Câble conducteur inextensible L'objet de la présente invention est un câble conducteur inextensible qui montre en outre, des résis tances élevées à la traction et au frottement, qui est pliable, étanche, peu inflammable -et qui présente une faible capacité entre conducteurs.
La présente invention couvre également un procédé de fabrication d'un câble et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Le câble conducteur est notamment utile pour équiper des fusées en vue de commander leurs manoeuvres par transmissions de directives, la plupart du temps sous forme de signaux électriques rectangu laires. Or, il est nécessaire, afin de ne pas altérer la forme de ces signaux, que le câble de liaison présente une constante de temps qui soit la plus faible possible, cette constante de temps étant proportionnelle au pro duit de la résistance par la capacité, on doit donc cher cher à réduire le plus possible la valeur d'au moins l'une de ces deux grandeurs, mais on ne doit pas pour cela nuire aux qualités mécaniques du câble qui doi vent demeurer très élevées.
Or, on s'est aperçu qu'un point particulièrement délicat est le dévidage du câble de la bobine, laquelle est généralement située à l'arrière de la fusée. L'enrou lement est effectué sur un noyau, par exemple un noyau métallique et le câble est appelé à la défilée;
le point de démarrage de l'opération de déroulement étant fixe par rapport à la fusée. Du fait de la vitesse élevée de la fusée qui peut être de l'ordre de 250 m/s, et d'une vitesse de dévidage correspondante de l'ordre de 40 000 t/mn, ce câble est soumis à des efforts de traction importants. On conçoit aisément alors, que l'on doive éviter le plus possible toute cause pouvant provoquer tout à-coup de tension. Ceci implique, en particulier, un enroulement de câble très régulier et un accrochage du câble qui soit parfait.
Afin d'éviter les frottements câble sur câble et les à-coups de tension en résultant, on pourvoit générale ment la fusée d'une pièce conique appelée conver gent , qui force le câble à décoller en formant un ballon. Malheureusement, l'action de ce convergent devient de moins en moins efficace au fur et à mesure du dévidage. De plus, les câbles généralement employés sont recouverts d'un enduit externe tel qu'à base de silicone. Mais dans ce cas, on a également constaté que lors des frottements câble sur câble ou câble sur métal, de tels enduits étaient arrachés sous forme de matière pulvérulente collante qui était brassée dans la zone de turbulence provoquée par la fusée et était cause de résistances supplémentaires importantes.
De surcroît, dans le cas de mauvais accrochage du câble, et surtout si le câble manque de nervosité, il peut se produire un effet de lasso , c'est-à-dire que l'entraînement du câble, lors du dévidage, a tendance à présenter un retard important par rapport à son décol lage sur l'enroulement, ce qui provoque la formation d'une boucle autour du noyau et occasionne des à-coups de tension et l'entraînement de couches infé rieures et à la limite, la rupture du câble conducteur après nouage.
Or, an, s'est aperçu, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, qu'il était possible de réaliser un câble conducteur inextensible qui obvie à ces défauts, en transmettant les signaux rectangulaires avec un minimum de déformation, tout en conservant une excellente nervosité et un bon accrochage du câble sur l'enroulement.
Ce câble est remarquable en ce qu'il comporte une âme en fils de verre renfermant au moins deux fils conducteurs électriques séparées, dis posés de sorte à présenter une faible capacité entre eux, grâce à un arrangement symétrique desdits fils conducteurs, ladite âme étant recouverte par au moins deux couches de guipage de sens opposé et l'ensemble ainsi formé portant au moins deux couches, d'enduction très minces, disposées de façon régulière, la couche la plus externe au moins étant réalisée avec un produit thermo-collant à base de polymères et/ou de copoly- mères vinyliques. Les fils. conducteurs peuvent être en cuivre.
Les fils de verre sont de préférence en verres pau vres en éléments alcalins et peuvent contenir des oxydes de métalloïdes ou de métaux bi ou polyvalents, c'est-à-dire en verres isolants, stables aux actions chi miques et atmosphériques.
Selon une forme préférée de réalisation le câble conducteur est constitué par une âme comprenant seu lement deux fils conducteurs en cuivre, adhérant par thermo-collage à une âme en fils de verre encollés, dia métralement opposés par- rapport à ladite âme, le tout étant entouré de fils de verre parallèles à ladite âme, puis gainé au moyen. d'un double guipage en croisillé. Avantageusement, le fil est soumis, entre l'application des deux guipages, à une légère torsion de même sens que le premier guipage. Cette torsion doit être suffi sante pour perturber l'arrangement symétrique des conducteurs.
Les fils conducteurs se présentent alors sous forme d'une hélice double.
