Brevet FR2904466A1 — publié le 20080201

La présente invention concerne un ruban souple de transfert d'énergie, comportant une bande longitudinale souple de support, présentant une aimantation permanente, et au moins un organe longitudinal souple de transfert d'énergie, retenu par ladite bande au moins à l'encontre de tout déplacement relatif transversal. On a fréquemment recours à un ruban souple, présentant ou non une aimantation permanente, dans de nombreux domaines techniques et selon divers modes de réalisation, lorsqu'il s'agit d'assurer un transfert d'énergie (y compris bien entendu des signaux) entre des zones localisées respectives de deux solides mobiles l'un par rapport à l'autre. Différentes structures de rubans souples, de même que différentes applications possibles, sont décrites de façon détaillée dans le préambule et dans la description du document WO 2005/083724 Al au nom de la Demanderesse, auquel on se reportera en tant que de besoin. L'utilisation de tels rubans souples connus présente un grand intérêt dans de nombreuses applications, comme mentionné dans le document précité. Un exemple particulier d'un tel ruban comprend une série d'organes de transfert d'énergie noyés dans une masse d'un agent de fixation tel qu'une résine, l'ensemble ainsi obtenu étant fixé sur une face d'une bande support réalisée par exemple en matière élastomère chargée de particules magnétiques. 2904466 2 il apparaît que le comportement d'un tel ruban face à des écarts de température pose des problèmes. Plus précisément, il apparaît que l'ensemble constitué 5 par les organes de transfert d'énergie noyés dans la masse de résine peut se détacher de la bande support, sous l'action de contraintes essentiellement de cisaillement apparaissant entre les deux. Plus précisément, on pense que lorsque le matériau de la bande 10 support, typiquement constitué d'un élastomère du type EPDM (Ethylene Propylene Diene Rubber en terminologie anglo-saxonne) incorporant des grains de ferrite, est exposé à des températures élevées de l'ordre de 50 à 80 , les molécules de ce matériau se réorganisent pour 15 occasionner un rétreint significatif, non réversible. Dans ces conditions, les forces d'adhésion entre l'ensemble formé des organes noyés dans la résine et la bande support ne sont pas suffisantes pour éviter un décollement entre les deux, et le ruban devient 20 inutilisable. La présente invention vise à pallier ces inconvénients de l'état de la technique et à proposer un nouveau ruban à bande-support magnétique pour organe(s) de transfert 25 d'énergie ou autres types de liens qui évite ce comportement problématique tout en conservant des matériaux et de processus de fabrication semblables, et donc sans grever le coût de revient du ruban. 30 On propose à cet effet selon un premier aspect un ruban souple de transfert d'énergie, comprenant une bande aimantée constituée par un matériau élastomère formant 2904466 3 matrice dans laquelle sont noyées des particules lui communiquant une aimantation permanente orientée dans le sens de l'épaisseur de ladite bande, au moins un organe de transfert d'énergie s'étendant le long de la bande 5 support, et un matériau d'enrobage dans lequel le ou chaque organe de transfert d'énergie est noyé et adhérant à la bande aimantée, caractérisé en ce que la bande aimantée est subdivisée en tronçons successifs de longueurs telles que des phénomènes de changement 10 dimensionnel induits dans la bande aimantée notamment sous l'effet d'écarts de température induisent entre la bande aimantée et le matériau d'enrobage des contraintes suffisamment faibles pour éviter de fragiliser l'adhésion entre ladite bande aimantée et ledit matériau d'enrobage. 15 Selon un deuxième aspect de l'invention, on propose un ruban souple de transfert d'énergie, comprenant une bande aimantée constituée par un matériau élastomère formant matrice dans laquelle sont noyées des particules lui 20 communiquant une aimantation permanente orientée dans le sens de l'épaisseur de ladite bande, au moins un organe de transfert d'énergie s'étendant le long de la bande aimantée, et un matériau d'enrobage dans lequel le ou chaque organe de transfert d'énergie est noyé et adhérant 25 à la bande aimantée, caractérisé en ce que la bande aimantée est une bande aimantée continue dans laquelle sont formées des amorces de rupture espacées