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La présente invention est relative à des câbles électriques destinés à être utilisés, en tronçons de grandes ou de faibles longueurs, comme éléments de chauffage électriques. Conformément à l'invention, ce câble comprend d'une part au moins deux conducteurs séparés l'un de l'autre par une matière minérale semi-conductrice; le tout étant enfermé à l'intérieur d'une couche périphérique faite d'une matière minérale isolante en poudre et d'autre part, une gaine métallique extérieure. La matière isolante.peut, par exemple, être constituée par de l'oxyda de magnésium ou du talc.
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On peut utiliser deux conducteurs comprenant chacun
H fil métallique intérieur et un conducteur tubulaire rempli de la matière semi-conductrice et à l'intérieur du- quel est disposé ce fil métallique. Dans une variante, on peut utiliser deux fils métalliques conducteurs disposés à quelque distance l'un de l'autre; dans cette variante, ces deux fils métalliques peuvent être séparés l'un de l'autre et, dans quelques cas, être également entourés par une matière semi-conductrice et séparés de la gaine, environnante par de la matière isolante minérale. Dans une autre variante, ces deux fils métalliques peuvent être séparée l'un de l'autre ain i que d'une gaine intermédiaire conduc- trice tubulaire par une matière semi-conductrice, la gaine intermédiaire étant isolée de la gaine extérieure par une. matière isolante minérale.
De préférence, on donne à ce câble une section trans- versale circulaire. Dans le cas où ce câble se présente sous une forme circulaire de ce genre, un fil métallique intérieur est entouré par un conducteur tabulaire et celui-ci est, d'ordinaire, de section circulaire, le fil métalliqun-inté- rieur étant disposé suivant l'axe géométrique de ce conduc- teur. Dans le cas où une gaine intermédiaire entoure deux fils métalliques intérieurs, on lui donne d'ordinaire une section circulaire, les fils métalliques étant disposés à quelque distance l'un de l'autre ainsi que de cette gaine intermé- diaire et symétriquement par rapport à l'axe géométrique du câble. Les fils métalliques intérieurs sont disposés de façon similaire lorsqu'on n'utilise pas de gaine intermédiaire.
Lorsque le câble comprend deux conducteurs intérieurs disposés longitudinalement à l'intérieur du corps isolant et situés à quelque distance l'un de l'autre symétriquement par rapport à son axe géométrique, les deux fils métalliques peuvent avoir chacun une section transversale sensiblement
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en forme de D et être disposés de telle manière que leurs faces convexes sont dirigées vers l'extérieur et que leurs autres faces sont orientées vers l'axe géométrique du câble.
L'expression "section transversale en forme de D s'applique aux sections transversales semi-circulaires et à celles qui sont en forme de croissant, les fils métalliques de sections de ce genre étant disposés de telle manière que leurs faces plates ou concaves se trouvent en regard de 1?axe géométrique du câble. Les conducteurs intérieurs de ce genre sont séparés l'un de l'autre par un corps fait de la matière semi-conductrice et qui, en combinaison avec ces conducteurs intérieurs, constitue une structure ayant, en section transversale, une forme sensiblement circulaire ou elliptique.
Tous les éléments conducteurs du'câble sont faits d'un métal possédant une conductibilité élevée et ayant un point de fusion élevé, par exemple du cuivre ou de l'aluminium. Les conducteurs intérieurs sont, de préférence, .des fils métalliques uniques. Lorsqu'on utilise un conducteur tubulaire ou une gatne intermédiaire, ils peuvent être constitués par un tube métallique sans soudure, ou un ruban métallique plié longitudinalement ou enroulé en hélice sous la forme d'un tube.
La matière semi-conductrice peut être une composition minérale appropriée quelconque servant à produire de la chaleur lorsqu'elle est traversée par du courant. Des compositions appropriées sont constituées par des mélanges d'oxyde de magnésium avec du charbon pulvérisé, ou bien par des oxydes ou des titanates métalliques, qui possèdent une conductibilité appropriée aux conditions d'utilisation.