Le câble est ensuite recouvert de deux couches d'enduction; la première en un polymère ou copoly- mère de condensation, tel qu'un copolyamide, présen tant une bonne résistance à l'àbraison, est déposée directement sur le câble sous forme d'une fine pellicule d'une épaisseur de l'ordre de 1/100 mm,
la deuxième épaisseur inférieure au 1/100 mm étant déposée par enduction sur le câble et étant constituée par une solu tion d'un produit thermo-collant à base d'un copoly mère de chlorure de vinyle et de propionate de vinyle renfermant des groupes carboxyliques.
Ce câble étant généralement bobiné à spires join tives, il pourra être réalisé de façon telle que la dis tance entre conducteurs soit égale à la moitié du dia mètre du câble fini. Le collage entre spires est réalisé par étuvage du noyau bobiné.
Avantageusement, afin d'obtenir une parfaite étan chéité aux liquides du câble conducteur, l'ensemble formé par l'âme en fils de verre et les deux conduc teurs en cuivre d'une part, et le faisceau des fils en verre, disposé parallèlement à l'âme et l'enrobant d'autre part, est enduit avec une huile silicone se poly mérisant à température ambiante, tout en conservant un état sensiblement fluide. Cette huile, peut être, notamment, à base de diméthyl poly-siloxane.
Les fils de guipage peuvent être en toute matière textile naturelle, artificielle ou synthétique, mais de préférence on met en oeuvre des fils de polycondensats linéaires, comme les polyamides ou les polyesters.
Les fils des deux guipages peuvent être identiques ou différents mais avantageusement pour le second gui- page on emploie un fil de faible titre au brin, de façon à réaliser une couverture parfaite en préservant 1a cohésion du câble conducteur.
L'invention sera plus aisément comprise à l'aide d'un exemple de réalisation, donné à titre indicatif, illustré par les figures des planches ci-annexées.
La fig.1 montre schématiquement les éléments constitutifs successifs du câble, en vue longitudinale et en coupe.
La fig. 2 donne le- schéma d'un dispositif d'assem blage des fils conducteurs.
La fig. 3 représente le schéma d'un dispositif d'as- semblage des fils de verre et de guipage.
Dans l'exemple de- réalisation (voir fig. 1), le câble comporte deux conducteurs (3) et (3 ) en fil de cuivre émaillé de 7/100-mm diamétralement opposés par rap- port à une âme centrale (1) en sillonne Nm 22,5 à laquelle ils adhèrent au moyen d'une colle thermo- collante à base de néoprène formant une gaine (2).
Cet ensemble est entouré de neuf fils (4) en sillonne Nm 90, disposés parallèlement à l'âme cen trale et est enduit par une huile silicone se polyméri sant à température ambiante et présentant à 25 C une viscosité de 130 centipoises.
L'âme ainsi obtenue est ensuite consolidée par un guipage (5) en fil de polyamide 66, 70 deniers, 34 brins, ledit guipage présentant une torsion S de 500 t/m.
Cet ensemble est alors soumis à une torsion S de 120 t/m et est recouvert par un second guipage (6) en fil en polyamide 66, 150 deniers, 100 brins, ledit gui- page présentant une torsion Z de 1200 t/m, le tout étant enduit par une couche (7) très fine de l'ordre de 1/100 mm d'une solution hydroalcoolique (4 parties d'éthanol pour 1 partie d'eau)
d'un copolyamide issu de 55 % de caprolactame et 45 % d'adipate d'hexamé- thylène diamine.
Par enduction, on dépose ensuite sur l'enroulement une très fine couche (8) d'un copolymère de chlorure de vinyle et<B>de</B> propionate de vinyle en solution dans l'acétate d'éthyle.
Le câble obtenu a une résistance à la traction de 10 kg, présente un diamètre après enduction de 43/100 mm, un poids de 300 g/km, une résistance ohmique-de 5000 ohms/km et une capacité de 70 pF/m (entre conducteurs rectilignes).
Un exemple de dispositif pour la réalisation dudit câble est schématisé par les figs. 2 et 3.
Un fil d'âme (1) encollé passe dans un tube (10) chauffé par un four (9) réglé en température, puis entre deux galets rainurés (11) et (11'), lesquels cali brent et collent sur l'âme (1) les fils conducteurs en cuivre (3) et (3'), en les maintenant diamétralement opposés.
L'âme complexe (12) ainsi obtenue passe ensuite dans un fuseau creux (13) (voir fig. 3) en même temps que d'autres fils de sillonne (14) disposés concentri quement, lesdits fils de sillonne (14) étant guidés par des plaques filières (15) et (15') qui leur imposent une répartition. géométrique donnée.
