Brevet FR2692073A1 — publié le 19931210

"Câble électrique souple notamment pour l'alimentation électrique de haveuses" L'invention concerne un câble électrique souple avec des éléments de signalisation des endomima- gements dans les structures conductrices avant un court-circuit pour l'alimentation électrique de machi- ne mobiles notamment pour l'alimentation électrique de haveuses, ce câble étant essentiellement composé d'un ensemble câblé formé de trois brins conducteurs d'é- nergie en fils de cuivre fins et dont les espaces ex- térieurs d'enroulement reçoivent d'autres brins, d'une croix en caoutchouc conducteur remplissant l'espace entre les brins conducteurs d'énergie et un conducteur au centre de la croix,, une gaine intérieure entourant15 l'ensemble câblé, cette gaine étant elle- même entourée d'une tresse et d'une gaine extérieure. Le document DE-OS 39 34 718 Ai décrit une tresse pour haveuse présentant une sécurité électrique augmentée contre les contraintes d'écrasement et de20 choc Cette tresse se compose d'un câble ayant essen- tiellement trois brins conducteurs d'énergie formés de fils de cuivre fins et de brins auxiliaires Ces der- niers sont isolés et sont entourés d'une tresse conductrice prévue autour de l'isolation et comprenant25 des conducteurs de commande et/ou de surveillance dans les volumes d'enroulement extérieur ainsi qu'un con- ducteur de surveillance prévu au centre de l'espace d'enroulement dans une croix en caoutchouc conducteur qui est prévue et sépare les brins fournissant l'éner- gie Les enveloppes conductrices des brins de commande ou/et de surveillance se trouvent sur les gaines d'i- solation respectives des brins voisins de transmission d'énergie Les brins de transmission d'énergie et les brins auxiliaires sont câblés et cette combinaison câ- blée est revêtue d'une enveloppe intérieure formée du mélange de caoutchouc conducteur et d'un mélange de caoutchouc isolant rapporté sur le mélange précédent, d'un conducteur de protection concentrique formé d'une tresse de cordon de cuivre et d'acier ainsi que d'une gaine extérieure. Dans le cas des déformations provoquées par des contraintes d'écrasement ou de choc du câble avec pour conséquence un endommagement des structures dé- crites, en particulier des gaines isolantes des brins conduisant l'énergie dans le coeur du câble, il faut qu'il y ait tout d'abord un contact électrique entre un brin transmettant l'énergie et le conducteur de surveillance qui lui est associé dans son volume inté- rieur d'enroulement ou les gaines conductrices des brins auxiliaires avant que ne se produise un court- circuit de phase entre les brins d'énergie Le signal résultant de ce contact électrique transmis à un sys- tème de surveillance coupe le réseau. Dans cette solution, la déformation du con- ducteur doit arriver jusqu'à l'endommagement du coeur du câble, c'està-dire provoquer un éclatement de la gaine isolante au moins d'un brin conduisant l'énergie au voisinage du conducteur de surveillance ou d'un brin auxiliaire avant qu'il n'y ait émission d'un si- gnal Cela signifie que les situations d'émission de signal et de court-circuit pour lesquelles les gaines isolantes d'au moins deux brins de transmission d'é- nergie doivent avoir éclaté, peuvent être le cas échéant suf fisamment rapprochées dans le temps pour qu'il y ait néanmoins un court- circuit. Il est du reste connu de prévoir entre un conducteur d'énergie formé de fils fins de cuivre et sa gaine isolante, un séparateur évitant la pénétra- tion de la matière isolante dans le conducteur d'éner- gie et qui améliore le comportement en glissement Il est également connu d'utiliser comme séparateur un non-tissé (DE-OS 28 18 492, DE-OS 31 51 232). La présente invention a pour but de réaliser un câble électrique souple correspondant au type défi- ni ci-dessus en particulier pour l'alimentation élec- trique de haveuses de façon que le risque engendré par l'endommagement des structures conductrices par des contraintes d'écrasement ou de choc soit réduit et que la sécurité en soit augmentée. A cet effet l'invention concerne un câble électrique souple caractérisé en ce que la gaine inté- rieure est conductrice et les autres brins sont munis d'un câblage de cordons de cuivre (conducteurs, pro- tecteurs) et d'une gaine conductrice appliquée sur cette tresse et en ce