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PERFECTIONNEMENTS AUX CABLES POUR LA
TRANSMISSION D' ONDES ELECTRIQUES AINSI QU'A LEUR MODE DE FABRICATION
L'invention se rapporte à des câbles pour la transmission d'ondes éleotriques, ainsi qu'à une méthode et à des appareils pour la fabrication de ces câbles.
Jusqu'ici on a, en pratique, dans certains cas, formé un câ- ble de transmission en toronnant entre elles des paires de conduc- teurs isolés au papier, en assemblant les paires de conducteurs en un groupe, et finalement en refoulant une enveloppe extérieure de plomb
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ou d'alliage en plomb sur les conducteurs isolés. Un but de l'inven- tion est de réaliser un câble plus léger et plus flexible.
On a trouvé que si, à la place de l'enveloppe en plomb men- tionnée ci-dessus, une mince enveloppe métallique de cuivre, de zinc ou d'un métal semblable est appliquée, sous forme de ruban, directe- ment sur un groupe de conducteurs assemblés, les bords bout à bout du ruban étant disposés d'une manière telle qu'ils réalisent un joint imperméable à l'humidité, le ruban peut présenter une tendance à se déchirer et à se crevasser si le oâble assemblé est soumis à une flexion dépassant certaines limites. On a donc cherché dans la présente invention à réaliser une enveloppe flexible de poids faible qui soit pratiquement à l'abri des déchirures accidentelles.
Dans ce but, un câble, construit conformément au procédé dé- crit ici, comprend une partie de conducteurs isolés intérieurs enve- loppés par un recouvrement métallique flexible ondulé tranversalement De préférenoe, l'enveloppe est appliquée sur la partie des conduc- teurs isolés dans la forme d'un ruban métallique mince ondulé trans- versalement et arrangé pour s'étendre longitudinalement par rapport aux conducteurs, les bords du ruban étant fixés entre eux parallèle- ment à l'axe du câble de manière à constituer une enveloppe imper- méable à l'eau.
L'invention envisage aussi une méthode pour fabriquer un câ- ble pourvu d'une enveloppe métallique ondulée, telle que mentionnée ci-dessus, cette méthode consistant à onduler transversalement un ru- ban métallique continu mince, à placer le ruban autour du noyau du câble d'une manière telle que les ondulations s'étendent transversa- lement par rapport au dit noyau aveo les bords du ruban s'étendant longitudinalement par rapport à celui-ci, et à fixer les bords du ruban ensemble de manière à obtenir une enveloppe continue. Le ruban peut être ondulé immédiatement avant l'application au oâble en le faisant passer entre des rouleaux, mais ce ruban peut recevoir sa forme ondulée dans une opération précédente.
Par exemple, une
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méthode de fabrioation d'un câble tel qu'envisagé ci-dessus peut comprendre les opérations de pliage cïes bords d'un ruban métallique déjà ondulé transversalement, simultanément dans le sens transversal et longitudinal, l'enlèvement de la oourbure longitudinale du ruban, et l'enroulement du ruban ainsi préparé en un tube autour du noyau du câbla.
Suivant un autre fait caractéristique de l'invention, on a prévu un appareil pour fabriquer un câble à conducteurs électriques ayant une enveloppe métallique ondulée transversalement, et compre- nant: un moyen fournissant la partie centrale du câble; un moyen pour appliquer un ruban métallique ondulé transversalement sur cette partie centrale du câble et pour enrouler le ruban autour de la dite partie d'une manière telle que ses bords s'étendent longitudinalement par rapport au câble; et un moyen pour fixer les bords du ruban entre eux de manière à constituer une enveloppe continue imperméable à l'eau.
