FR2476372A1 - Procede et installation pour fabriquer des fils conducteurs electriques isoles avec du vernis durcissable par rayonnement ultraviolet, notamment des fils forts profiles - Google Patents

Abstract

A.INSTALLATION COMPRENANT DES BAINS DE VERNIS SEPARES 14 TRAVERSES PAR LE FIL, UN DISPOSITIF DE RACLAGE 12, UNE CHAMBRE DE DURCISSEMENT 16. B.CARACTERISEE EN CE QUE, A CHACUN DES BAINS SEPARES 14 EST ASSOCIE UN DISPOSITIF DE RACLAGE 12, LA CHAMBRE DE DURCISSEMENT 16 COMPORTANT DES EMETTEURS DE RAYONS ULTRAVIOLETS ET DES REFLECTEURS CONCAVES, D'AUTRES REFLECTEURS PLANS ETANT DISPOSES A INTERVALLES ENTRE LES TRAINS DE FILS, UN COURANT DE GAZ DE REFROIDISSEMENT TRAVERSANT LA CHAMBRE. C.PROCEDE APPLICABLE A LA FABRICATION DE FILS.

Description

L'invention concerne un procédé pour fabriquer des fils conducteurs électriques isolés avec du vernis durcissable par rayonnement ultraviolet; notamment des fils forts profilés, en appliquant de façon continue, sur le fil recuit et éventuellement pré-traité, du vernis isolant durcissable au rayonnement, on calibre l'épaisseur de la couche de vernis par raclage de vernis superflu, on durcit ensuite la couche de vernis sous l'effet d'un rayonnement ultraviolet et l'on enroule finalement le fil verni ainsi fabriqué.

I1 est connu de fabriquer des fils vernis en procédant de la manière qui vient d'être indiquée, mais toutefois en durcissant par une action calorifique extérieure le vernis isolant appliqué sur le fil conducteur. Le solvant contenu dans les vernis isolants utilisés jusqu'ici se vaporise alors en meme temps qu:il se produit une rétculation du film de vernis appliqué sur le conducteur, par suite d'une réaction thermochimique provoquée par l'énergie calorifique.Le film de vernis ainsi durci forme une isolation adhérant bien à la surface du conducteur, suffisamment flexible et présentant une bonne résistance thermique et mécanique ; les propriétés particulières de cette isolation, telles que la résistance thermique accrue que l'on désire obtenir par exemple pour des buts d'utilisation spéciaux, peuvent être déterminées dans des limites étendues en choisissant de façon appropriée le vernis isolant utilisé dans chaque cas, comme on en trouve 11 indication par exemple dans le DE 10 33 291.

Cette technique de fabrication connue s'est certes avérée satisfaisante du point de vue de la qualité de fils vernis ainsi obtenus, mais elle présente cependant de graves inconvénients, qui résident surtout en une charge considérable sur l'environnement due aux vapeurs de solvant nuisibles à la santé qui se trouvent libérée lors du durcissement à la chaleur, et aussi dans la forte dépense d'énergie nécessaire pour cette opération. Cette forte dépense d'énergie, ainsi que la perte inévitable du solvant qui représente jusqu'à 70 % de la quantité du vernis isolant appliqué et qui ne peut pas être récupéré, entratnent des frais de fabrication et d'exploitation très élevés.En outre ces frais peuvent subir encore une sérieuse aggravation par suite de la forte production de déchets qui est inévitable à chaque mise en service d'une installation réalisée pour la mise en oeuvre du procédé en question avec l'ensemble de dispositifs de séchage et de durcissement d'importance accrue.

Les frais d'établissement d'une telle installation sont aussi très élevés par suite des coûteux dispositifs de séchage et de durcissement qu'elle comprend, dont le rajustement d'équipement pour la fabrication de fils vernis de diffé- rentes sections est difficile à réaliser et est impossible pour des diamètres relativement grands, par exemple pour des fils forts profilés raison pour laquelle ceux-ci sont isolés dans la technique d'enroulement
D'autre part on connaît, par le DE 24 59 320, un procédé et une installation pour fabriquer une couche de protection en matière plastique sur des fibres optiques, notamment des fibres de verre, qui sont revêtues d'une résine polyester liquide, durcissant sous l'action d'un rayonnement ultraviolet, la couche de revêtement étant alors maintenue constante dans des limites prédéterminées au moyen d'un dispositif de râclage.

On fait passer ensuite les fibres ainsi revêtues à travers un émetteur de rayons ultraviolets de forme tubulaire, dont l'intensité de rayonnement est mise en concordance avec la vitesse de production désirée de telle manière, que le revêtement, après la sortie de l'émetteur de rayons, soit exempt de bulles, lisse et durci, son épaisseur pouvant être réglée en tenant compte de la viscosité de la résine liquide et d'autres facteurs, La viscosité de la résine liquide et l'élasticité de la couche de protection durcie sont réglées alors par mélange de différentes résines durcissant par rayonnement ultraviolet.