que de manière connue, entre le conducteur d'énergie et la gaine isolante des brins conducteurs d'énergie on a comme séparateur une toison reliée par une liaison par la matière au matériau de la gaine isolante et/ou la matière de la gaine inté- rieure est en un élastomère polymérisé et ayant une plasticité résiduelle lui permettant de se déformer, la tresse pouvant pénétrer dans la gaine intérieure sous l'effet de contraintes d'écrasement ou de choc. Dans la structure du câble selon l'inven- tion, une tresse prévue autour d'une enveloppe inté- rieure conductrice entourant l'ensemble câblé formé par les brins de transmission d'énergie et autres brins, assure essentiellement l'armature et la résis- tance à la traction du câble et le conducteur de pro- tection est prévu comme câble extérieur formé d'un cordon de cuivre sur les autres brins. Du fait qu'un conducteur d'énergie formé de minces fils de cuivre et sa gaine isolante, pour amé- liorer le glissement du conducteur d'énergie dans la gaine isolante et pour éviter la pénétration du mélan- ge de la gaine dans le conducteur d'énergie, comporte comme moyen de séparation un non-tissé, relié à la ma- tière de la gaine isolante par une liaison de matière, on augmente considérablement la solidité et on retarde l'éclatement Il s'est avéré de plus que les gaines isolantes de la solution selon l'invention éclatent au niveau du bord extérieur de l'ensemble câblé avant qu'elles n'éclatent dans le coeur et engendrent une situation de court-circuit Cet éclatement dans la zone voisine de l'enveloppe intérieure conductrice conduit à un contact électrique entre le ou les con- ducteurs d'énergie et l'enveloppe intérieure (situa- tion de signalisation) qui transmet par ce conducteur et les gaines conductrices des brins de commande et/ou de surveillance ou les autres couches conductrices, un signal pour le système de surveillance Celui-ci réa- git et coupe le réseau Du fait que les gaines isolan- tes éclatent d'abord au niveau du bord extérieur de l'ensemble câblé avant d'éclater au coeur (et non pas inversement) la situation de court-circuit, c'est-à- dire lorsque les gaines isolantes éclatent dans le coeur et permettent un contact électrique entre les brins transportant l'énergie, se trouve de manière si- gnificative en aval de la situation de signalisation. Cela réduit considérablement le risque d'un court- circuit. La disposition d'une gaine conductrice inté- rieure formée d'un élastomère polymérisé ayant une plasticité résiduelle entre l'ensemble câblé et la tresse permet à la tresse en cas de contrainte d'écra- sement ou de choc de pénétrer dans l'enveloppe inté- rieure ce qui fait que la tresse ne se déforme pas en augmentant sa périphérie sous l'effet des contraintes d'écrasement et de choc mais pénètre dans l'enveloppe intérieure et la pression agissant sur l'ensemble câ- blé constituant le câble s'échappe et n'est tout d'a- bord pas transmise dans toute son amplitude à l'ensem- ble câblé ce qui retarde l'éclatement des gaines iso- lantes Lorsque la tresse continue d'être pressée con- tre la ou les gaines isolantes, cela produit apparem- ment un éclatement dans la zone périphérique Ainsi, la mise en place d'une gaine intérieure conductrice déformable sert également à augmenter l'intervalle de temps entre la situation de signalisation et la situa- tion de court-circuit et agit en alternance avec la structure de l'invention des gaines isolantes des brins d'énergie néanmoins en commun avec cette carac- téristique pour augmenter la sécurité Du fait que la tresse sert d'armature et n'a pas à remplir de fonc- tion électrique particulière, il peut être avantageux de la réaliser en fils d'acier. Pour une pénétration réciproque excellente de l'enveloppe intérieure et de la tresse il est avan- tageux de choisir un revêtement de l'enveloppe inté- rieure par la tresse qui ne correspond pas à plus de % La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans l'unique figure qui est une coupe transversale d'un câble électrique souple pour l'alimentation électrique de haveuses. Le câble est un câble multibrin formé de trois brins conducteurs d'énergie 2, placés sur un noyau en caoutchouc conducteur 1, élastique, formé d'un mélange à base d'éthylène-propylène-caoutchouc (EPR) en étant séparés par les ailes de cette croix, les intervalles extérieurs