L'invention sera mieux oomprise en se référant aux dessins ci-joints, lesquels représentent :
Figura 1 : une vue en élévation et en partie sectionnée d'une forme de réalisation d'un appareil pour former un câble électrique tel que montré figures 4 et 5, et au moyen duquel la méthode mention -née peut être appliquée ;
Figure 2 : une vue en plan d'une forme de réalisation du ru- ban déformé ayant des ondulations transversales, ce ruban étant re- présenté tel qu'il se trouve avant son application sur les paires de conducteurs isolés;
Figure 3 : une vue d'extrémité, à une éohelle agrandie, des rouleaux ondulateurs montrés figure 1 pour produire les ondulations du ruban;
Figure 4 : une vue transversale d'un câble faite suivant la ligne 4-4 de la figure 5;
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Figure 5 :
une vue en plan en partie sectionnée d'une forme de réalisation d'un oâble construit conformément à l'invention;
Figure 6 : une vue schématique en élévation d'un appareil modifié pour former un câble conforme à l'invention; Figure 7 : section faite à travers la ligne 2-2 de la figure 6, cette section étant représentée à une échelle agrandie ;
Figure 8 : une section faite suivant la ligne 3-3 de la ligne 6 à une échelle agrandie ;
Figure 9 : une section faite suivant la ligne 4-4 de la figure 6 à une échelle agrandie;
Figure 10 : une section faite suivant la ligne 5-5 de la figure 6 à une échelle agrandie;
Figure 11 : une section faite suivant la ligne 6-6 de la figure 6 suivant une échelle agrandie;
Figure 12 : une section faite suivant la ligne 7-7 de la figure 6 suivant une échelle agrandie;
Figure 13 :
une section faite suivant la ligne 8-8 de la figure 6 suivant une échelle agrandie.
Considérant les dessins, et plus particulièrement les figures 4 et 5, on, peut voir qu'une série de conducteurs 10, de préférence en cuivre et ayant une basse résistance, isolés avec du papier, du textile, ou autre matière convenable, et de préférence toronnés en- tre eux par paires, sont torsadés d'une manière lâche sous forme de couche de manière à constituer un groupe ou faisceau 12. Ce groupe @ 12 peut être constitué d'une manière convenable quelconque, mais de préférence dans la forme usuelle bien connue d'un toron qui est as- socié avec un recouvrement à ruban dans lequel l'enveloppe de papier 13 peut être appliquée en spirale pour retenir le groupe comprenant les conducteurs dans un diamètre déterminé.
Une bobine débitrice 14 (figure 1) contient une certaine quantité du groupe de conducteurs 15 recouverts de papier,cette bobi -ne étant montée sur des supports convenables 16. Une autre bobine
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débitrice 17, pourvue d'une cettaine quantité de ruban métallique 18, tel qu'un ruban en laiton, en cuivre ou en zinc, est de préféren- ce montée sur des supports 19. Une paire de roule aux ondulateurs 22 et 23 sont fixés sur les supports 16, dont une partie est montrée en section sur la figure 1. Ces rouleaux 22 et 23 produisent un ruban métallique ondulé 24 dont les ondulations de préférence s'étendent sur la largeur entière du ruban et sont à angle droit avec l'axe de celui-ci, ainsi qu'il est montré figure 2, de manière à constituer des ondulations s'étendant transversalement.
Quand les bords du ru- ban 24 doivent être pliés et soudés après que le ruban a été placé autour du groupe de conducteurs 15, ces bords sont de préférence re- couverts de soudure, ainsi qu'il est montré en 20 et 21 sur la figure 2. Le reoouvrement de soudure est de préférenoe appliqué aux bords avant que le ruban ne soit soumis à l'action des rouleaux ondulateurs
Les rouleaux 22 et 23 (figures 1 et 3) sont de préférence construits de manière qu'ils forment des ondulations au moyen d'une simple opération de pliage et sans soumettre le ruban métallique 18 à un allongement,de telle sorte que ces rouleaux forment des ondula- tions ayant approximativement l'allure d'une onde sinusoidale.
Dans une forme de réalisation particulière, les dimensions suivantes des rouleaux ont été trouvées satisfaisantes pour produire des ondulati- ons, ayant les caractéristiques précédentes, sur un ruban d'épaisseur d'environ 0,13 millimètre : diamètre extérieur 25,5 millimètres; nombre de dents : 30, avec une largeur de 0,8 millimètre, une épais- seur de 1,3 millimètre, et un rayon aux extrémités de 0,4 millimètre, la distance entre les centres des dents adjacentes étant de 2,5 mil- limètres à une distanoe de 12,2 miliemètre du centre des rouleaux.
