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" Câbles électriques et-méthodes et moyens pour les fabriquer."
La présente' invention est relative à des câbles électri ques, ainsi qu'à des méthodes et moyens de les fabriquer, et elle concerne en particulaier des câbles électriques du type pré- sentant une ou plusieurs âmes conductrices qui se trouvent à l'in- térieur d'un isolant ou diélectrique, et également un conducteur métallique extérieur (habituellement du fil tressé ou guipage), de tels câbles ayant une impédance caractéristique dont la valeur ohmique,dépend principalement des dimensions de l'âme et de l'es- pacement utilisé, ainsi que de la nature du diélectrique entre
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la ou les âmes et le conducteur extérieur.
La forme la plus usu- elle d'un tel câble est celle où une seule âme est disposée dans l'axe du câble, ces câbles étant connus sous le,nom de "câbles coaxiaux" .
Il est bien connu.qva la perte de puissance dans les câbles coaxiaux et les câbles d'alimentation similaires utilisés pour la transmission de signaux de radio et autres à haute fré- quence peut être nettement réduite en incorporant des espaces d'air dans l'isolant ou le diélectrique du câble, car le facteur de puissance et la constante diélectrique de l'air sec sont tous deux très inférieurs à ceux de n'importe quelle matière solide.
Aux bassesfréquences radiophoniques, l'atténuation dans les câbles d'alimentation isolés avec une matière solide présentant de bonnes caractéristiques électriques n'est pas excessive avec les longueum utilisées habituellement, mais lorsque la fréquence augmente, la perte fait de même,et aux hautes fréquences (50 Mcs/sec et plus, par exemple) la perte de signal peut être sérieuse, parti- culièrement si l'intensité du signalent faible et si le câble a une longueur normale de 50 pieds ou environ.
Les câbles coaxiaux ont été réalisés, dans le passé, avec des espaces,ou cellules d'air à travers le diélectrique, 'en général du polythène. Par exemple, du polythène a été appliqué sous le forme d'un fil enroulé en hélice autour de l'âme conduc- trice, l'ensemble étant maintenu dans un tube de polythène, et l'on a également appliqué une âme en polythène, profondément can- hellee, sur le conducteur, produisant un agencement à section en étoile, celui-ci étant aussi maintenu à l'intérieur d'un tube en polythène.
Le but principal de la présente invention est de procurer une méthode de fabrication de câbles isolés, dans laquelle est prévu un diélectrique solide présentant des xxxxx cavités d'air dans la masse, la méthode étant telle que le moulage du diélectri-
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que et la formation des cavités sont réalisés en une seule opéra- tion. Un autre but est de procurer une méthode de fabrication de câbles suivant laquelle la dimension des cavités peut être aisé- ment contrôlée ou modifiée.
Suivant l'invention, la méthode de fabrication de câbles utilise. un procédé d'extrusion normal et est caractérisé par l'envoi à la tête de matrice d'un fluide' (,par exemple de l'aire sous pression et la passage forcé de celui-ci à travers des ori- fices de sortie dans la matière plastique extrudée lorsque celle- ci se forme autour de l'âme ou des âmes-. De cette façon, en sup- posant que l'alimentation en air et celle en câble et en plasti- que sont agencées de façon convenable, l'air forme des espaces ou des cavités dans et le long de la matière plastique.
Ainsi, dans la seule',opération d'extrusion, l'on produit un câble dans lequel le diélectrique est constitué partiellement par de l'air, grâce aux espaces ou cellule's d'air qui se trouvent dans,le diélectri- que. La perte de puissance diminue lorsque la proportion d'air par rapport au diélectrique solide augmente et pratiquement les limites proportionnelles sont déterminées par les considérations physiques impliquées.
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L'appareil utilisé pour la mise en pratique de l'inven- tion suit les grandes lignes de l'appareil usuel pour la fabrica- tion de câbles comprenant des conducteurs recouverts de plastique' et comporte une tête et matrice de molage par extrusion formées pour le passage de l'âme ou des âmes, et disposées de telle façon que le diélectrique pu isolant plastique peut être extrudé à travers la matrice afin de recouvrir l'âme ou les âmes conductri- de telle sorte que des jets d'air peuvent être chassés ces. La.matrice est toutefois munie d'ouvertures ou d'orifices/dam l'enve/opppe lorsqu'elle se forme. De cette façon, des passages semblables à des cellules sont produits le long de l'isolant et l'air forme une partie du diélectrique ou isolant.