de distances telles que des phénomènes de changement dimensionnel induits dans la bande aimantée notamment sous l'effet 30 d'écarts de température induisent entre la bande aimantée et le matériau d'enrobage des contraintes suffisamment fortes pour provoquer la rupture de la bande aimantée au 2904466 4 niveau desdites amorces de rupture et former des tronçons de bande mais suffisamment faibles pour éviter de fragiliser l'adhésion entre ladite bande aimantée et ledit matériau d'enrobage. Certains aspects préférés mais non limitatifs de ces rubans sont définis ci-dessous : * le matériau d'enrobage est une résine organique. * le matériau d'enrobage adhère directement sur la bande aimantée, ou bien est solidarisé à la bande aimantée à l'aide d'un adhésif. 15 * la bande aimantée est constituée par une matrice de caoutchouc Ethylène Propylène Diène (EPDM) dans laquelle sont noyés des grains de ferrite. * le ruban comprend une bande aimantée de part et d'autre 20 du matériau d'enrobage abritant le ou les organes de transfert. * les tronçons d'une bande aimantée sont décalés par rapport aux tronçons de la bande aimantée opposée (3), de 25 manière à ce que leurs interruptions mutuelles ne coïncident pas. * les tronçons ont une longueur comprise entre environ 3 mm et environ 15 mm, préférentiellement entre environ 4 30 mm et environ 7 mm. 5 10 2904466 5 Enfin on propose selon un troisième aspect de l'invention un procédé de fabrication d'un ruban souple de transfert d'énergie, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes . 5 - prévoir une bande aimantée continue constituée par un matériau élastomère formant matrice dans laquelle sont noyées des particules lui communiquant une aimantation permanente orientée dans le sens de l'épaisseur de ladite bande, 10 - fixer le long de ladite bande au moins un organe de transfert d'énergie à l'aide d'un matériau d'enrobage dans lequel le ou chaque organe de transfert d'énergie est noyé et adhérant à la bande aimantée, - pratiquer dans ladite bande aimantée des entailles 15 formant amorces de rupture espacées de distances telles que des phénomènes de changement dimensionnel induits dans la bande aimantée notamment sous l'effet d'écarts de température induisent entre la bande aimantée et le matériau d'enrobage des contraintes suffisamment fortes 20 pour provoquer la rupture de la bande au niveau desdites amorces de rupture et former des tronçons de bande mais suffisamment faibles pour éviter de fragiliser l'adhésion entre ladite bande aimantée et ledit matériau d'enrobage. 25 Avantageusement, le procédé comprend une étape ultérieure consistant à exposer l'ensemble simultanément à une température conduisant à un phénomène de changement dimensionnel et à des contraintes de flexion, de manière à transformer lesdites entailles formant amorces de 30 rupture en interruptions séparant les tronçons. 2904466 6 D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non 5 limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un ruban selon une première forme de réalisation de l'invention, La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du ruban de la figure 1, montrant la ligne de coupe I-I utilisée pour la figure 1, 15 La figure 3 est une vue en coupe transversale d'un ruban selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, et La figure 4 est une vue en coupe longitudinale du ruban 20 de la figure 1, montrant la ligne de coupe III-III utilisée pour la figure 3, et Les figures 5A à 5C illustrent sous forme de coupes longitudinales les différentes étapes d'un exemple d'un 25 procédé de fabrication d'un ruban selon l'invention. En référence tout d'abord aux figures 1 et 2, un ruban selon l'invention présente une section transversale globalement rectangulaire, dont la largeur (mesurée 30 horizontalement sur la figure 1) est supérieure à l'épaisseur (mesurée verticalement sur cette même figure). 10 2904466 7 Le ruban présente ainsi une direction privilégiée de flexion, dans un plan longitudinal perpendiculaire à ses grandes faces. 