Brevet FR2744280A1 — publié le 19970801

GAINE POUR FAISCEAUX ELECTRIQUES La présente invention concerne un nouveau type de gaine pour faisceaux électriques, notamment pour fabriquer des faisceaux électriques dans les véhicules, et son procédé de fabrication. Art antérieur Les faisceaux de fils électriques, notamment dans les véhicules, sont généralement fabriqués de façon manuelle en disposant sur une table de montage les différents fils constituant le faisceau, puis en les maintenant groupés soit à l'aide d'un ruban de banderolage, soit à l'aide d'une bande de film qui est repliée et soudée autour du faisceau, soit encore au moyen de gaine annelée fendue dans laquelle on glisse le faisceau. En raison du temps de main-d'oeuvre important nécessité par cette fabrication, la partie électrique reste l'un des postes prépondérants du coût de fabrication des automobiles. Par ailleurs, les gaines annelées fendues, qui nécessitent un temps de main-d'oeuvre moins important, sont coûteuses à fabriquer. De plus, les gaines annelées fendues nécessitent de prévoir soit une zone de moindre résistance au niveau de la fente longitudinale, soit de recouvrir ladite fente par une bande de protection qui est enlevée lorsqu'on libère la fente pour disposer un faisceau de fils à l'intérieur de la gaine qui, grâce à l'élasticité des anneaux constitutifs, se referme bord à bord pour autant que le faisceau de fils soit de dimensions suffisamment petites pour permettre un contact bord à bord, faute de quoi ledit faisceau resterait nu pour ce qui concerne la partie en regard de la fente ouverte. On connaît également des machines qui permettent de souder des gaines de faisceau en matière synthétique, comme par exemple celle décrites dans FR 2.689.443, FR 2.349.933, FR 2.464.541 ou DE 2.802.138. Ces machines qui sont équipées de dispositifs commandant mécaniquement l'avance du ruban et du faisceau à gainer sont généralement encombrantes en raison de la complexité mécanique et des moteurs nécessaires au fonctionnement de différents entraîneurs. De tels dispositifs, obligatoirement fixes, nécessitent que l'on passe le faisceau à gainer sur la machine, ce qui limite les possibilités de gainage à des faisceaux de faible dimension et de poids peu important. Il était donc souhaitable de trouver une solution technique qui permette de gainer des faisceaux complexes, de taille importante, sans avoir à les déplacer. Objet de 11 invention La présente invention propose un nouveau type de gaine pour les faisceaux de fils, ladite gaine étant obtenue à partir d'un ruban de matière souple et élastique qui est replié par enroulement longitudinal jusqu'à ce que les deux lisières se recouvrent (c'està-dire replié suivant un pli dans le sens de la longueur) puis thermoformé de façon à conserver la forme d'un tube roulé. Ce tube de matière souple est ensuite placé autour du faisceau de fils à gainer et se resserre de lui-même autour des fils en raison de l'élasticité de la matière utilisée. Selon un premier objet de la présente invention, la gaine est caractérisée en ce que les bords se recouvrent sur un angle de 20 à 1800. Un deuxième objet de la présente invention concerne un procédé de fabrication d'une gaine souple pour faisceau de fils, et qui est caractérisé en ce qu'il consiste à - utiliser une bande de matière souple, thermoformable et élastique, - introduire ladite bande dans un conformateur tronconique de manière à permettre un enroulement de ladite bande sur elle-même et dont les bords se recouvrent mutuellement suivant un angle compris entre 200 et 1800, - introduire la bande ainsi enroulée dans un organe de chauffage qui est porté à la température de thermoformage de ladite bande, pendant une durée prédéterminée en fonction de la nature de ladite matière souple, de manière à conférer à ladite bande enroulée une mémoire de forme, et - refroidir la bande enroulée à mémoire de forme pour figer ladite mémoire de forme dans la bande enroulée. Un troisième objet de la présente invention concerne un procédé de gainage d'un faisceau de fils avec une gaine obtenue et qui est caractérisé en ce qu'il consiste à - utiliser une bande enroulée à mémoire de forme, dont les bords se recouvrent suivant un angle compris entre 200 et 1800, de préférence suivant un angle de 900, - dérouler ladite bande et à disposer le faisceau de fils sur ladite bande déroulée, - laisser la bande s'enrouler elle-même