L'installation connue d'après ce document pour la mise en oeuvre du procédé décrit comporte un réservoir d'alimentation pour la résine polyester, auquel est relié, avec un dispositif de réglage de niveau, un récipient contenant le bain, dans le fond duquel est prévue une ouverture d'entrée, étanchée par un capillaire, pour les fibres optiques ; sur le trajet qui fait suite, de celles-ci, sont montés directement au-dessus de la surface du bain un dispositif de bâclage, un ou plusieurs écrans contre le rayonnement ultraviolet et un émetteur de rayons ultraviolets de forme tubulaire.

Les agents de revêtement liquides utilisés d'après ce procédé connu contiennent, - contrairement aux vernis isolants usuels utilisés pour fils conducteurs -, des systèmes de photo--excitants ayant pour effet qu'ils peuvent être durcis et réticulés, et seulement par rayonnement relativement pauvre en énergie sous l'action de lumière ultraviolette. I1 n'y a pas besoin alors d'opérer de séparation de solvants par vaporisation, ayant pour effet de charger l'environnement et d'être cause de la forte dépense d'énergie calorifique qu'entraîne le durcissement usuel de vernis isolant.En considération de ces avantages des agents de revêtement durcissables par rayonnement ultraviolet, on a préconisé leur utilisation pour la fabrication de fils conducteurs électriques isolés. I1 s'est révélé cependant qu'il n'était pas possible de transposer sans autre mesure à cette nouvelle application l'enseignement fourni par le document mentionné ci-dessus.

L'invention a pour but de réaliser un procédé de fabrication de fils conducteurs isolés - notamment de fils d'acier profilés - au moyen d'une isolation avec vernis durcie par rayonnement ultraviolet, qui donne la possibilité de fabriquer cette isolation avec une qualité de même valeur que celle présentée par les fils vernis usuels jusqu'ici, mais pourtant sans charge de l'environnement et au prix d'une dépense sensiblement moindre que pour ceux-ci.

L'invention concerne à cet effet un procédé caractérisé en ce que, après durcissement de la couche de vernis appliquée, l'on applique, l'une après l'autre de façon continue, plusieurs - ou au moins une - couches de vernis supplémentaires et on les fait durcir par rayonnement ultraviolet. De préférence, on applique en succession continue, sur le fil à isoler, des couches de vernis constituées de vernis isolants durcis sables par rayonnement ultraviolet et possédant à l'état durci des propriétés différentes.

La fabrication du vernis isolant en plusieurs couches appliquées l'une après l'autre et durcies par rayonnement ultraviolet garantit à ces fils vernis une haute qualité d'au moins la même valeur que celle des fils vernis avec isolation durcie à la chaleur. Cette fabrication permet en plus une différenciation extrêmement fine, réglable de façon optimale, des propriétés de ces fils vernis, correspondant à leur but d'utilisation prévu.Elle permet notamment le choix des vernis possédant les propriétés désirées et leur application éventuellement en plusieurs couches, en fonction des besoins à consi dérer dans chaque cas et des propriétés spécifiques du vernis de chacune de ces couches, afin, avec une économie maximale de la consommation de vernis et avec des exigences de qualité variables présentant des différences rationnellement adaptées, de fabriquer des fils vernis répondant à ces conditions
L'invention repose sur la découverte que le moyen connu consistant à déterminer les propriétés du revêtement durci en mélangeant différents agents de revêtement liquides durcissant sous l'action d'un rayonnement ultraviolet, ne suffit pas pour obtenir en même temps dans la mesure désirée les propriétés différentes à de nombreux points de vue qui sont nécessaires pour l'isolation de fils vernis
L'isolation de fils conducteurs électriques doit en effet présenter non pas seulement une bonne propriété d'adhérence à la surface du conducteur métallique, ainsi qu'élasticité ou flexibilité, mais encore en plus un haut pouvoir d'isolation électrique, résistance à la chaleur et résistance mécanique - notamment résistance à l'usure et à la corrosion - de leur surface. Toutes ces propriétés, et aventuellement d'autres encore demandées en plus en même temps, ne peuvent être obtenues ni avec des agents de revêtement connus, de ce genre, ni avec leur mélange.

En conséquence, selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, on applique sur le fil à isoler au moins une couche d'un vernis hautement flexible possédant une bonne propriété adhésive, ensuite au moins une couche d'un vernis isolant de grande valeur diélectrique, puis au moins une couche d'un vernis isolant résistant à la chaleur à l'état final, et enfin une couche d'un vernis isolant présentant à l'état final une bonne résistance mécanique - notamment résistance a' l'usure et à la corrosion - ainsi qu'une flexibilité suffisante, et l'on fait durcir ces couches de vernis sous l'action de rayonnement ultraviolet.