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un peut réaliser ces câbles en assemblant les éléments métalliques constitutifs sous forme de tronçons relativement courts dont les sections' transversales sont relativement p.us fortes, c'est-à-dire par rapport à leur longueur et section définitives, et en remplissant les espaces intermédiaires à l'aide des compositions semi-conductrices et isolantes appropriées, qui se présentent d'ordinaire sous la forme de poudras sèches. Après remplissage, l'ensemble de la structure est alors réduit jusqu'aux dimensions requises pour la section.transversale, par laminage, étampage ou étirage, ou par-'une combinaison quelconque de ces opérations, en faisant intervenir ou non des stades de séchage et de recuit.
Dans une variante, on peut appliquer un seul des constituants non métalliques ou les deux, par extrudage, sous la forme d'une pâte qui est ensuite séchée ou, dans certains modes de réalisations, on peut appliquer les deux composants non métalliques soit simultanément, soit consécutivement, avec ou non un étirage final pour les consolider.
- On va décrire maintenant, à titre d'exemple non limitatif de la portée de l'invention, plusieurs modes d'exécution du câble perfectionné considéré, en référence au dessin schématique annexé, sur lequel : la fig. 1 est une vue, en coupe transversale, d'un câble comportant deux conducteurs concentriques; la fig. 2 est une vue, en coupe transversale, d'un câble comportant deux conducteurs parallèles de section en forme de D; la fig. 3 représente, en coupe transversale, un sable comportant deux conducteurs parallèles de section circulaire entourés par une gaine intermédiaire conductrice;
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la fig 4 représente, en coupe transversale, un autes modè d'exécution de câble qui comprend deux conducteurs parallèles en forme de D;
la fig. 5 représente une variante de la structure représentée sur la fig. 2, les conducteurs étant, dans ce dernier cas, des fils métalliques de section circulaire..
Comme représenté sur la fig. 1, un tube 1 en cuivre de section circulaire constitue une gaine extérieure s'ajus tant étroitement sur un corps isolant annulaire 2 en oxyde de magnésium pulvérulent, le corps annulaire isolant 2 contient un conducteur tubulaire 3, en cuivre, qui est de section circulaire et qui est concentrique à un fil métal- ,lique conducteur central 4 en!cuivre, ce fil métallique 4 ainsi que le conducteur tubulaire 3 étant séparés l'un ,de l'autre par un remplissage fait d'une matière 5 semi- conductrice. Cette dernière est un mélange d'oxyde de magné- sium et de charbon pulvérisé.
On réalise ce câble en étirant un ensemble dont les pièces constitutives sont disposées de 'façon appropriée, dont chacune est pus courte que le câble terminé et dont les dimensions en section transversale qui sont, de manière correspondante, plus grandes que dans le câble fini. Dans ce procédé, une tige de cuivre de sec- tion circulaire, destinée à constituer le conducteur cen- tral 4 est placée au centre d'un tube de cuivre de section circulaire, destiné à constituer le conducteur tubulaire 3, et cette tige est fixée à ce tube. On tasse alors la matière semi-conductrice pulvérisée 5 dans l'espace annulaire com- pris entre ce tube et cette tige.
L'ensemble ainsi obtenu; qu'on peut tout d'abord étirer ou non est alors placé et maintenu dans la partie centrale d'un tube de cuivre de section circulaire destiné à constituer la gaine extérieure2 et l'on tasse, dans l'espace annulaire laissé à l'intérieur
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du tube, la matière isolante pulvérulente 2. Tout l'ensemble est ensuite étiré aux dimensions requises. Dans une variante de ce mode de mise en oeuvre du procédé, un premier tube de cuivre de section circulaire, destiné à constituer le conducteur tubulaire 3 est placé dans la partie centrale d'un autre tube de cuivre de section circulaire, destiné à constituer la gaine extérieure 1, et le premier tube occu pe une position fixe par rapport à l'autre gaine, en utili- d'espacement sant au centre une barre/.
L'espace annulaire compris entre ces deux tubes est alors rempli d'une matière isolante pul- vérulente 2 qu'on tasse au moyen d'un refouloir creux.
On enlève alors la barre d'espacement et on place une tige de cuivre de section circulaire, destinée à constituer le conducteur central 4 au centre du tube intérieur et dans une position fixe par rapport à celui-ci. On tasse alors une poudre semi-conductrice pulvérulente dans l'espace annulaire entourant la tige de cuivre et ensuite on étire tout l'en- semble aux dimensions requises.