autour dudit faisceau de fils, - relier au moins en certains points les bords en recouvrement. Description Selon l'invention, la gaine se présente sous la forme d'un ruban de matière souple, de préférence alvéolée, thermoformable, enroulé sur lui-même dans le sens de la longueur, thermoformé suivant cette position afin d'obtenir un tube souple fendu suivant sa génératrice et dont les deux bords se recouvrent sur un angle de 200 à 1800. Après refroidissement, on obtient un tube roulé souple, à mémoire de forme, qui est utilisable pour former une gaine autour de fils groupés en faisceau. Description détaillée Pour obtenir une gaine selon l'invention, on utilise au départ une bande de matière souple, thermoformable et élastique. Les matières convenant pour la réalisation de l'invention comprennent de préférence des mousses en matière de synthèse, notamment les mousses de polyoléfine comme par exemple le polyéthylène, le polypropylène ou des mélanges de ces polymères, réticulée ou non, et les mousses de PVC. On préfère toutefois utiliser des bandes de matière composite, qui permettent d'obtenir des gaines pour faisceaux électriques d'automobiles satisfaisant au mieux leurs fonctions de maintien, de protection et d'anti-vibrations. Pour cela, on préconise de thermoformer par exemple des bandes en mousse de polyéthylène réticulé sur laquelle on a contrecollé ou soudé, sur au moins une des deux faces, au moins un des produits suivants - une grille en polyamide ou en polyester ou en fibre de verre, qui augmente la résistance mécanique - un film d'épaisseur 30 à 100 Um qui peut être en polyamide, polypropylène, polyéthylène, PET et PVC qui augmente la résistance aux agents extérieurs tels que par exemple les huiles ou les fluides techniques utilisés dans les automobiles - un film de fibres non-tissées, d'aspect similivelours ou feutrine, par exemple en polyéthylène ou en polyester, qui réduit sensiblement les bruits engendrés par les vibrations. Parmi les matériaux qui conviennent à la réalisation de l'invention, on peut encore citer un complexe formé d'une feuille très mince de matériau conducteur, tel l'aluminium, prise en sandwich entre deux feuilles de mousse de polyéthylène réticulé. Un tel matériau présente l'avantage d'apporter une composante anti-parasite aux autres fonctions de la gaine. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le matériau de la bande souple est choisi parmi les polymères thermosoudables, comme par exemple les mousses et films de polyoléfines. Le complexe ainsi obtenu doit conserver les propriétés de souplesse et de thermoformabilité de la mousse afin que le matériau obtenu soit à mémoire de forme. L'épaisseur de l'ensemble est compris entre 1 et 5 mm et la largeur de la bande est de 30 à 120 mm, les dimensions étant directement dépendantes de l'importance du faisceau à protéger. Pour obtenir la gaine selon l'invention, on utilise une bande continue du complexe souhaité, et coupée à la largeur nécessaire. Cette bande est enroulée de façon à former un tube, les deux bords de la bande se recouvrant sur un angle d'environ 20 à 1800, de préférence d'environ 900. Le recouvrement important des deux bords de la bande est nécessaire car il permet d'obtenir une gaine protégeant parfaitement les câbles y compris dans les cas fréquents où le nombre de fils varie tout au long du faisceau en raison de la présence de dérivations. Par exemple, pour une gaine obtenue au départ d'une bande 60 mm de largeur et ayant un recouvrement des bords de 1200, la section utile sera comprise entre 1,6 2 et 2,6 cm en considérant qu'un minimum de recouvrement de 200 est nécessaire pour souder ou coller les deux bords, et pour garantir une bonne protection des câbles. Cette capacité variable permet de protéger avec une même gaine des faisceaux présentant plusieurs dérivations et par conséquent un nombre de câbles variable sur la longueur dudit faisceau. Cette adaptabilité n'était pas possible dans le cas des gaines annelées car la section est constante sur toute leur longueur. Le tube ainsi obtenu passe ensuite dans un second compartiment chauffé à la température de thermoformage du matériau (soit environ 120-140 C dans le cas d'une mousse de polyéthylène réticulé), puis dans un troisième compartiment de refroidissement. Après ce refroidissement, le tube obtenu est coupé à la longueur souhaitée en fonction de l'utilisation prévue. Le tube obtenu est