<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDES ET APPAREILS POUR LA FABRICATION DES CABLES ELECTRIQUES A GAINE
METALLIQUE.
La présente invention concerne les procédés et appareils pour la fabrication des câbles électriques à gaine métallique.
Il y a été fabriqué des câbles électriques à gaine métallique en alliage de plomb, celui-ci recouvrant, après extrudage, le câble au fur et à mesure qu'il passe dans une filière. Ces câbles se sont avérés très satisfâi- sants pour de nombreuses applications, parce que la gaine métallique est ininterrompue et peut donc s'opposer à toute entrée d'humidité dans le câble. Dans certains cas cependant l'emploi de câbles sous alliage de plomb est contreindiqué, surtout lorsque le poids du câble est excessif, et on a proposé diverses autres gaines métalliques pour câbles électriques, en acier inoxydable, en cuivre et en aluminium.
On a constaté en général qu'il n'est pas possible de fabriquer des gaines métalliques en de telles matières, par le procédé de recouvrement du câble par extrudage, à cause des températures exagérées nécessaires pour cette opération. Il a été proposé de glisser une longueur de câble électrique à l'intérieur d'un tube dont l'alésage est légèrement supérieur au diamètre du câble et de passer ensuite le tube contenant le câble dans des filières convenables ou dans une machine à rétreindre, de manière à rédui- re la gaine au diamètre voulu.
Il a aussi été proposé de construire la gaine en ployant une bande métallique autour du câble et en réunissant les lèvres par soudure ou fusion. Une proposition de ce genre suggérait d'empêcher les dégâts faits au câble par la chaleur produite ou par les forces exercées sur le câble pendant la soudure, en intercalant une semelle de soudage à refroidissement entre une gaine surdimensionnée et le câble, de façon à les séparer l'un de l'autre pendant le soudage. On proposait, après soudure, de réduire le diamètre de la gaine sur toute sa longueur afin que celle-ci emprisonne le câble plus ou moins fermement. La présente invention a pour but de procurer un procédé de fabrica-
<Desc/Clms Page number 2>
tion d'un câble électrique à gaine métallique, évitant les difficultés de soudure des bords d'une bande métallique transformée en gaine.
Suivant un aspect de la présente invention, un procédé de fabrication d'un câble électrique à gaine métallique se caractérise en ce qu'on soumet les' bords latéraux d'une bande de matière de recouvrement à une opération mettant à nu le métal propre et, tout en maintenant les bords de la bande écartés du ou des câbles, on transforma la bande en une gaine tubulaire entourant le ou les conducteurs du câble, qui a un diamètre supérieur à celui du ou des conducteurs, de manière à laisser un.vide entre la gaine tubulaire et le ou les conducteurs, on réunit les bords de la bande par une opération de soudure à l'arc avec gaz de protection, tout en maintenant le ou les conducteurs séparés de la gaine dans le voisinage de l'arc de soudure par une semelle ou séparateur inséré dans le vide entre gaine et conducteurs,
et on ré duit le diamètre de la gaine pour la mettre en contact avec le ou les conducteurs, sur au moins une partie de sa surface.
Suivant un autre aspect de la présente invention, un procédé de fabrication d'un câble électrique à gaine métallique se caractérisé en ce qu'on soumet les bords latéraux d'une bande de matière de recouvrement à une opération mettant à nu le métal propre et, tout en maintenant les bords de la bande écartés du ou des conducteurs, on transforme la bande en une gaine tubulaire entourant le ou les conducteurs du câble, qui a un diamètre supérieur à celui du ou des conducteurs de manière à laisser un vide entre la gaine tubulaire et le ou les conducteurs, on réunit les bords de la bande par une opération de soudure à l'arc sous la protection d'un gaz comme l'argon ou l'hélium,
tout en maintenant le ou les conducteurs séparés de la gaine dans le voisinage de l'arc de soudage par une semelle ou séparateur insérée dans le vide entre la gaine et le ou les conducteurs, et on forme dans la gaine des ondulations hélicoïdales ou annulaires de manière à la mettre en contact avec le ou les conducteurs, sur au moins une partie de chaque ondulationo
La gaine tubulaire est obtenue, de préférence, en repliant les bords latéraux d'une bande métallique plate en une gouttière dans laquelle on dépose le ou les conducteurs du câble, puis on continue le repliage de manière à enfermer le ou les conducteurs en appliquant les bords l'un contre l'au-¯ tre, ces bords s'étendant sur toute la longueur du câble de façon à devoir faire une soudure rectiligne le long de tout le câble.