Dans le mode d'exécution du câble de chauffage repré- senté sur la fig. 2, une gaine extérieure 21 est également constituée par un tube de cuivre de section circulaire qui s?ajuste étroitement sur un corps isolant 22 en oxyde de magnésium pulvérulent. Ce corps isolant 22 présente une section transversale sensiblement annulaire et sa cavité centrale contient deux fils de cuivre intérieurs parallèles 23 et 24 et un corps intermédiaire 25 fait d'un mélange semi conducteur pulvérulent d'oxyde de magnésium et de charbon pulvérisé. Ces deux fils de cuivre intérieurs 23 et 24 s'étendent longitudinalement dans le corps isolant 22 et sont espacés symétriquement de part et d'autre de son axe.
La section transversale de chacun des fils 23 et 24 a la forme d'un segment de cercle et ces segments sont disposés respec-
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tivement de part et d'autre de l'axe géométrique du sable de manière que les faces plates de ces segments se trouvent face à face et que leurs faces convexes soient en,contact avec le corps isolant 22. Les fils métalliques intérieurs
23 et 24 sont séparés l'un de l'autre par le corps 25 de matière semi-conductrice qui, avec les fils, forment une structure de section transversale sensiblement circulaire.
On réalise ce câble par un processus similaire à ceux qui ont été décrits en se référant à la fig. 1. A l'intérieur d'un tube de cuivre,.destiné à devenir une gaine extérieure élément central formant
21, on place, en position fixe par rapport à ce tube, un/ une âme de section circulaire constitué par deux tiges de cuivre en forme de segments circulaires, destinées à deve- nir les fils métalliques intérieurs 23 et 24 et séparées par une barre d'espacement amovible.On tasse un isolant pulvérisé 22 dans l'espace compris entre l'âme et la paroi du tube au moyen d'un refouloir creux.
On enlève alors,'la barre d'espacement, ce qui laisse les tiges de cuivre en ,place.- On tasse alors la poudre semi-conductrice 25 dans l'espace central restant, au moyen d'un refouloir dont la section transversale a une forme correspondant sensiblement à celle qui est formée par les faces plates des tiges en forme de segments et par les surfaces restantes de l'isolant @ tassé 22. Lorsque ce dernier espace est rempli, on ferme les extrémités de l'ensemble et on étire le tout de la manière usuelle.
Les fils métalliques 23 et 24 du câble représenté'. sur la fig. 2 peuvent avoir une section transversale semi- circulaire, ou en forme de croissant qui est telle que leurs faces plates ou concaves se trouvent en regard de l'axe géométrique du câble. Par conséquents, les tiges de cuivre initiales utilisées au cours du processus de fabrication .'peuvent avoir également une section transversale oorres-
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Pondantede forme semi-circulaire ou en croissant, leurs faces plates ou concaves respectives étant séparées l'une de l'autre par une barre d'espacement amovible de section transversale appropriée correspondante. Dans une variante, le corps en matière semi-conductrice ainsi que les fils métalliques 23, 24 peuvent avoir une section transversale elliptique.
Dans ce cas, l'élément formant l'âme,utilisé au cours du processus de fabrication et constitué par les tiges de cuivre et la barre d'espacement présente également une section elliptique appropriée.
Sur la fig. 3 une gaine tubulaire extérieure 31 de section circulaire, faite de cuivre, s'ajuste étroitement sur un corps annulaire 32 en oxyde de magnésium pulvérulent.
Ce corps annulaire est lui-même tassé autour d'une gaine intermédiaire 35 en cuivre qui est constituée par un tube de section circulaire logé concentriquement dans la gaine extérieure 31. A l'intérieur de la gaine intermédiaire 36 sont disposés, longitudinalement et parallèlement entre .,eux, deux fils métalliques conducteurs uniques 33 et 34 en cuivre et de section circulaire. Ces fils métalliques 33 et 34 sont disposés symétriquement par rapport à l'axe géomé- trique du câble, leurs axes se trouvant dans un plan passant par l'axe géométrique du câble.
Dans la gaine intermédiaire
36, on tasse un corps 35 en matière semi-conductrice, constituée par un mélange d'oxyde de magnésium et de charbon pulvérisé, dans laquelle les fils métalliques 33 et 34 sont noyés et qui les sépare l'un de l'autre ainsi que de la gaine intermédiaire 36. Lorsqu'on utilise ce câble comme élément de chauffage, le courant de chauffage traverse le corps semi-conducteur 35 en passant directement d'un fil à l'autre et en passant indirectement le long de trajets qui comprennent la gaine intermédiaire précitée.