de l'enroulement sont occu- pés par des brins de commande 3; ces derniers sont entourés d'une isolation en caoutchouc (à base de caoutchouc EPR) et d'un cordon de cuivre étamé 5 (con- ducteur de protection 1/3) puis entourés d'un ruban conducteur 6 Au centre de la croix en caoutchouc con- ducteur 1 se trouve un conducteur 7; des cordons en jute 8 sont prévus ainsi qu'une enveloppe intérieure 9 en caoutchouc éthylène-propylène (EPR) avec adjonction de noir de fumée présentant une plasticité résiduelle entourent l'ensemble câblé Le tout est entouré d'une tresse de fils d'acier 10 ( 2 x 20 x 3 x cordon d'acier ( 7 x 0,025) ZN) ainsi qu'une gaine extérieure 11 en polychloroprène Les brins conduisant l'énergie 2 sont des cordons de fils de cuivre étamés entourés d'un non- tissé de polyester d'une structure emmélée ayant une épaisseur d'environ 0,25 mm puis d'une gaine en caoutchouc isolant 12 b extrudée sur le non-tissé en polyéthylène 12 a; puis on vulcanise et ainsi une par- tie du mélange de caoutchouc à base de EPR pénètre dans la structure réalisant une liaison de matière en- tre la toison non tissée de polyester 12 a et la gaine en caoutchouc 12 b qui l'enveloppe. Lorsque l'enveloppe extérieure 11 du câble est sollicitée par des contraintes d'écrasement ou de choc, la tresse de fils d'acier 10 est pressée contre la gaine intérieure conductrice 9 La variation de section provoquée par les contraintes qui est liée à une augmentation de la périphérie de l'enveloppe inté- rieure 9; et du fait de la déformabilité de cette en- veloppe intérieure 9, la tresse de fils d'acier 10, qui conserve pratiquement sa longueur périphérique, pénètre dans l'enveloppe intérieure 9, la traverse et s'applique finalement contre une ou plusieurs gaines d'isolation 12 Cette opération atténue la pression exercée sur le coeur de l'ensemble câblé si bien que cela retarde tout d'abord l'éclatement des gaines iso- lantes 12 dans cette partie (le cas échéant également des situations de court-circuit) et conduit tout d'a- bord à un éclatement des gaines isolantes 12 dans la zone o arrive la tresse de fils d'acier 10 L'éclate- ment des gaines isolantes 12 conduit à son tour à un contact électrique des brins conducteurs d'énergie 2 et de la tresse de fils d'acier 10 avec la matière conductrice de la gaine intérieure 9 (situation de si- gnalisation); il y a alors émission d'un signal qui coupe le réseau Cette situation de signal se trouve ainsi très en amont de la situation de court-circuit ce qui réduit considérablement le risque de court- circuit. R E V E N D I C A T I O N S ) Câble électrique souple notamment pour l'alimentation électrique de haveuses, ce câble étant essentiellement composé d'un ensemble câblé formé de trois brins conducteurs d'énergie en fils de cuivre fins et dont les espaces extérieurs d'enroulement re- çoivent d'autres brins, d'une croix en caoutchouc con- ducteur remplissant l'espace entre les brins conduc- teurs d'énergie et un conducteur au centre de la croix, une gaine intérieure entourant l'ensemble câ- blé, cette gaine étant elle-même entourée d'une tresse et d'une gaine extérieure, câble caractérisé en ce que la gaine intérieure ( 9) est conductrice et les autres brins ( 3) sont munis d'un câblage de cordons de cuivre (conducteurs, protecteurs) et d'une gaine conductrice appliquée sur cette tresse et en ce que de manière connue, entre le conducteur d'énergie et la gaine iso- lante ( 12) des brins conducteurs d'énergie ( 2) on a comme séparateur une toison ( 12 a) reliée par une liai- son par la matière au matériau de la gaine isolante ( 12) et/ou la matière de la gaine intérieure ( 9) est en un élastomère polymérisé et ayant une plasticité résiduelle lui permettant de se déformer, la tresse ( 10) pouvant pénétrer dans la gaine intérieure ( 9) sous l'effet de contraintes d'écrasement ou de choc. 2 ) Câble électrique souple selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la tresse ( 10) est formée de fils d'acier. ) Câble électrique souple selon la reven- dication 1 ou 2, caractérisé en ce que la tresse ( 10) ne recouvre pas plus de 60 % de la gaine intérieure ( 9). ) Câble électrique souple selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la matière de la gaine intérieure ( 9) est du caoutchouc d'éthylène- polypropylène (EPR) avec adjonction de noir de fumée.