5 Le ruban selon l'-_nvention possède une bande formant support 3 présentant une aimantation permanente dans la direction de son épaisseur. Cette aimantation permanente peut être de même sens sur la totalité de la largeur, ce 10 que l'on préfère dans le cas où cette largeur est relativement faible, par exemple de l'ordre de moins d'un millimètre à deux ou trois millimètres, mais elle peut également présenter des sens alternés de façon répartie sur la largeur, ce que l'on peut préférer pour des 15 largeurs plus grandes. Le ruban comprend également une pluralité d'organes 2 de transfert d'énergie noyés dans une masse commune 1 de matériau d'enrobage constituée par exemple de résine 20 organique telle qu'une résine acrylique polymérisée aux ultraviolets. L'énergie transférée au moyen des organes de transfert 2 peut être choisie dans un groupe comportant les énergies 25 de nature lum__neuse, électrique, pneumatique, hydraulique, funiculaire. Dans le présent exemple, il s'agit de fibres optiques. Dans tous les cas, l'homme du métier peut choisir entre 30 divers modes de réalisation pratique du ruban 1 qu'il a à sa disposition aux fins de lui assurer l'aimantation permanente recherchée. 2904466 8 La bande 3 est constituée par exemple par une matrice de caoutchouc Ethylène Propylène Diène (EPDM) dans laquelle sont noyés des grains de ferrite. Typiquement, on prévoit 5 environ 90% en poids de ferrite pour assurer un niveau d'aimantation élevé. Les organes 2 de transfert d'énergie tels que des fibres optiques peuvent être de réalisation conventionnelle, 10 pour autant que leur flexion admissible soit compatible avec les applications envisagées du ruban. Pour plus de détails quant aux réalisations possibles, on se reportera au document WO 2005/083724 Al cité plus 15 haut. La figure 1 illustre le cas d'un ruban selon l'invention comportant quatre fibres optiques gainées 2 disposées côte à côte dans le matériau d'enrobage 1, associés à une 20 bande aimantée 3 unique. L'épaisseur du matériau d'enrobage 1 est choisie supérieure au diamètre extérieur de chacun des organes 2, afin de préserver la continuité de ce matériau 1 le long 25 de la face du ruban opposée à la bande 3 ainsi que le long de la face du ruban du côté de la bande 3. Selon un aspect essentiel de la présente invention, et comme le montre la figure 2. la bande support 3 est 30 interrompue périodiquement de façon localisée, se composant ainsi d'une succession de tronçons magnétiques 31 séparés les uns des autres. La cohésion d'ensemble du 2904466 A ruban est dans ce cas assurée en partie par le matériau d'enrobage 1 lui--même, qui est alors choisi et dimensionné pour avoir les propriétés mécaniques souhaitées. 5 De la sorte, lorsqu'un phénomène de changement dimensionnel, temporaire ou permanent, intervient de façon relative entre la bande support 3 et le matériau d'enrobage 1, on génère entre les deux matériaux des 10 forces de cisaillement qui sont insuffisantes pour aboutir à un décollement entre les deux. Typiquement, de telles contraintes peuvent provenir d'une réorganisation moléculaire conduisant à un rétreint lorsque le matériau EPDM est porté à des températures élevées, typiquement de 15 60 à 80 C. En effet, à chaque interruption entre les tronçons individuels 31, de telles contraintes sont relâchées puisqu'il n'existe plus que le matériau d'enrobage 1, 20 outre les organes 2 eux-mêmes. Les figures 3 et 4 illustrent un deuxième forme de réalisation de l'invention où la bande support 3 est dédoublée en deux bandes support 3, 4 situées de part et 25 d'autre du ruban de matériau d'enrobage 1 abritant les organes 2, ici au nombre de cinq. De la même manière que précédemment, chaque bande support 3, 4 est interrompue pour former des tronçons individuels 30 respectivement 31, 41. Avantageusement, ces interruptions sont décalées les unes par rapport aux autres d'une distance A (voir figure 4) de telle matière que les 2904466 10 interruptions entre tronçons situés d'un côté ne coïncident pas avec les interruptions entre tronçons situés de l'autre côté, et préférentiellement qu'une interruption entre deux tronçons sur une bande se situe 5 sensiblement au droit du milieu d'un tronçon, dans la direction longitudinale du ruban, de la bande côté opposé. De la sorte, on évite de conférer au ruban des points de fragilisa.=ion qui correspondrait à la présence du seul matériau d'enrobage 1, dans le cas où celui-ci ne 10 présenterait pas toutes les propriétés mécaniques requises. En outre, un tel agencement à double bande support permet d'améliorer le comportement du ruban, le niveau 15 d'aimantation étant sensiblement le même sur ses deux faces. On va maintenant décrire en référence aux figures 5A à 5C un exemple de procédé de fabrication d'un ruban selon 20 l'invention. On prépare tout d'abord un ensemble d'organes 2 enrobés dans leur matériau d'enrobage 1 de manière à former un ruban (figure 5A). 