Brevet FR2722328A1 — publié le 19960112

CONDUCTEUR ELECTRIQUE POUR CABLE DE COMMUNICATION. ET CABLE DE COMMUNICATION CONTENANT UN TEL CONDUCTEUR La présente invention conceme un conducteur électrique pour câble de communication, ainsi qu'un câble de communication contenant un tel conducteur. Plus particulièrement, I'invention conceme un conducteur pour câble de communication de petite section, notamment à usage médical, soumis à de nombreuses sollicitations en traction lors de son utilisation. De tels câbles de communication comprennent en général un conducteur central entouré d'une gaine isolante, elle-même entourée d'un écran en un matériau conducteur, puis d'une enveloppe extérieure de protection en un matériau isolant En général, on cherche à réduire le plus possible l'encombrement et le poids de ces câbles. Par conséquent, le conducteur central, véhiculant l'information sous forme de signaux électriques, a une section très petite, comprise en général entre 0,03 et 0,3 mm2. II en résulte que la charge de rupture de ces câbles est très faible. Or de tels câbles étant soumis à de nombreuses sollicitations, notamment en traction, lors de leur utilisation, leurs conducteurs centraux ont tendance à se dégrader rapidement puis à se rompre, de sorte que les câbles deviennent complètement inutilisables. La durée de vie de ces câbles est donc limitée. Afin d'augmenter la charge de rupture de ces câbles, et par conséquent leur durée de vie, on a pensé à remplacer le conducteur central précédent par un conducteur plus complexe comprenant un élément porteur central constitué d'un faisceau de fibres d'aramide autour duquel sont disposés, en hélice, des fils conducteurs. L'élément porteur central constitué de fibres sert à reprendre les efforts de traction appliqués aux fils conducteurs. Pour que cette fonction soit bien assurée, il est indispensable que les conducteurs soient solidaires de l'élément porteur central. A cet effet, lors de la fabrication du conducteur central, les fils conducteurs sont comprimés mécaniquement par passage dans une filière, puis un traitement thermique leur est appliqué afin de restaurer leurs caractéristiques mécaniques. Le brevet US5 216205 décrit un tel conducteur central, et son application dans un hamais d'automobile. Un tel conducteur pose cependant encore certains problèmes. En premier lieu, il est complexe et onéreux à réaliser, du fait des opérooons de compression mécanique et de traitement thermique, qui demandent un appareillage spécifique, ainsi qu'un contrôle précis de leurs paramètres. D'autre part, la charge de rupture de ce conducteur n'est pas encore suffisante. La présente invention a donc pour objet de mettre au point un conducteur électrique pour câble de communication, notamment destiné à être utilisé dans des applications où il est soumis à des sollicitations en traction importantes, dans le domaine médical par exemple, qui a une charge de rupture accrue par rapport aux conducteurs de l'art antérieur destinés aux mêmes utilisations, et qui est simple et peu onéreux à fabriquer. La présente invention propose à cet effet un conducteur électrique pour câble de communication, comprenant un élément de renfort central constitué d'un assemblage de fibres en un matériau plastique ou minéral, caractérisé en ce qu'une tresse de fils conducteurs est disposée autour dudit élément porteur avec lequel elle coopère mécaniquement par frettage. Avec le conducteur selon l'invention, les opérations de compression mécanique ex de traitement thermique de l'art antérieur ne sont plus nécessaires. En effet, un "auto-serrage" est assuré du fait du frettage de la tresse de fils conducteurs sur l'élément de renfort (grâce au frettage, la tresse de fils conducteurs est "cramponnée" sur l'élément de renfort), et confère au conducteur une compacité suffisante ainsi qu'une section bien circulaire. Ceci rend inutile l'opération de compression mécanique, et par là même celle de traitement thermique ultérieure1 qui était nécessaire dans l'art antérieur pour restaurer les propriétés mécaniques des fils conducteurs amoindries lors de la compression mécanique. Ainsi, dans le conducteur selon l'invention, la coopération mécanique de la tresse