Des rouleaux ayant ces dimensions produisent un ruban ondulé ayant environ 2,5 millimètres entre les ondulations s'étendant dans la même direction, et environ 1,3 millimètre entre les ondulations supérieure et inférieure, quand les dents d'un rouleau sont maintenus centrées dans les espaces entre les dents de l'autre rouleau. @
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Un rouleau 25, présentant une rainure périphérique semi-cylir -drique, et un sabot 26 sont prévus de manière que le groupe de con- ducteurs 15 est pressé contre la partie centrale du ruban ondulé 24 de façon à constituer ou à courber la partie centrale du ruban.
Un rouleau 27,ayant une rainure périphérique semi-oylindrique, et un rouleau guide 28 sont prévus pour constituer ou courber un des côtés du ruban 24 autour du groupe 15, tandis qu'un autre rouleau semblable 29 et un guide correspondant 30 sont prévus pour former ou courber l'autre côté du ruban 24 autour du groupe de conducteurs 15. Un dis- positif convenable 31 est prévu, qui réunit les bords du ruban 24 de manière à constituer un joint imperméable à l'humidité entre les bords du ruban. Si les bords du ruban doivent se reoouvrir, et donc de préférence étaient enduits d'une couche de soudure, ce dispositif peut avoir la forme d'un tube 32 chauffé de manière à faire fondre la soudure et à relier les bords du ruban entre eux de manière à constituer un joint imperméable.
Evidemment, si les bords du ruban 24 doivent être réunis bout à bout par soudure ou brasage, le tube 31 peut être remplacé par un appareil convenable qui maintient les bords du ruban l'un contre l'autre, et permet la soudure ou le brasa- ge de ceux-ci de manière à constituer le joint imperméable. Une bobi -ne réceptrice 33 reçoit à l'extrémité de la machine le groupe de cor -ducteurs recouverts du ruban ondulé. Cette bobine 33 et les rouleau? 22 et 23 peuvent être actionnés au moyen d'un dispositif mécanique convenable, mû par une source d'énergie telle qu'un moteur 34.
Le fonctionnement de la machine telle que montrée figure 1 est le suivant : comme le moteur 34 fait tourner la bobine 33, le groupe de conducteurs recouverts de papier 15 est déroulé de la bobi -ne 14. La rotation des rouleaux ondulateurs 22 et 23 provoque le ruban métallique 18 de quitter le rouleau 17 et de passer à travers 22 et 23 dé manière à constituer un rouleau, ondulé 24 qui passe entre le rouleau 25 et le sabot 26. Le groupe de conducteurs 15 isolés au papier est attiré entre le rouleau 25 et le sabot 26 au-dessus de la
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partie centrale du ruban 24. Comme le rouleau 25 est courbé,le grou -pe de conducteurs 15 est poussé contre le ruban 24 et forme la par- tie centrale de ce ruban.
Quand le ruban 24 et le groupe de conduc- teurs 15 passent entre le rouleau 27 et son guide correspondant 28, un côté du ruban ondulé 24 est appliqué sr le groupe de conducteurs, et quand l'ensemble passe à travers le rouleau 29 et son guide cor- respondant 30, l'autre côté du ruban ondulé est appliqué sur lescon- ducteurs.Quand le groupe de conducteurs avec le ruban métallique ap- pliqué entièrement autour de lui, passe à travers le dispositif 31, les bords du ruban sont réunis de manière à constituer un câble qui est imperméable à l'humidité et qui est protégé des interférences inductives extérieures.
Dans l'enveloppe ainsi formée, les ondulati- ons constituent des anneaux complets autour du groupe de conducteurs ainsi qu'on peut le voir clairement sur la figure 5, chaque ondulati- on étant indépendante des autres. Dès lors, si l'enveloppe ondulée est endommagée par une force extérieure, l'humidité qui peut entrer dans la partie endommagée de l'enveloppe est arrêtée par la première ondulation non endommagée au lieu de pouvoir s'étendre le long des conducteurs, comme cela serait le cas si les ondulations formaient une spirale continue. Les détériorations par accident seraient ain- si limitées au voisinage immédiat du lieu ou ces détériorations se sont produites.