25 On colle ensuite le long de ce ruban (soit directement, dans un état adhésif du matériau 1, soit à l'aide d'un adhésif distinct) unie bande support aimantée continue 3, constituée comme on l'a vu plus haut d'EPDM chargé en 30 grains de ferrite (figure 5B). 2904466 11 L'étape suivante consiste à utiliser un dispositif à couteaux ou analogue pour pratiquer des entailles E dans l'épaisseur de la bande 3, ou de préférence seulement dans une partie substantielle de son épaisseur de manière 5 à ne pas risquer de blesser le matériau d'enrobage 1 abritant les organes 2 (figure 5C). Ces entailles, qui créent autant d'amorces de rupture de la bande support, sont de préférence séparées d'une 10 distance comprise entre 3 et 15 mm, plus préférentiellement autour de 4 à 7 mm. Elles sont ici espacées de 5 mm. L'étape suivante consiste à exposer l'ensemble ainsi 15 obtenu à une température de l'ordre de 60 à 80 C pendant une durée d'environ 2 à 4 heures, et en même temps à le soumettre à des contraintes de flexion voisines de celles que le ruban rencontrera en service, de manière à provoquer le rétreint de l'EPDM constituant la bande 20 support 3. Ce rétreint peut atteindre environ 10%, et l'on comprend que les zones entaillées vont ainsi s'élargir, pour atteindre environ 0,5 mm de large, et ainsi bien séparer les tronçons individuels 31 de la bande (figure 5d). 25 Ce rétreint étant permanent, une exposition ultérieure du ruban, en cours d'utilisation, à des températures élevées, n'entraînera pas de sollicitations supérieures dans celui-ci, risquant d'amener un décollement de 30 l'ensemble 1, 2 par rapport aux tronçons 31 formant ensemble la bande support. 2904466 12 Le procédé décrit ci-dessus peut être aisément transposé par l'homme du métier à la fabrication d'un ruban selon les figures 3 et 4. 5 Il est bien entendu que de nombreuses variantes peuvent également être envisagées sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention. En particulier, on peut subdiviser la ou les bandes 10 support en tronçons selon tous motifs, de façon régulière ou non, y compris dans la direction de la largeur du ruban lorsque la largeur de celui-ci est telle que des phénomènes de changement dimensionnel dans cette direction peuvent être gênants. 15 Par ailleurs, l'invention s'applique dès qu'une cause quelle qu'elle soit est susceptible d'induire des contraintes entre la bande support (ou les bandes support) et le matériau d'enrobage. REVENDICATIONS 1. Ruban souple de transfert d'énergie, comprenant une bande aimantée (3) constituée par un matériau élastomère formant matrice dans laquelle sont noyées des particules lui communiquant une aimantation permanente orientée dans le sens de l'épaisseur de ladite bande, au moins un organe (2) de transfert d'énergie s'étendant le long de la bande support, et un matériau d'enrobage (1) dans lequel le ou chaque organe de transfert d'énergie est noyé et adhérant à la bande aimantée, caractérisé en ce que la bande aimantée est subdivisée en tronçons successifs (31) de longueurs telles que des phénomènes de changement dimensionnel induits dans la bande aimantée notamment sous l'effet d'écarts de température induisent entre la bande aimantée et le matériau d'enrobage des contraintes suffisamment faibles pour éviter de fragiliser l'adhésion entre ladite bande aimantée et ledit matériau d'enrobage. 2. Ruban souple de transfert d'énergie, comprenant une bande aimantée (3) constituée par un matériau élastomère formant matrice dans laquelle sont noyées des particules lui communiquant une aimantation permanente orientée dans le sens de l'épaisseur de ladite bande, au moins un organe (2) de transfert d'énergie s'étendant le long de la bande aimantée, et un matériau d'enrobage (1) dans lequel le ou chaque organe de transfert d'énergie est noyé et adhérant à la bande aimantée, caractérisé en ce que la bande aimantée est une bande aimantée continue (3) dans laquelle sont formées des amorces de rupture (E) espacées de distances telles que des phénomènes de r 2904466 14 changement dimensionnel induits dans la bande aimantée notamment sous l'effet d'écarts de température induisent entre la bande aimantée et le matériau d'enrobage des contraintes suffisamment fortes pour provoquer 5 l'écartement de la bande aimantée au niveau desdites amorces de rupture et la formation de tronçons de bande (31), mais suffisamment faibles pour éviter de fragiliser l'adhésion entre ladite bande aimantée et ledit matériau d'enrobage. 