conductrice et de l'élément de renfort assure une transmission uniforme et quasiment intégrale de l'effort de traction appliqué au conducteur à l'élément de renfort De cette manière, le conducteur selon l'invention peut supporter une charge de rupture d'environ 300 N, alors que cette dernière est au maximum de 200 N avec le conducteur de l'art antérieur décrit dans le brevet US5 216205. En outre, le frettage permet de garantir les fibres de l'élément de renfort, surtout lorsque ces dernières sont en un matériau plastique, contre les sollicitations en cisaillement, qui sont en général très préjudiciables à ce genre de fibres. D'autre part, la coopération entre la tresse de fils conducteurs et l'éliment de renfort dans un câble selon l'invention confère à ce demier une secion pratiquement circulaire quelles que soient les conditions d'utilisation, et l'élément de renfort reste pratiquement cylindrique en permanence, de sorte que les caractéristiques électriques du conducteur selon l'invention sont préservées, et notamment son faible niveau de bruit, caractéristique essentielle notamment dans les applications médicales. Avantageusement, I'élément de renfort peut être constitué d'un asombbge en hélice d'une tierce de fuseaux de fibres. Grâce à cette disposition, le frettage est assuré de manière très efficace et uniforme. La présente invention conceme également un câble de communication comprenant un conducteur selon l'invention, et en outre, autour de ce conducteur et disposés coaxialement de l'intérieur vers l'extérieur: - au moins une gaine isolante, - un écran conducteur, - une enveloppe extérieure de protection en un matériau isolant D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaftront dans la description suivante d'un conducteur électrique et d'un câble de communication selon l'invention, donnée à titre illustratif et nullement limitatif. Dans les figures suivantes: - la figure 1 est une coupe transversale d'un conducteur selon rinvention, - la figure 2 est une coupe transversale d'un câble selon l'invention, incorporant le conducteur de la figure 1. Dans ces figures, les éléments communs portent les mêmes numéros de référence. On voit en figure 1 un conducteur 1 selon l'invention en coupe transversale. Le conducteur 1 comprend: - un élément de renfort central 2 constitué d'une tierce de trois mèches 3 de fibres en polyamide aromatique du type Kevlar 49 (marque déposée commercialisée par la société Du Pont de Nemours) de 420 décitex disposées en hélice avec un pas de 4 mm, - une tresse métallique 4 réalisée par tressage de 12 fuseaux de deux fils de cuivre argenté de diamètre 0,1 mm chacun ; la tresse métallique assure le rôle de conducteur électrique pour la transmission des signaux. Un câble de communication 10 selon l'invention, représenté en coupe transversale en figure 2, comprend le conducteur 1 de la figure 1, entouré successivement: - d'une première gaine isolante 5 en polyéthylène basse densité, - d'une deuxième gaine isolante 6 constituée d'un vemis en PVC contenant du noir de carbone, la gaine 6 servant ainsi d'écran semi-conducteur, - d'une autre tresse métallique 7 jouant le rôle d'écran conducteur dassique dans les câbles coaxiaux, la tresse 7 étant constituée de 16 fuseaux de 3 brins de fils de cuivre étamé de diamètre 0,07 mm chacun, - d'une enveloppe extérieure de protection mécanique 8 en polyuréthane. On donne ci-après un tableau comparatif des charges de rupture obtenues avec deux conducteurs A et B de l'art antérieur et avec le conducteur 1 de la figure 1, selon l'invention. Les conducteurs A et B de l'art antérieur testés ont les caractéristiques suivantes: - conducteur A:19 fils de 0,1 mm de diamètre, en cuivre argenté, toronnés en structure concentrique, - conducteur B: un élément porteur central constitué d'une mèche de Kevlar 49 de 420 décitex entourée d'une première couche de 6 fils de cuivre argenté de 0,1 mm de diamètre chacun disposés en hélice, puis d'une deuxième couche de 12 fils de cuivre argenté de 0,1 mm de diamètre chacun également disposés en hélice, selon le principe du brevet US5 216 205. Conducteur Cha e de ru ure A ; 4daN B 5daN 1 30 daN II est clair que, par rapport aux conducteurs connus, le conducteur