Afin d'avoir une pleine compréhension de l'invention, on
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se référera au dessin annexé, qui, représente schématiquement une forme de réalisation préférée d'une tête et matrice d'extrusion et une section typique d'un câble coaxial produit suivant l'inven- tion. Dans les dessins .
La figure 1 est une vue en croupe longitudinale de la tête.
La figure 2 est une vue en perspective de la matrice.,
La figure 3 est une vue en coupe du câble produit suivant l'intention.
D'après la figure 1, la tête est en général de forme usuelle, comprenant un corps creux 10 dans lequel le polythène est introduit de force par un orifice d'entrée 11 au moyen d'une hélice et d'un mécanisme d'alimentation 12. La matrice 13 est placée à l'avant du corps et présente des passages 14 afin de permettre l'extrusion du polythène.
La matrice comprend également une partie centrale ou pointe 15, coaxiale avc un espace ou chambre intérieure 16. La pointe 15 présente un orifice centrale et l'âme C du câble, qui peut être à un ou plusieurs brins, est amenée de l'extrémité ar- rière 16 et traverse ladite chambre et sort par la pointe de la matrice, l'isolant plastique D recouvrant ladite âme et formant une enveloppe pendant l'opération d'extrusion.
L'extrémité pointue est réalisée de telle sorte qu'un certain nombre d'orifices d'échappement d'air sont prévus, placés concentriquement autour de l'orifice de sortie de l'âme. De préfé- rence, on prévoit cinq telles ouvertures également espacées sur un cercle, l'une d'elle, 17, étant représentée à la figure 1.
Une ouverture d'admission d'air 18 est prévue dans la chambre 16, celle-ci étant alimentée par un compresseur convena- ble, par l'intermédiaire d'une soupape et d'une commande limi- teuse, de telle sorte que de l'air sous pression soit amené dans la chambre et soit chassé, à partir des orifices de projection
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d'air 17, dans le diélectrique plastique D. En commandant conve- nablement la pression de l'air et la vites'se d'alimentation de l'âme, le câble formé peut être produit avec un.certain nombre de cellules ou cavités le long et autour de,l'âme. Les cellules d'air peuvent être augmentéesen dimension ou en nombre afin de procurer des caractéristiques différentes, suivant les nécessi- tés.
La figure 3 montre en coupe transversale, l'âme et le diélectrique d'un câble coaxial typique produit suivant l'inven- tion. C est une âme, D le diélectrique et A les cellules d 'air.
L'on verra que le diélectrique est constitué par un certain nom- bre de côtes rayonnant à partir de l'âme enveloppée et par uns partie tubulaire solidaire. Un conducteur extérieur, tel que du métal guipé, est prévu au-dessus du diélectrique, ce conducteur extérieur étant 'recouvert par une enveloppe de protection exté- rieure de la façon usuelle.
Il sera entendu qu'il sera prévu des moyens au point d'entrée de l'âme C dans la chambre 16 afin d'empêcher une perte anormale d'air, bien qu'en pratique la pression requise pour for- mer les cellules ne soit pas élevée.
REVENDICATIONS
1. Méthode de fabrication de câbles électriques ou iso- lés, constitués par un ou plusieurs conducteurs -entourés par une matière isolante ou diélectrique plastique, au moyen d'un procédé d'extrsion utilisant une tête d'extrusion avec'une matrice agen- cée de telle sorte que la manière isolante est extrudée sur le ou les conducteurs afin de les recouvrir, caractériséeen ce qu'on amène à.la tête de matrice du fluide sous pression et qu'on chas- plastique se celui-ci; à travers des orifices d'échappement, dans la matière extrudée, en créant ainsi des espaces ou cavités dans et le long de la matière pstique.
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"Electric cables and - methods and means for making them."
The present invention relates to electric cables, as well as to methods and means of making them, and it relates in particular to electric cables of the type having one or more conductive cores which are found inside. interior of an insulator or dielectric, and also an exterior metallic conductor (usually braided or wrapped wire), such cables having a characteristic impedance, the ohmic value of which depends mainly on the dimensions of the core and on the spacing used, as well as the nature of the dielectric between
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the soul or souls and the outer conductor.
The most common form of such a cable is that in which a single core is arranged in the axis of the cable, these cables being known under the name of "coaxial cables".
It is well known that the loss of power in coaxial cables and similar power cables used for the transmission of radio and other signals at high frequency can be markedly reduced by incorporating air spaces in the cable insulation or dielectric, because the power factor and dielectric constant of dry air are both much lower than that of any solid material.