L'opération de soudure consistera avantageusement à faire passer le câble sous un porte-électrode de soudure fixe, de manière à obtenir une soudure ininterrompue sur toute la longueur du câbleo
Une particularité de l'invention est de souder au moyen de deux électrodes non consumables, par exemple en tungstène ou en un alliage métallique contenant principalement du tungstène, et d'alimenter celles-ci avec du courant alternatif biphasé, les deux électrodes étant placées, l'une près de l'autre, sous la protection d'un courant d'argon ou d'un autre gaz ou mélange de gaz convenableso Les électrodes peuvent être disposées soit en tandem dans le sens longitudinal de la soudure, soit transversalement, soit de toute autre manière voulue.
La semelle séparant le ou les conducteurs de la gaine dans le voisinage de l'arc de soudure empêche la contamination des surfaces métalliques de la gaine à souder, évite tout contact avec le bourrelet de soudure avant qu'il soit solidifié et protège le ou les conducteurs du câble pendant le soudage contre la température élevée de l'arc de soudure ou du métal au voisinage immédiat de l'arc
Une forme d'exécution de la présente invention pour la fabrication de grandes longueurs de câble électrique sera décrite maintenant, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels s
La figure 1 est une vue en plan de l'appareilo
La figure 2 est une vue de profil de l'appareil, et
La figure 3 est une vue partielle, en perspective,
de l'extrémité de sortie de l'appareil montrant une partie du dispositif d'ondulationo
<Desc/Clms Page number 3>
Une âme de câble électrique 10 est enroulée sur un tambour 11 placé à l'entrée de l'appareil et est destinée à être garnie d'une gaine d'a- luminium en se déplaçant de la droite vers la gauche de l'appareil, comme re- présenté sur les figures 1 et 2 des dessins annexés. La gaine d'aluminium du câble est faite d'une bande d'aluminium 12 quittant un rouleau monté entre des flasques 13 qui peuvent tourner librement quand la bande d'aluminium 12 se dé- roule. La bande 12 est tendue par des rouleaux 14 et des rouleaux de guidage
15, puis coupée à largeur par des galets de découpage 16 qui enlèvent de la' matière des deux bords de la bande.
Les bords découpés, comme indiqué en 17,' sont récupérés dans des coffres 18, après sectionnement pour la facilitée La face inférieure des bords latéraux et les parties avoisinantes de la bande sont nettoyées par des brosses métalliques 19 entraînées mécaniquement, de manière à les débarrasser de la pellicule d'oxyde et d'autres impuretés dans la région à soudero Le découpage et le grattage des bords servent à mettre à nu du métal propre. La bande plate est ensuite repliée en chéneau par une sé- rie de roulettes de conformation comprenant cinq groupes de galets 20 et 21,
22 et 23, 24 et 25, 26 et 27,28 et 29. Les galets de conformation transfor- ment la bande en chéneau en donnant d'abord aux côtés de la bande le rayon de courbure final voulu, la partie centrale restant plate.