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..¯ La structure représentée sur la fige . - de façon générale, similaire à celle qui est représenta- .m la fig&2 en ce qu'elle comprend une gaine tubulaire extérieure 41 en cuivre, enfermant un corps annulaire 42 fait d'une matière isolante pulvérulente contenant elle-même deux fils de cuivre 43. et 44 en forme de segments séparés l'un de l'autre par un corps 45 fait d'un mélange semi-conducteur d'oxyde de magnésium et de charbon pulvérisé.
Dans ce cas, toutefois, on donne au corps semi-conducteur 45 une section circulaire dont la surface cylindrique est complètement en contact avec le corps isolant extérieur 42, et les fils métalliques 43 et 44 sont complètement noyés dans le corps serai-conducteur 1+5, de telle manière que ce dernier les sépare l'un de 'autre ainsi que du corps isolant 42.
Les deux câbles représentés sur les fig. 3 et 4 peu- vent être r.éalisés par des procédés similaires à ceux qui sont décrits à propos des fig. 1 et 2.
La structure représentée sur la fig. 5 est similaire à celle qui est représentée sur,la fig. 2, en ce qu'elle comprend une gaine tubulaire extérieure 51, en cuivre , de section circulaire, qui s'ajuste sur un corps isolant 52 en oxyde de magnésium pulvérulent, et ce corps lui.-même comporte une cavité centrale contenant deux fils de cuivre parallèles 53 et 54 et un corps intermédiaire 55 fait d'un mélange semi-conducteur pulvérulent. Dans ce cas, toutefois, chacun des deux fils métalliques 53 et 54 a une section transversale circulaire pleine et, en outre, l'ensemble central, constitue par ces fils métalliques et la matière semi-conductrice 55 présente une section transversale ayant sensiblement la forme d'une ellipse.
Cette ellipse est symétrique par rapport à l'axe géométrique du câble et les deux fils métalliques 53 et 54 sont disposés vers lex extrémités du grand axe de l'ellipse, de telle manière
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que les surfaces de ces fils métalliques se trouvent en contact avec le corps isolant 52 aux extrémités de ce grand axe.
Dans une variante, tous les câbles représentés ou quelques uns d'entre eux seulement, peuvent être réalisés par des processus d'extrudage. Par exemple, on peutréaliser le câble représenté sur la fig. 1 en extrudant la matière semi-conductrice 5 à l'état de pâte sur le fil métallique central 4 et en appliquant ensuite le conducteur tubulaire 3, sous la forme d'un ruban métallique plié ou enroulé, autour de cette pâte. La matière isolante 2 est ensuite extrudée à l'état de pâte autour du conducteur tubulaire 3, et la gaine 1 est alors appliquée sous la forme d'un tube extrudé. A l'un des stades du processus de fabrication, - ou à plusieurs d'entre eux, on porte l'ensemble à des tempé- ratures assurant le séchage et, finalement, on peut l'étirer ou non, 'afin de consolider les parties non métalliques.
Dans le cas du câble représenté sur la fig. 3 le procédé la de fabrication peut être similaire,/matière semi-conductrice 35 étant extrudée à l'état de pâte autour des fils métalli- ques conducteurs 33 et 34 Dans ces deux réalisations, il est commode de soumettre la partie intérieure au séchage après l'application de l'élément tubulaire intérieur 3 ou 36, étant donné que l'humidité peut s'échapper entre les bords du ruban constituant cet élément tubulaire.
Après que l'isolant 2, ou 32, a été ensuite extrudé à l'état de pâte, on peut l'entourer d'un mince ruban métallique (non représenté) de manière à constituer à la fois une couche perméable, permettant à la vapeur d'eau de s'échapper au cours du séchage, et une couche protectrice, servant à rete- nir l'isolant en place avant qu'on applique la gaine exté- rieure 1, ou 31.
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On peut, @ tiquer cette gaine extérieure, avant l'opération de séchage finale, en laissant un jeu suffisant entre cette gaine et la couche perméable, pour que la vapeur d'eau puisse s'échapper longitudinalement le long du câble au cours du séchage, après quoi on soumet ce câble à une opération d'étirage afin de faire disparaître ce jeu et de consolider les poudres.