ensuite utilisé de façon analogue aux tubes annelés ouverts, c'est-à-dire mis en place directement autour des faisceaux de fils sur la table de montage. En raison de la grande souplesse et de la mémoire de forme du matériau, la mise en place est plus facile et plus rapide que dans le cas des tubes annelés. En général, il sera nécessaire d'assurer l'assemblage des deux bords de la gaine, notamment aux extrémités et à proximité des passages de dérivations. Cet assemblage pourra être fait au moyen d'une soudure par thermosoudage à l'air chaud ou à l'aide d'ultrasons par exemple, au moyen d'une colle ou au moyen d'un ruban adhésif enroulé autour du faisceau. L'exemple de réalisation selon la description ciaprès, ainsi que les dessins annexés permettent de mieux apprécier l'invention. Exemple de réalisation On utilise une bande d'une largeur de 5 cm, en mousse de polyéthylène réticulé d'environ 2 mm d'épaisseur sur laquelle a été soudée par flammage une grille en fils de polyamide dont les mailles ont une ouverture d'environ 1,5 mm. La bande est déroulée de son support et est guidée dans un conformateur creux tronconique, de façon à rouler la bande sur elle-même, la face portant la grille de polyamide se trouvant à l'extérieur du tube ainsi obtenu. On obtient de cette façon un tube roulé dont les bords se recouvrent sur un angle de 900 environ. La bande ainsi formée passe ensuite à l'intérieur d'un tube chauffé qui maintient la forme de la gaine et porte la matière à sa température de thermoformage, soit dans le cas présent une température de 120 à 1300C pour un temps de séjour de 5 secondes. La gaine thermoformée traverse ensuite un tube de refroidissement, puis est coupée en longueurs adaptées à l'utilisation envisagée. Ce produit peut être stocké en attente d'utilisation. La mise en place de la gaine autour d'un faisceau de fils de 5 câbles pour automobiles est faite directement sur la table de montage du faisceau en écartant les bords du tube pour introduire les câbles. L'élasticité et la mémoire de forme du matériau font que la gaine se referme elle-même autour du faisceau. La gaine est ensuite soudée en quelques points, et renforcée à ses deux extrémités au moyen d'un morceau de ruban adhésif. Les dessins annexés permettent de mieux comprendre l'invention sur lesquels La figure 1 représente une vue schématique du dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. La figure 2 est une vue en perspective d'une gaine à mémoire de forme obtenue selon l'invention. La figure 3 est une section transversale d'une gaine à mémoire de forme avec des bords qui se recouvrent sur un angle d'environ 900. La figure 4 est une représentation schématique de la gaine selon l'invention au moment de l'introduction d'un faisceau de fils. La figure 5 est une vue en section transversale d'une gaine selon l'invention renfermant un faisceau de fils. La figure 1 représente le schéma de principe de la fabrication des gaines selon l'invention. Sur cette figure, on distingue la bande de matière souple 1 déjà découpée à la largeur souhaitée et stockée sur une bobine débitrice 2. L'avance de la bande est guidée et réglée au moyen d'une roue 3. La bande passe ensuite dans un conformateur creux tronconique 4 dans lequel elle est roulée en forme de tube 15, dont les bords la et lb se recouvrent suivant un angle qui est de préférence de 900. Le tube passe successivement dans un compartiment 5 chauffé ici au moyen de rayonnement infra-rouge, puis dans un compartiment de refroidissement 6 ventilé et enfin dans un convoyeur à tapis motorisé 7 asservi à un dispositif de coupe 8. Les gaines thermoformées 9 sont stockées en attente d'utilisation. La figure 2 représente une vue en perspective d'une gaine selon l'invention, roulée sous forme de tube 15, les deux bords se recouvrant sur un angle de 900 environ. La figure 3 représente une section transversale d'une gaine réalisée à partir d'une bande de matière souple 1 sur laquelle a été soudée ou collée une grille de renfort 14 en polyamide qui comporte des fils thermoformables. La figure 4 représente la mise en place des câbles électriques (10) par écartement des bords la et lb de la gaine. Sur cette figure, on a représenté une perforation 12, de la matière de la gaine, située sensiblement dans la partie médiane de la bande, cette perforation étant prévue pour passer un clip de fixation ou pour passer un fil en dérivation. La figure 