At low radio frequencies, the attenuation in power cables insulated with a solid material having good electrical characteristics is not excessive with the lengths usually used, but as the frequency increases, the loss does the same, and at high frequencies (50 Mcs / sec and more, for example) signal loss can be serious, especially if the signal strength is low and the cable is a normal length of 50 feet or so.
Coaxial cables have in the past been made with spaces, or air cells across the dielectric, generally polythene. For example, polythene was applied in the form of a wire wound helically around the conductor core, the whole being held in a polythene tube, and a polythene core was also applied, deeply grooved, on the conductor, producing a star section arrangement, this also being held within a polythene tube.
The main object of the present invention is to provide a method of manufacturing insulated cables, in which a solid dielectric having xxxxx air cavities in the mass is provided, the method being such that the molding of the dielectric.
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that and the formation of the cavities are carried out in a single operation. Another object is to provide a method of manufacturing cables in which the size of the cavities can be easily controlled or changed.
According to the invention, the cable manufacturing method uses. a normal extrusion process and is characterized by supplying the die head with a fluid '(e.g. air under pressure and forcing it through outlet ports into the extruded plastic material as it forms around the core or cores. In this way, assuming that the air supply and the cable and plastic supply are suitably arranged, The air forms spaces or cavities in and along the plastic.
Thus, in the single extrusion operation, a cable is produced in which the dielectric is partially constituted by air, by virtue of the air spaces or cells which are found in the dielectric. The power loss decreases as the proportion of air to solid dielectric increases and virtually the proportional limits are determined by the physical considerations involved.
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The apparatus used for the practice of the invention follows the outline of the conventional apparatus for the manufacture of cables comprising plastic-covered conductors and comprises an extrusion knurling head and die formed to. the passage of the core or cores, and arranged such that the dielectric or plastic insulator can be extruded through the die to cover the conductive core or cores so that jets of air can be extruded through the die. chased these. The matrix is, however, provided with openings or orifices / dam envelops / opposes it when it forms. In this way, cell-like passages are produced along the insulation and air forms part of the dielectric or insulation.
In order to have a full understanding of the invention, we
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See the accompanying drawing, which schematically shows a preferred embodiment of an extrusion head and die and a typical cross section of a coaxial cable produced according to the invention. In the drawings.
Figure 1 is a longitudinal croup view of the head.
Figure 2 is a perspective view of the die.,
Figure 3 is a sectional view of the cable produced as intended.
According to Figure 1, the head is generally of the usual shape, comprising a hollow body 10 into which the polythene is forcibly introduced through an inlet port 11 by means of a propeller and a feed mechanism. 12. The die 13 is placed at the front of the body and has passages 14 to allow extrusion of the polythene.
The die also comprises a central part or point 15, coaxial with an interior space or chamber 16. The point 15 has a central orifice and the core C of the cable, which may be of one or more strands, is brought from the end. 16 and passes through said chamber and exits through the tip of the die, the plastic insulation D covering said core and forming an envelope during the extrusion operation.
The pointed end is made such that a number of air exhaust ports are provided, placed concentrically around the outlet of the core. Preferably, five such openings equally spaced in a circle are provided, one of them, 17, being shown in Figure 1.
An air intake opening 18 is provided in the chamber 16, the latter being supplied by a suitable compressor, through a valve and a limiting control, so that the pressurized air is brought into the chamber and is expelled, from the projection orifices
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air 17, in the plastic dielectric D. By properly controlling the air pressure and the feed rate of the core, the formed cable can be produced with a certain number of cells or cavities. along and around, the soul. The air cells can be increased in size or number to provide different characteristics as required.
Figure 3 shows in cross section the core and dielectric of a typical coaxial cable produced according to the invention. C is a core, D the dielectric and A the air cells.
It will be seen that the dielectric consists of a certain number of ribs radiating from the enveloped core and of an integral tubular part. An outer conductor, such as wrapped metal, is provided above the dielectric, this outer conductor being covered by an outer protective jacket in the usual manner.
It will be understood that means will be provided at the point of entry of the core C into the chamber 16 in order to prevent an abnormal loss of air, although in practice the pressure required to form the cells will not. is not high.
CLAIMS
1. Method of manufacturing electric or insulated cables, consisting of one or more conductors surrounded by an insulating or dielectric plastic material, by means of an extrusion process using an extrusion head with an arranged die. cured such that the insulating manner is extruded over the conductor (s) in order to cover them, characterized in that the pressurized fluid is supplied to the die head and is driven out; through exhaust ports, into the extruded material, thereby creating spaces or cavities in and along the plastic material.
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