Dans certains cas il est préférable d'appliquer un recouvre- ment non métallique sur le ruban ondulé. Un recouvrement protecteur convenable 35 (figures 4 et 5), tel qu'un recouvrement en caoutchouc du,en gutta-percha, ou autre, peut être appliqué en faisant passer le câble à travers une machine à refoulement d'un type convenable quelconque bien oonnu,et qui applique le revêtement en une ou plu- sieurs couches autour de la longueur entière du câble. Le recouvre- ment protecteur peut être aussi formé d'une matière textile imprégnée d'un composé préservateur, telle que de la toile plongée dans l'as- phalte et enroulée autour du câble. Une couche de papier 36 est
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finalement enroulée en forme de spirale sur la matière textile im- prégnée.
La matière textile peut être imprégnée avant ou après son application au câble et le oomposé préservateur peut être de l'as- phalte ou toute autre substance analogue, capable de résister à une décomposition chimique tout en offrant un renforcement mécanique du câble.
Considérant maintenant la machine montrée sur les figures 6 à 12, un ruban métallique relativement mince 18, de largeur plate, et offrant des ondulations transversales, est amené de la bobine dé- bitrice 17 par un moyen quelconque pour être appliqué longitudinale- ment autour d'un corps cylindrique 15 provenant d'un rouleau non mon -tré. Le ruban 18 passe de la bobine débitrice 17 sur un guide cour- bé 37, puis à travers un guide 38 qui peut être simplement constitué d'un bloc fixe ayant une rainure légèrement plus large que la sec- tion transversale du ruban ondulé. Le but de ce guide 38 est d'em- pêcher un déplacement latéral du ruban juste au-delà du guide. Au- dessus du guide 38 se trouve un rouleau 39 sur lequel passe le royau 15, et qui empêche celui-ci d'être appliqué sur le ruban 18, préma- turément.
Du guide 38,le ruban 18 passe sur un rouleau oourbeur 40, puis entre deux paires de rouleaux de périphérie courbe 41-42 et 43-44. Les rouleaux supérieurs 41 et 43 ont leur périphérie convexe tandis que les rouleaux 42 et 44 ont des périphéries concaves,ainsi qu'il est montré figure 8. Les rouleaux de chaque paire sont espa- cés d'une distance correspondant à la hauteur des ondulations du ru- ban. Le rouleau 40 est placé vis-à-vis des rouleaux 41 et 43 avec sa partie supérieure al-dessus des parties inférieures de ces rouleaux et espacés de ceux-ci d'environ la hauteur des ondulations du ruban.
Aucun de ces cinq rouleaux n'est ondulé.
Comme le ruban passe sur le rouleau 40 et sous les rouleaux 41 et 43, il est plié ou courbé longitudinalement, ainsi qu'on peut le voir surla figure 6 en A, étant forcé de suivre les courbes cir--
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-conférentielles des rouleaux 41 et 43 sur un arc considérable de celui-ci et qui peut être d'environ quarante-cinq degrés, ainsi qu' il est montré, avant de passer entre les paires 41-42 et 43-44. Le ruban est mai'ntenu dans cette oourbure longitudinale tandis que les paires 41-42 et 43-44 foroent ces bords de prendre une courbure franc -versale suivant la partie convexe des dits rouleaux 41 et 43.
On doit comprendre que l'expression "courbure longitudinale" se rapporte à une formation sinusoidale adoptée par le ruban comme il passe sur le rouleau 40 et sous le rouleau 41, o.à.d. que l'expres- sion se rapporte au ruban quand il est regardé en élévation. D'autre part, l'expression "courbure transversale" se rapporte au pliage des bords du ruban pour donner à celui-ci une forme en IL Ces expressi- ons deviennent plus faoilement compréhensibles si le ruban est consi- déré en section, car dans ce cas la courbure apparaît comme une courbure transversala ou parallèle aux ondulations .