Les dessins mon- trent clairement que la conformation est due aux galets 20,22, 24, 26 et 28 tournant autour d'axes verticaux, tandis que les bords de la bande sont main- tenus par les galets 21, 23, 25,27 et 29 tournant autour d'axes horizontaux, de manière à empêcher la bande de remonter plus d'un côté que de l'autre, afin que, lorsque les bords de la bande sont réunis, ils s'adaptent bien l'un à l'autre. Il faut évidemment maintenir les galets bien propres et surtout les galets 21, 23, 25,27 et 29 qui touchent les bords de la bande. On remarquera que le câble 10 passe sous les galets 21, 23, 25,27 et 29, venant d'un galet support 30. Après cela, le câble 10 est déposé dans le centre de la bande transformée en gouttière, puis se trouve à l'intérieur d'un tube fendu emprisonnant le câble.
Si on le désire, au lieu de faire.toutes les opérations de conformation autour du câble 10, les premières de ces opérations peuvent se faire avant l'addition du câble. Par exemple, le câble 10 peut pénétrer dans la gouttière entre les galets de conformation 22, 23 et les galets de conformation 24, 25.
Afin que les bords de la bande ne soient pas souillés à l'endroit de la soudure, il faut empêcher le câble 10, qui peut être recouvert d'une matière isolante comme, par exemple, du papier huilé, de toucher les bords de la bande. A cet effet, une semelle avec support 31 est insérée entre le câble 10 et la partie supérieure de la bande conformée, immédiatement avant que celle-ci prennent la forme d'un tube complet fendu. La bande est surdimensionnée pour permettre l'introduction de la semelle. Celle-ci protège les bords de la bande, sur une certaine distance, de part et d'autre du point où les bords se rejoignent quand la gaine est prise entre les galets 32. La soudure se fait au moyen d'un porte-électrode de soudure à l'arc à protection d'argon 33 placé un peu au-delà des roulettes 32.
La semelle insérée entre la gaine et le câble sert non seulement à empêcher la contamination des bords de la bande à l'endroit de la soudure, mais aussi à protéger le ou les conducteurs contre la chaleur de la soudure. Si on le désire, la semelle peut être creuse et refroidie à l'air ou, de préférence, à l'argon, si l'argon est utilisé pour la protection de la soudure. L'air ou le gaz peut s'échapper de la semelle dans l'espace séparant la gaine des conducteurs de manière à empêcher que les liquides ou les gaz libérés par le conducteur et l'isolement n'atteignent la région de soudure. De préférence, le bord supérieur de la semelle comporte une rainure qui s'adapte au bourrelet de soudure qui se forme à l'intérieur de la gaine soudée, La semelle empêche aussi le métal chaud qui vient d'être soudé, de toucher le ou les conducteurs.
La gaine peut être refroidie par eau ou gaz, après avoir passé entre une autre paire de galets 34 qui empêchent les lèvres fraichement soudées de la gaine de s'écarter l'une de l'autre.
Le soudage de la bande transformée en un tube fendu enfermant le ou les conducteurs est réalisé, de préférence, par soudure à l'arc électrique, l'arc étant maintenu entre une électrode non consumable, en un métal
<Desc/Clms Page number 4>
comme le tungstène, et la pièce, et l'arc ainsi que les parties voisines de la pièce étant protégés par une atmosphère d'un gaz monoatomique, comme l'argon ou l'hélium, par exemple.
Quoique la soudure puisse se faire au moyen d'une seule électrode alimentée en courant alternatif qui maintient un arc de soudure entre elle et la pièce, une particularité de l'invention consiste à utiliser du courant de soudure biphasé qui peut être obtenu, si on le désire, d'un transformateur spécialement monté comme un transformateur connecté en Scott, de manière à présenter une charge triphasée équilibrée au réseau de courant alternatifo Quand on utilise du courant biphasé, deux phases sont connectées à deux électrodes non consumables montées l'une près de l'autre sous un capot de manière à pouvoir être entourées d'une atmosphère d'argon ou d'hélium,
les arcs de soudure s'établissant entre les deux électrodes et la pièce connectée à la ligne de retour commune du réseau biphaséo
La vitesse de défilement du câble devant le poste de soudure fixe 33 peut être réglée, par exemple, en réglant la vitesse de rotation des galets de conformation ou les dévidoirso La vitesse de soudage pour un courant donné peut être variée de manière à obtenir une profondeur voulue de pénétration de la soudure, en se basant sur l'inspection d'une soudure terminéeo
Le diamètre intérieur de la gaine, après soudure, est un peu supérieur au diamètre extérieur du conducteur, cette différence étant nécessaire pour pouvoir introduire la semelle entre le conducteur et la gaine dans la région de soudure.
