendant semiconductrice. L'invention a pour objet un câble d'allumage à faible résistance, ayant de faibles tolérances électriques et une aptitude à des températures élevées. Un autre objet de l'invention est un câble d'allumage bobiné pouvant être aisément dénudé. Un autre objet de l'invention est de lier les fils à l'élément porteur ou de renfort afin de les empêcher de s'effilocher. Un autre objet de l'invention porte sur un câble d'allumage stable jusqu'à 260 C. Un autre objet encore de l'invention est d'élever la stabilité à la température en utilisant une couche extrudée d'une matière thermodurcie réticulée semiconductrice sur le fil enroulé en hélice. Un autre objet, enfin, de l'invention est d'accroître l'aptitude au dénudage de l'iâme conductrice en extrudant la couche semiconductrice sur 1 ' âme conductrice bobinée pour générer une surface d'interface lisse entre la couche semiconductrice et la couche isolante la recouvrant. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel: la figure 1 est une vue en perspective montrant des détails d'une première forme de réalisation du câble d'allumage selon l'invention; et la figure 2 est une vue en perspective montrant des détails d'une seconde forme de réalisation du câble d'allumage. La figure 1 montre en détail un câble d'al- lumage bobiné 10 selon l'invention Le câble d'allumage bobiné 10 comporte un fil résistif 12 enroulé en hélice autour d'un élément porteur ou de renfort 14 afin de former une âme conductrice 16 Le fil résistant a avantageusement une résistance comprise entre 0,4 et 80-l/cm, et il peut être formé d'un alliage métallique ou d'une autre matière convenable Le nombre de spires par cm du fil résistant 12 et sa résistivité déterminent la résistance de l'âme conductrice 16 L'élément porteur ou de renfort peut être un fil à brin simple d'une fibre non conductrice ou un fil mèche formé de plusieurs fibres non conductrices L'élément porteur 14 peut être rendu conducteur par revêtement du fil à brin simple avec une peinture ou une matière conductrice telle qu'un liant à base de latex imprégné de particules de graphite ou de carbone en suspension Dans le cas d'un fil mèche, ce dernier peut être imprégné d'une peinture ou d'une matière conductrice comme décrit ci-dessus. L'âme conductrice 16 est revêtue d'une très mince couche de matière adhésive 18, par exemple du type "CHEMLOK" (R) AP-133, produite par la firme Lord Corpora- tion, Erie, Pennsylvanie, pour faciliter l'adhérence d'une couche semiconductrice 20 de recouvrement Cette couche adhésive a moins de 12,7 pm d'épaisseur et produit un effet minimal sur la conduction entre le fil et la couche semiconductrice 20 La couche semiconductrice 20 est formée d'une matière thermodurcie réticulée telle qu'une silicone conductrice produite par DOW-STI, Kenville, Indiana La matière semiconductrice a une résistivité de 20 à 40 ohms- centimètres La couche semiconductrice est avantageusement appliquée par extrusion sur la couche de matière adhésive afin d'avoir une surface extérieure lisse L'avantage que la couche semiconductrice soit formée d'une matière réticulable plutôt que d'une matière thermodurcissable comme décrit dans l'art antérieur est qu'elle est plus stable du point de vue thermodynamique, en particulier à des températures s'élevant à 2600 C. L'aire de la section transversale et la résis- tivité de la couche semiconductrice 20 sont choisies de manière que la résistance de l'âme conductrice composite, qui comprend la couche semiconductrice 20 et l'âme conductrice 16, ne soit pas modifiée de plus de dix pour cent ( 10 %) par suite de l'application de la couche semiconductrice 20. Une couche isolante 22 est disposée sur la couche semiconductrice 20 et est elle-même revêtue d'une gaine protectrice 24 La couche isolante est formée d'un élastomère, d'une polyoléfine réticulée ou d'une autre matière isolante communément utilisée dans la fabrication des câbles d'allumage La gaine protectrice 24 peut être réalisée en polyoléfine, en caoutchouc siliconé ou en d'autres matières similaires. Comme montré sur la figure 2, une tresse de verre 26 peut être appliquée sur la couche isolante 22 pour augmenter la résistance mécanique du câble d'allumage. L'âme conductrice bobinée 16 permet d'obtenir avec précision une résistance souhaitée pour le câble d'al- lumage En modifiant le nombre de spires par centimètre du fil résistant pendant la fabrication, on peut adapter la résistance du câble d'allumage aux exigences spécifiques d'un client L'addition de la couche semiconductrice 20 sur l'âme conductrice 16 empêche le fil d'être endommagé lors d'opérations ultérieures de dénudage et de terminaison associées à la pose de bornes sur les extrémités du câble d'allumage La couche semiconductrice extrudée 20 établit aussi une interface lisse entre le conducteur et la couche isolante 22, ce qui renforce la rigidité diélectrique du câble d'allumage. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la structure et aux matières utilisées dans la fabrication du câble d'allumage sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Câble d'allumage, caractérisé en ce qu'il comporte un élément porteur longitudinal ( 14), un fil ( 12) enroulé en hélice autour de l'élément porteur longitudinal pour former une âme conductrice ( 16) ayant une résistivité prédéterminée, une couche ( 20) de matière semiconductrice appliquée par extrusion sur l'âme conductrice pour former une âme composite, une couche ( 22) de matière isolante recouvrant l'âme composite, et une gaine protectrice ( 24) recouvrant la couche de matière isolante. 