Le ruban offre une flexibilité longitudinale pour les courbu- res se produisant parallèlement aux ondulations, mais résiste aux courbures transversales, et ne se plie pas facilement à angle droit par rapport aux ondulations. La oourbure longitudinale imposée par les rouleaux 40, 41 et 43 est immédiatement annulée et abandonnée aussitôt que le ruban est amené en-dehors des paires de rouleaux 41, 42, et 43,44. La courbure transversale, qui est le pliage des bords imposé par l'action combinée des cinq rouleaux 40 à 44 sur les bords du ruban, perdure cependant et ces rouleaux sont de dimensions telles que le ruban les quitte aveo ses bords courbés d'une manière permanente sur un rayon égal ou légèrement moindre que le rayon du noyau 15, ainsi qu'il est montré figure 9.
Les rouleaux 40 à 44 sont tous seulement actionnés par le ru- ban quand celui-ci est attiré à travers eux. Les rouleaux 42 et 44 peuvent être montés rigidement sur un arbre rotatif commun 45 de ma- nière à les maintenir en relation l'un avec l'autre, mais les rou- leaux 41 et 43 sont de préférence indépendants, avec un espacement
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suffisant entre eux pour laisser passer le noyau 15.
Si le rouleau 40 était omis, et que le ruban passerait à plat entre les rouleaux 41-42 et 43-44, ceux-ci tendraient à aplatir les ondulations transversales du ruban aux bords courbés, cela allon- gerait les bords relativement à la partie centrale non courbée et le ruban s'entortillerait ou se torderait, et deviendrait d'un con- tr8le diffioile. Cependant, à cause de la double courbure imposée aux bords du ruban, tandis qu'il est incurvé par l'action du rouleau 40, les ondulationsseront amassées entre elles pendant qu'il est courbé, et si les dimensions et les relations des cinq rouleaux sont convenablement ohoisies, le ruban à bords pliés émerge de cet ensem- ble de rouleaux sans qu'une déformation quelconque, excepté le cour- bage des bords et peut être un léger allongement tranversal uniforme, ait lieu.
Dès lors, ce ruban n'a pratiquement aucune tendanoe à se gondoler ou à s'enrouler
Cette action d'appliquer une courbure double pour plier les bords du ruban au moyen des cinq rouleaux 40 à 44, constitue un fait important de la forme de réalisation montrée de l'invention.
Un peu au-delà des rouleaux pliant les bords du ruban mention -nés ci-dessus, l'ensemble entre dans un guide tubulaire 46 convena- blement supporté par les organes 47 et 56. L'organe 47 offre une rainure en-dessous de l'embouchure du guide 46 pour laisser passer le ruban qui se meut en contact avec le côté inférieur et extérieur du guide, ainsi- qu'il est indiqué figure 9, et qui est supporté par des poulies à gorge 48, 49, 50 et 51,lesquels en ooaotion aveo le guide 46 commencent le procédé de recouvrement du ruban 18 comme une enve- loppe sur le noyau. Chacune des poulies à gorge 48 à 51 est de forme concave et a une oourbure légèrement plus accentuée que la poulie précédente.
La poulie 50 est associée avec une paire de guides 52 et 53 qui tournent sur les bords du ruban 18 en forme de U et qui empêchent celui-ci d'être tordu ou déplaoé latéralement.
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Au moment o# le ruban quitte la poulie 51, il a été formé pour autant qu'un rouleau coopérant avec le guide 46 peut être effec- tif, puis est amené de nouveau en contact avec le guide 46 entre une paire de poulies 54 et 55, figure 11. La poulie inférieure 55 est concave de manière à maintenir la partie médiane du ruban 18 ferme- ment contre le côté inférieur convexe du guide tandis que la poulie supérieure 54 est concave de manière à amener les deux bords du ru- ban sur la partie supérieure convexe du guide, Pour permettre cette ' action, la poulie 54 est formée,ainsi qu'il est montré figure 4, pour venir se loger dans la poulie 55.