Un premier fil de guipage (16) en polyamide, pas sant par le sommet du fuseau creux (13), vient enve lopper 1"ensemble pour constituer un câble (17).
Le câble (17) est ensuite soumis à une torsion grâce à un dispositif de type connu, tel qu'un continu à retordre, puis passe dans un deuxième dispositif de guipage identique au premier, avant d'être enduit puis encollé dans deux bains d'enduction successifs avec calibrage par une filière et éventuellement cuisson de plastification. Ce câble est rebobiné sous forme d'en roulement définitif, à spires jointives, le collage entre spires étant réalisé par étuvage.
Ce câble est suffisamment fin, souple, résistant et nerveux pour permettre la réalisation d'enroulements de plusieurs km, desquels il peut être appelé à de très grandes vitesses sans à-coups de tension, grâce à un bon accrochage du câble sur l'enroulement.
Ce câble est particulièrement intéressant parce qu'à des qualités mécaniques difficiles à obtenir simultanément il allie des propriétés électriques excellentes, telles que notam ment une faible capacité entre conducteurs, ce qui le rend tout spécialement apte à être utilisé pour équiper des fusées.
Inextensible conductor cable The object of the present invention is an inextensible conductor cable which further exhibits high tensile and friction resistance, which is pliable, waterproof, flame-retardant and which has a low capacitance between conductors.
The present invention also covers a method of manufacturing a cable and a device for implementing this method.
The conductive cable is particularly useful for equipping rockets with a view to controlling their maneuvers by transmitting directives, most of the time in the form of rectangular electrical signals. Now, in order not to alter the shape of these signals, it is necessary for the connecting cable to have a time constant which is as low as possible, this time constant being proportional to the product of the resistance by the capacitance, it must therefore be expensive to reduce the value of at least one of these two quantities as much as possible, but for this one must not harm the mechanical qualities of the cable, which must remain very high.
However, we have seen that a particularly delicate point is the unwinding of the cable from the spool, which is generally located at the rear of the rocket. The winding is carried out on a core, for example a metal core and the cable is called in scroll;
the starting point of the unwinding operation being fixed relative to the rocket. Due to the high speed of the spindle which can be of the order of 250 m / s, and a corresponding unwinding speed of the order of 40,000 rpm, this cable is subjected to tensile forces. important. It is easy to see, then, that we must avoid as much as possible any cause that could suddenly cause tension. This implies, in particular, a very regular winding of the cable and a perfect attachment of the cable.
In order to avoid cable friction on cable and the resulting voltage surges, the rocket is generally provided with a conical part called a convergent, which forces the cable to take off, forming a balloon. Unfortunately, the action of this convergent becomes less and less effective as the unwinding progresses. In addition, the cables generally used are covered with an external coating such as silicone based. But in this case, it was also found that during cable friction on cable or cable on metal, such coatings were torn off in the form of sticky pulverulent material which was stirred in the zone of turbulence caused by the rocket and was the cause of additional resistance. important.
In addition, in the case of poor attachment of the cable, and especially if the cable lacks nervousness, a lasso effect can occur, that is to say that the driving of the cable, during unwinding, tends to present a significant delay in relation to its take-off on the winding, which causes the formation of a loop around the core and causes voltage surges and the entrainment of lower layers and at the limit, the breakage of the conductor cable after knotting.
Now, an, has noticed, and this is what is the object of the present invention, that it was possible to produce an inextensible conductor cable which obviates these faults, by transmitting the rectangular signals with a minimum of deformation, while maintaining excellent responsiveness and good cable attachment to the winding.
This cable is remarkable in that it comprises a core of glass son enclosing at least two separate electrical conductor wires, arranged so as to have a low capacitance between them, thanks to a symmetrical arrangement of said conductor wires, said core being covered. by at least two layers of wrapping in opposite directions and the assembly thus formed carrying at least two layers, very thin coating, arranged in a regular manner, the outermost layer at least being made with a thermo-adhesive product based vinyl polymers and / or copolymers. The sons. conductors can be copper.
The glass strands are preferably made from pale glasses with alkaline elements and may contain oxides of metalloids or of bi or polyvalent metals, that is to say in insulating glasses, stable to chemical and atmospheric actions.
According to a preferred embodiment, the conductor cable is constituted by a core comprising only two conductive wires of copper, adhering by heat-bonding to a core of glued glass wires, diametrically opposed to said core, the whole being surrounded by son of glass parallel to said core, then sheathed by means. of a double crossed guipage. Advantageously, the yarn is subjected, between the application of the two wraps, to a slight twist in the same direction as the first wrapping. This twist must be sufficient to disturb the symmetrical arrangement of the conductors.