2 Câble d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une mince couche adhésive ( 18) est disposée entre l'âme conductrice et la couche de matière semiconductrice afin d'augmenter l'adhérence de la couche semiconductrice sur le fil enroulé en hélice autour de l'élément porteur longitudinal. 3 Câble d'allumage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément porteur longitudinal est formé de plusieurs fibres non conductrices. 4 Câble d'allumage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les fibres non conductrices sont revêtues d'une matière conductrice. Câble d'allumage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les fibres non conductrices sont imprégnées d'une matière conductrice. 6 Câble d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fil est en métal. 7 Câble d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fil est en alliage. 8 Câble d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fil a une résistivité comprise entre 0,4 et 801 CL/cm. 9 Câble d'allumage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le fil est enroulé en hélice autour de l'élément porteur longitudinal à raison de 0,4 à 200 spires par cm. Câble d'allumage selon la revendication 9, caractérisé en ce que la résistivité du fil et le nombre de spires par cm formées par le fil autour de l'élément porteur longitudinal sont choisis pour établir ladite résistivité prédéterminée de l'âme conductrice. 11 Câble d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière semiconductrice possède une résistivité transversale de 1 à 40 IL/cm. 12 Câble d'allumage selon la revendication 10, caractérisé en ce que la résistivité transversale de la matière semiconductrice et l'épaisseur de la couche de matière semiconductrice sont choisies de manière à limiter la variation de résistivité de l'âme composite à une valeur qui n'est pas supérieure à 10 % de ladite résistivité prédéterminée. 13 Câble d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure de la couche de matière semiconductrice extrudée établit une interface lisse avec la couche de matière isolante. 14 Câble d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une tresse ( 26) de verre disposée entre la couche de matière isolante et la gaine protectrice. 15 Câble d'allumage bobiné, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs fibres non métalliques formant un élément porteur longitudinal ( 14), un fil ( 12) ayant une résistivité de 0,4 à 80 f L/cm, enroulé en hélice autour de l'élément porteur longitudinal pour former une âme conductrice ( 16) ayant une première résistivité, une mince couche adhésive ( 18) appliquée sur l'âme conductrice, une couche ( 20) de matière semiconductrice appliquée par extrusion sur la couche adhésive pour former une âme conductrice composite ayant une résistivité ne différant pas de 10 % de ladite première résistivité, une couche ( 22) de matière isolante disposée sur la surface de l'âme conductrice composite, et une gaine protectrice ( 24) disposée sur la surface de la couche de matière isolante. 16 Câble d'allumage bobiné selon la revendica- tion 15, caractérisé en ce que les fibres non métalliques sont des fibres non conductrices. 17 Câble d'allumage bobiné selon la revendica- tion 15, caractérisé en ce que les fibres non métalliques forment un fil mèche de fibres non conductrices revêtu d'une matière conductrice. 18 Câble d'allumage bobiné selon la revendica- tion 15, caractérisé en ce que les fibres non métalliques forment un fil mèche de fibres non conductrices imprégné d'une matière conductrice. 19 Câble d'allumage bobiné selon la revendica- tion 15, caractérisé en ce que la matière semiconductrice a une résistivité transversale de 1 à 40 Qf- /cm. Câble d'allumage bobiné selon la revendica- tion 15, caractérisé en ce que la surface extérieure de la couche de matière semiconductrice est lisse. 21 Câble d'allumage bobiné selon la revendica- tion 15, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une tresse ( 26) de verre disposée entre la couche de matière isolante et la gaine protectrice. 22 Procédé de fabrication d'un câble d'al- lumage, caractérisé en ce qu'il consiste à bobiner un fil ( 12) autour d'un élément porteur longitudinal ( 12) pour former une âme conductrice ( 16) ayant une première résistivité, à appliquer une mince couche adhésive ( 18) sur l'âme conductrice, à extruder une couche ( 20) de matière semiconductrice sur la couche adhésive pour former une âme conductrice composite ayant une seconde résistivité qui est égale à ladite première résistivité 10 A, à revêtir l'âme conductrice composite d'une couche de matière isolante ( 22), et à revêtir la couche de matière isolante d'une gaine protectrice ( 24). 23 Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à revêtir l'élément porteur longitudinal d'une matière conductrice. 24 Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que l'élément porteur longitudinal comprend plusieurs fibres non conductrices, le procédé consistant en outre à imprégner les fibres non conductrices d'une matière conductrice. 25 Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à tresser une couche ( 26) de fibre non conductrice sur la couche de matière isolante avant de revêtir la couche de matière isolante d'une gaine protectrice.