10 3. Ruban souple selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau d'enrobage (1) est une résine organique. 15 4. Ruban selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau d'enrobage (1) adhère directement sur la bande aimantée. 5. Ruban selon l'une des revendications 1 à 3, 20 caractérisé en ce que le matériau d'enrobage (1) est solidarisé à la bande aimantée à l'aide d'un adhésif. 6. Ruban selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la bande aimantée (3) est 25 constituée par une matrice de caoutchouc Ethylène Propylène Diène (EPDM) dans laquelle sont noyés des grains de ferrite. 7. Ruban selon l'une des revendications 1 à 6, 30 caractérisé en ce qu'il comprend une bande aimantée (3, 4) de part et d'autre du matériau d'enrobage abritant le ou les organes de transfert. 2904466 15 8. Ruban selon la revendication 7, caractérisé en ce que les tronçons (31) d'une bande aimantée (3) sont décalés par rapport aux tronçons (41) de la bande 5 aimantée opposée (3), de manière à ce que leurs interruptions mutuelles ne coïncident pas. 9. Ruban selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les tronçons (31, 41) ont une 10 longueur comprise entre environ 3 mm et environ 15 mm, préférentiellement entre environ 4 mm et environ 7 mm. 10. Procédé de fabrication d'un ruban souple de transfert d'énergie, caractérisé en ce qu'il comprend les 15 étapes suivantes : - prévoir une bande aimantée continue (3) constituée par un matériau élastomère formant matrice dans laquelle sont noyées des particules lui communiquant une aimantation permanente orientée dans le sens de 20 l'épaisseur de ladite bande, - fixer le long de ladite bande au moins un organe de transfert d'énergie (2) à l'aide d'un matériau d'enrobage (1) dans lequel le ou chaque organe de transfert d'énergie est noyé et adhérant à la bande 25 aimantée, - pratiquer dans ladite bande aimantée des entailles (E) formant amorces de rupture espacées de distances telles que des phénomènes de changement dimensionnel induits dans la bande aimantée notamment sous l'effet 30 d'écarts de température induisent entre la bande aimantée et le matériau d'enrobage des contraintes suffisamment fortes pour provoquer la rupture de la bande au niveau 2904466 16 desdites amorces de rupture et former des tronçons de bande (31), mais suffisamment faibles pour éviter de fragiliser l'adhésion entre ladite bande aimantée et ledit matériau d'enrobage. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le matériau d'enrobage (1) est une résine organique. 12. Procédé selon l'une des revendications 10 et 11, 10 caractérisé en ce que le matériau d'enrobage (1) adhère directement sur la bande aimantée. 13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que le matériau d'enrobage (1) est 15 solidarisé à la bande aimantée à l'aide d'un adhésif. 14. Procédé selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que la bande aimantée (3) est constituée par une matrice de caoutchouc Ethylène 20 Propylène Diène (EPDM) dans laquelle sont noyés des grains de ferrite. 15. Procédé selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce cu'il comprend également la fixation 25 d'une autre bande aimantée (4) au matériau d'enrobage du côté opposé à la première bande aimantée, des entailles formant amorces de rupture étant également pratiquées dans ladite autre bande aimantée. 30 16. Procédé selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que les tronçons (31, 41) ont une 5 2904466 17 longueur comprise entre environ 3 mm et environ 15 mm, préférentiellement entre environ 4 mm et environ 7 mm. 17. Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, 5 caractérisé en ce qu'il comprend une étape ultérieure consistant à exposer l'ensemble simultanément à une température conduisant à un phénomène de changement dimensionnel et à des contraintes de flexion, de manière à transformer lesdites entailles (E) formant amorces de 10 rupture en interruptions séparant les tronçons (31 ; 31, 41).