selon l'invention offre une bien meilleure charge de rupture, environ 6 fois plus élevée que celle des conducteurs connus. Bien évidemment, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. Notamment, l'élément de renfort 2 n'a pas nécessairement la forme d'une tierce disposée en hélice, et il peut être constitué de fibres soit en un matériau plastique, tel qu'un polyamide aromatique, un polyester ou encore un polyéthylène, soit en un matériau minéral, tel que le carbone de type HM ou HT, du moment que ces fibres ont une résistance mécanique suffisante pour assurer la reprise des efforts de traction appliqués au conducteur selon l'invention. D'autre part, la tresse 4 est également quelconque; elle est de préférence réalisée à partir de plusieurs fuseaux multifils, chaque fil étant constitué de cuivre, de cuivre étamé, de cuivre nickelé, d'aluminium ou encore d'un alliage à base d'aluminium électriquement conducteur. Pour ce qui est de la première gaine isolante 5, elle peut être réalisée en PVC, en polyéthylène, en polyéthylène tétrafiuoroéthyléne (ETFE) ou encore en polyperfluorure d'éthylène-propylène (FEP), ces exemples n'étant pas limitatifs. La deuxième gaine isolante 6 est facultative et peut être constituée de tout matériau semi-conducteur utilisé en câblerie, notamment le polyethylène, l'ETFE ou le FEP semi-conducteurs. L'enveloppe de protection extérieure 8 est elle aussi réalisable en tout matériau isolant utilisé en câblerie de manière classique, comme par exemple le PVC. Par ailleurs, la structure d'un câble incorporant un conducteur selon l'invention n'est pas limitée à celle décrite en relation avec la figure 2. Un tel câble ne comprend pas nécessairement de gaine semi-conductrice et l'écran électrique n'est pas nécessairement réalisé sous forme de tresse. En revanche, il est important que le conducteur selon l'invention soit entouré, dans un câble de communication l'utilisant1 d'au moins une gaine isolante1 qui assure le maintien de la disposition coaxiale de la tresse 4 et de l'élément de renfort 2, ceci étant essentiel pour que les caractéristiques électriques du conducteur soient préservées en cours d'utilisation. Enfin, on pourra remplacer tout moyen par un moyen équivalent sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1/ Conducteur électrique pour câble de communication, comprenant un élément de renfort central (3) constitué d'un assemblage de fibres (2) en un matériau plastique ou minéral1 caractérisé en ce qu'une tresse de fils conducteurs (4) est disposée autour dudit élément porteur (3) avec lequel elle coopère mécaniquement par frettage. 2/ Conducteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit élément de renfort central (3) est constitué d'un assemblage en hélice d'une tierce de fuseaux de fibres. 3/ Conducteur selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que ladite tresse de fils conducteurs (4) est réalisée à partir de plusieurs fuseaux muitifils. 4/ Conducteur selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que lesdites fibres (2) constituant ledit élément de renfort central (3) sont constituées d'un matériau choisi parmi les polyamides aromatiques, les polyesters et les polyéthylènes. 5/ Conducteur selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que lesdites fibres (2) constituant ledit élément de renfort central (3) sont des fibres de carbone. 6/ Câble de communication caractérisé en ce qu'il comprend un conducteur selon rune des revendications 1 à 5, et en outre, autour dudit conducteur (1) et disposés coaxialement de l'intérieur vers l'extérieur: - au moins une gaine isolante (5, 6), - un écran en un matériau conducteur (7), - une enveloppe extérieure de protection mécanique en un matériau isolant (8). 7/ Câble selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'il comprend deux gaines isolantes (5, 6), la première desdites gaines (5) étant au contact de ladite tresse de fils conducteurs (4), et la deuxième (6) étant disposée autour de ladite première gaine (5) et constituant un écran semi-conducteur. 8/ Câble selon l'une des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce que ledit écran conducteur (7) est constitué d'une tresse de fils métalliques conducteurs.