The conducting wires are then in the form of a double helix.
The cable is then covered with two layers of coating; the first in a condensation polymer or copolymer, such as a copolyamide, exhibiting good bonding resistance, is deposited directly on the cable in the form of a thin film with a thickness of the order of 1/100 mm,
the second thickness of less than 1/100 mm being deposited by coating on the cable and consisting of a solution of a thermo-adhesive product based on a copolymer of vinyl chloride and vinyl propionate containing carboxylic groups .
Since this cable is generally wound with joint turns, it can be produced in such a way that the distance between conductors is equal to half the diameter of the finished cable. Bonding between turns is achieved by baking the wound core.
Advantageously, in order to obtain perfect liquid tightness of the conductor cable, the assembly formed by the core of glass yarns and the two copper conductors on the one hand, and the bundle of glass yarns, arranged in parallel. the core and the coating on the other hand, is coated with a silicone oil which polymerizes at room temperature, while maintaining a substantially fluid state. This oil can be, in particular, based on dimethyl poly-siloxane.
The wrapping threads can be made from any natural, artificial or synthetic textile material, but preferably linear polycondensate threads, such as polyamides or polyesters, are used.
The yarns of the two wraps can be identical or different, but advantageously for the second guide a yarn of low value per strand is used, so as to achieve a perfect coverage while preserving the cohesion of the conductive cable.
The invention will be more easily understood with the aid of an exemplary embodiment, given as an indication, illustrated by the figures of the attached plates.
Fig.1 shows schematically the successive constituent elements of the cable, in longitudinal view and in section.
Fig. 2 gives the diagram of a device for assembling conductive wires.
Fig. 3 shows the diagram of a device for assembling glass yarns and wrapping.
In the exemplary embodiment (see fig. 1), the cable comprises two conductors (3) and (3) of 7/100-mm enamelled copper wire diametrically opposed with respect to a central core (1) crisscrosses Nm 22.5 to which they adhere by means of a neoprene-based thermo-adhesive adhesive forming a sheath (2).
This assembly is surrounded by nine threads (4) crisscrossing Nm 90, arranged parallel to the central core and is coated with a silicone oil which polymerizes at room temperature and has a viscosity of 130 centipoise at 25 ° C.
The core thus obtained is then consolidated by a covering (5) of polyamide 66 yarn, 70 denier, 34 strands, said covering having a twist S of 500 t / m.
This assembly is then subjected to a twist S of 120 t / m and is covered by a second covering (6) of polyamide 66 yarn, 150 denier, 100 strands, said guide having a Z twist of 1200 t / m, the whole being coated with a very fine layer (7) of the order of 1/100 mm of a hydroalcoholic solution (4 parts of ethanol to 1 part of water)
a copolyamide derived from 55% caprolactam and 45% hexamethylenediamine adipate.
By coating, is then deposited on the winding a very thin layer (8) of a copolymer of vinyl chloride and <B> </B> vinyl propionate in solution in ethyl acetate.
The cable obtained has a tensile strength of 10 kg, has a diameter after coating of 43/100 mm, a weight of 300 g / km, an ohmic resistance of 5000 ohms / km and a capacitance of 70 pF / m ( between straight conductors).
An example of a device for making said cable is shown schematically in FIGS. 2 and 3.
A glued core wire (1) passes through a tube (10) heated by an oven (9) regulated in temperature, then between two grooved rollers (11) and (11 '), which calibrate and stick to the core (1) the copper conductors (3) and (3 '), keeping them diametrically opposed.
The complex core (12) thus obtained then passes through a hollow spindle (13) (see fig. 3) at the same time as other furrow threads (14) arranged concentrically, said furrow threads (14) being guided. by die plates (15) and (15 ') which impose a distribution on them. geometric given.
A first polyamide wrapping thread (16), not sant through the top of the hollow spindle (13), comes lopper 1 "together to form a cable (17).
The cable (17) is then subjected to twisting by means of a device of known type, such as a continuous twist, then passes through a second wrapping device identical to the first, before being coated and then glued in two baths. successive coating with calibration by a die and possibly plasticization baking. This cable is rewound in the form of a final bearing, with contiguous turns, the bonding between turns being carried out by baking.
This cable is thin, flexible, resistant and nervous enough to allow the realization of windings of several km, of which it can be called at very high speeds without surges of tension, thanks to a good hooking of the cable on the winding. .
This cable is particularly advantageous because, having mechanical qualities which are difficult to obtain simultaneously, it combines excellent electrical properties, such as in particular a low capacitance between conductors, which makes it especially suitable for use in rockets.