5 représente une section d'un faisceau 11 de câbles 10 gainé au moyen de la gaine selon l'invention. Les gaines selon l'invention trouvent leur application pour la protection et le maintien des faisceaux de câbles électriques, notamment dans le domaine des véhicules automobiles. Ils sont également utilisables pour la protection des conducteurs en fibres optiques, dans le domaine des télécommunications et de l'informatique. L'utilisation des gaines selon l'invention permet une excellente protection des faisceaux tout en réduisant sensiblement les temps de main d'oeuvre nécessaire à la confection des faisceaux. De plus, dans le domaine de la préparation des faisceaux de câbles pour les automobiles, le gainage peut être fait alors que le faisceau est encore en place sur la table de montage et connecté aux instruments de contrôle des continuités électriques cet avantage autorise un contrôle de qualité en fin de fabrication, alors que précédemment, dans le cas d'un gainage sur machine, il était nécessaire de refaire toutes les connexions électriques pour vérifier la qualité du produit fini. REVENDICATIONS 1. Gaine (15) en matière souple à mémoire de forme, notamment pour faisceaux de câbles (10), en forme d'un tube fendu selon une génératrice, caractérisée en ce que les bords (la, lb) se recouvrent sur un angle de 20 à 1800. 2. Gaine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les bords (la, lb) se recouvrent sur un angle d'environ 900. 3. Gaine selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la matière souple comprend au moins une mousse synthétique. 4. Gaine, selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la matière souple est une mousse de polyoléfine complexée avec une grille (14). 5. Gaine, selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la mousse de polyoléfine est complexée avec un film de polyoléfine non-tissé. 6. Gaine, selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la matière souple est un film de matériau conducteur pris en sandwich entre deux couches de mousse de polyoléfine. 7. Procédé de fabrication d'une gaine souple pour faisceau de fils, selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à - utiliser une bande de matière souple (1), thermoformable et élastique, - introduire ladite bande (1) dans un conformateur tronconique (4) de manière à permettre un enroulement de ladite bande sur elle-même et dont les bords (la, lb) se recouvrent mutuellement suivant un angle compris entre 200 et 1800, - introduire la bande (1) ainsi enroulée dans un organe de chauffage (5) qui est porté à la température de thermoformage de ladite bande, pendant une durée prédéterminée en fonction de la nature de ladite matière souple, de manière à conférer à ladite bande enroulée une mémoire de forme, et - refroidir la bande enroulée à mémoire de forme pour figer ladite mémoire de forme dans la bande enroulée. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on fixe sur au moins une des faces de la bande souple et préalablement à l'étape de W 9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on fixe sur au moins une des faces de la bande souple et préalablement à l'étape de conformation, un film de polyoléfine non-tissé. 10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la bande de matière (1) est une bande en mousse de polyéthylène réticulé sur laquelle on fixe par flammage une grille de fils de polyamide. 11. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'angle de recouvrement des bords de la bande est d'environ 900. 12. Procédé de gainage d'un faisceau de fils avec une gaine obtenue selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce qu'il consiste à : - utiliser une bande (1) enroulée à mémoire de forme, dont les bords (la, lb) se recouvrent suivant un angle compris entre 200 et 1800, de préférence suivant un angle de 900, - dérouler ladite bande et à disposer le faisceau de fils (10) sur ladite bande déroulée, - laisser la bande (1) s'enrouler elle-même autour dudit faisceau de fils, - relier au moins en certains points les bords (la, lb) en recouvrement. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite bande comporte au moins un orifice (12) ménagé entre ses extrémités pour le passage d'un des fils du faisceau constituant un fil de dérivation. 14. Utilisation d'une gaine selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour le gainage des faisceaux de câbles des automobiles.