Acres que le métal fondu s'est suffisamment refroidi, le diamètre de la gaine est réduit de manière à mettre celle-ci en contact avec le conducteur au moins sur une partie de sa surface, par exemple en imprimant des ondulations hélicofdales ou annulaires. L'appareil représenté aux dessins annexés imprime, dans la gaine, des ondulations hélicoïdales, de manière à amener l'intérieur de la gaine en contact avec le conducteur. Quand l'ensemble de conducteurs est disposé de façon à avoir une section transversale circulaire, la gaine peut être comprimée par les ondulations de manière à venir en contact avec les conducteurs sur pratiquement tout le pourtour de l'ondulation.
La profondeur des ondulations peut, si on le désire, varier pour tenir compte de petites variations du diamètre du groupe de conducteurs par rapport au diamètre de la gaine, avant ondulation. Dans l'appareil représenté aux dessins annexés, la gaine passe par un groupe de trois roulettes de torsion 35 et dans un outillage d'ondulation monté dans un boîtier 36. Après celui-ci, le câble ondulé passe par deux autres groupes de roulettes de torsion 37 et 38, et peut ensuite être enroulé sur un tambour de câble 39.
L'outillage d'ondulation est représenté à la figure 3 des dessins annexés. L'outillage comprend une face dressée 40 avec une ouverture centrale dans laquelle le câble passe. La face ou plaque 40 comporte quatre encoches radiales 41 dans lesquelles sont montés des supports 42 portant des axes 43 sur lesquels tournent une roulette de repoussage 44 et trois roulettes d'appui 45. La plaque 40 est entraînée à une vitesse convenable correspondant à la vitesse de déplacement de la gaine du cable, de manière à donner aux ondulations le pas voulu.
Les ondulations, en outre qu'elles permettent d'amener des parties de la gaine en contact étroit avec les conducteurs, augmentent la flexibilité du câble et sa résistance aux pliages répétés en sens opposés. A cet effet, les ondulations peuvent être assez profondes pour que le câble puisse être soumis à l'essai de pliage prescrit sans aplatir complètement les ondulations à l'extérieur de la courbure. La gaine ondulée résiste aussi à de considérables pressions internes ou extérieures, ce qui permet de se passer d'une armature pour les utilisations normales.
Au lieu de mettre la gaine soudée en contact avec le ou les conducteurs en imprimant des ondulations, on peut réduire le diamètre extérieur de la gaine de manière à comprimer celle-ci en contact avec le ou les conducteurs sur pratiquement toute sa surface. Cette réduction du diamètre extérieur peut se faire en utilisant trois ou de préférence quatre galets planétaires associés, ou davantage, tournant autour du câble, le pas des ga-
<Desc/Clms Page number 5>
lets étant inférieur à celui des ondulations, de manière que la gaine ait son diamètre réduit sur toute sa surfaceo Les galets peuvent être montés dans un dispositif semblable à celui de la figure 3 des dessins annexés,
le diamètre de la gorge entre galets étant réglé de façon à amener la gaine en contact avec le ou les conducteurso Chaque galet peut avoir une partie frontale co- nique se terminant par une partie cyUndriqueo Il a été constaté que le ré- glage des galets peut, quand on a la forme et le pas de galets et la poussée axiale voulus, amener, pour des dimensions données de gaine et de câble, à ce que la longueur de la gaine reste en substance invariable pendant la ré- duction du diamètre et la mise en contact avec les conducteurs, de manière à éviter des mouvements relatifs de la gaine et des conducteurs qui pourraient endommager l'isolant pendant cette opération.