Comme la circonférence extérieure du guide 46 est plus grande que celle du noyau du conducteur, le ruban, bien qu'étant maintenant tubulaire, n'est pas encore complètement formé, et un entrefer est prévu enta les extrémités adjacentes des bords de ce ruban. A cause de la courbure des bords, produite par les rouleaux 41, 42 , et 43,44, les extrémités du ruban se font maintenant face l'une à l'autre et sont prêtes à être amenées l'une contre l'autre, ou à se recouvrir si on le préfère.
Le guide 46 se termine au dispositif 56, et quand l'ensemble de conducteurs 15 et le ruban 18 quittent ce guide 46, ils se rencon- trent pour la première fois dans l'organe 56. Celui-ci est un élé- ment fixe consistant principalement en une enveloppe métallique ri- gide ayant la forme d'un cône en spirale, ainsi qu'il est indiqué sur les figures 6 et 12.
Comme le ruban contenant l'ensemble de conducteurs passe à. travers l'organe 56, il est pressé, en vertu de son élasticité inhé- rente, doucement contre ces conducteurs, et se conforme à la surface intérieure du cône en spirale. Ainsi, un des bords du ruban (dans le cas envisagé le bord de droite) est guidé pour s'étendre radialement sur l'autre bord puisque le o8ne force le ruban tubulaire vers un di- amètre plus petit. On doit prendre soin, en plaçant le ruban 18 et l'ensemble de conducteurs 15 dans la maohine de s'assurer que les
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bords ondulés du ruban soient oonvenablement établis de manière que ce ruban se ferme sur lui-même dans l'organe 56. Une fois que cette condition est bien établie, elle sera maintenue pendant une longueur continue du ruban.
Le noyau de conducteurs enveloppés dans le ruban fermé passe ensuite à travers une paire de poulies 57 et 58, ou l'enveloppe est ramenée à sa dimension finale extérieure. Le procédé est ainsi ache- vé, du moins en ce qui concerne la présent convention. Ordinal rament, les bords du ruban se reoouvrant ou simplement rejoints l'un à l'au- tre, sont scellés ou fixés d'une manière quelconque au moyen d'un dis -positif de soudage convenable, tel que celui indiqué sur la figure 6 du dessin. Le produit fini passe alors à une vitesse appropriée quelconque sur un dispositif récepteur non montré sur la figure 6, mais indiqué en 33 sur la figure 1.
On doit noter qu'il est important dans cette forme de réali- sation de l'invention de ne permettre le oontact entre l'ensemble de conducteurs et le ruban que le plus tard possible, c.à.d. dans l'or- gane 56 car les différentes opérations subies par le ruban, bien qu' elles soient effectuées délicatement, tendent à aplatir légèrement les ondulations et à accroître ainsi la longueur totale du ruban un peu après chaque opération. Dès lors, quoique le ruban et l'ensemble des conducteurs passent à travers l'organe 56, ensemble et à la même vitesse, jusqu'à ce point le ruban retarde légèrement par rapport à l'ensemble de conducteurs.
On doit aussi noter que dans certains oas il peut être possi- ble de courber à l'avance seulement un bord du ruban, par exemple de manière à avoir le bord inférieur pressé légèrement contre le bord supérieur après que l'ensemble a quitté l'organe 47. Dans ce cas une paire des rouleaux 41-42 ou 43-44 seront cylindriques au lieu d'être convexes ou concaves.
Les méthodes décrites précédemment pour la formation d'un oâ- ble électrique permettent d'obtenir un oâble qui, quand il est soumis
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à des efforts de flexion, permettra un déplacement uniforme de l'enve- loppe 24, et le oâble fini peut résister à beauooup d'effort de fle- xion et peut être plié à un degré plus grand sans qu'il se produise dans l'enveloppe imperméable 24 de déchirure ou de craquelure. Le fait que l'enveloppe ondulée, complètement formée, touche le noyau de conducteurs 12-13 uniformément cylindrique seulement au sommet in- térieur des ondulations, ainsi qu'on peut le voir olairement sur la figure 5, est une raison qui justifie la flexibilité plus grande qu' offre le câble ainsi formé comparativement avec les câbles construits précédemment.
REVENDICATIONS.
1 - Câble électrique comprenant un conducteur isolé intérieur entouré par une enveloppe métallique flexible pourvue d'ondulations transversales.