Pour la fabrication de fils forts profilés, par exemple en forme de bandes, pouvant avoir une section transversale de plus de 100 mm2, on applique des vernis durcissables par rayonnement ultraviolet qui présentent une faible tension superficielle par rapport à la surface - par exemple surface métallique - à revêtir, afin d'assurer aussi dans la zone des arêtes des conducteurs forts profilés - présentant par exemple une section transversale rectangulaire de 4 x 20 mm - la continuité du revêtement avec une épaisseur de couche de vernis sensiblement uniforme.

Des variantes de réalisation avantageuses du procédé conforme à l'invention concernent le mode préféré et l'épaisseur de couche de l'application de vernis, ainsi que son durcissement, dans des conditions optimales du point de vue technique et économique
Les avantages du procédé conforme à l'invention résident avant tout dans une fabrication de fils vernis essentiellement plus économique en raison de la moindre consommation d'énergie, diminuée de façon à ne représenter qu'environ un dixième de celle qui était usuelle jusqu 'ici, et dans les frais d'établissement comparativement très faibles d'une installation, appropriée à cet effet, de même capacité.Les avantages du nouveau procédé consistent en outre en ce qu'il se réalise dans des conditions absolument non-polluantes pour l'environnement et qu'il permet de fabriquer de façon rationnelle même des conducteurs isolés avec du vernis qui présentent une grande 2 section transversale allant jusqu'à plus de 100 mm , ou une conformation de section transversale profilée, par exemple rectangulaire. Etant donne qu'il n'y a pas besoin pour cela de solvants du vernis, ni, en conséquence, de dispositifs de séchage et vaporisation, la charge exercée sur l'environnement par des solvants séparés se trouve supprimée, de sorte que l'on obtient ainsi une humanisation des lieux de fabrication.

Le trajet répété, repris plusieurs fois, après chaque application de vernis, du même fil à travers la partie de l'installation qui comporte le durcissement par rayonnement ultraviolet permet d'obtenir une exploitation optimale de cette installation et de grandes vitesses de parcours du fil verni, avec chaque fois seulement une courte durée de traversée, ou d'action du rayonnement ultraviolet, de quelques secondes ou même seulement de fractions de secondes, suivant la composition du vernis isolant utilisé, l'épaisseur de la couche de vernis considérée, et l'intensité du rayonnement. A titre d'exemple on peut, avec une puissance d'émetteur de rayonnement de 20 W/cm seulement, durcir un film de vernis d'environ 25 microns en 3 secondes, c'est àsdire donc avec trois parcours d'une seconde chacun.

Cette durée de durcissement, ou de séjour corres- pondant, peut cependant aussi, d'après les propriétés nécessaires du film de vernis durci à obtenir et la composition correspondante du vernis utilisé dans chaque cas, atteindre un multiple, ou seulement une fraction, de cette valeur, dans le cas d'une vitesse de parcours préférée de 20 m/ min par exemple. On détermine là le nombre des parcours - en dehors de la vitesse à laquelle on fait passer le fil - en fonction de la longueur du passage soumis au rayonnement ultraviolet et du temps de durcissement du vernis utilisé dans chaque cas ainsi que de l'épaisseur de l'application de vernis considérée. Cette épaisseur se situe de préférence entre 5 et 25 microns ; les couches les plus épaisses sont alors réalisées par une application en plusieurs fois du même vernis avec durcissement consécutif aux ultraviolets.

Une installation pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus comporte, sur une plate-forme commune munie d'un bati porteur, montés les uns au-dessus des autres en principe verticalement, un dispositif d'application de vernis, un dispositif de raclage et calibrage, une chambre de durcissement ainsi que, au-dessous du dispositif d'application et au-dessus de la chambre de durcissement, un certain nombre de galets de renvoi et également des moyens associés de façon appropriée à ces dispositifs, pour dérouler et enrouler les fils.Dans une telle installation, conformément à l'invention, la chambre de durcissement est équipée d'au moins une paire d'émetteurs de rayons ultraviolets orientés transversalement à la direction de déplacement du fil que l'on fait passer au travers, et de réflecteurs à courbure concave de préférence, associés à ces émetteurs de rayons en arrière de ceux-ci, ainsi que d'un certain nombre de réflecteurs plans prévus à intervalles réguliers entre les trains de fils individuels et orientés en principe perpendiculairement aux émetteurs de rayons ultraviolets ; et la dite chambre de durcissement est aménagée pour y faire passer un gaz de refroidissement, par exemple un courant d'air. Selon une forme de réalisation préférentielle de cette installation, l'on dispose dans la chambre de durcissement, en forme de caisson des paires d'émetteurs de rayons ultraviolets de différentes intensités de rayonnement, par exemple une paire d'émetteurs de rayons basse-pression en avant d'une paire
d'émetteurs de rayons haute-pression.Contrairement à ce qui
est prévu dans l'état de la technique, cette installation ne
comporte pas d'émetteur de rayons ultraviolets conformé en
tube, donc en cylindre creux, à travers l'intérieur vide, - de
forme très allongée - duquel on a à tirer l'élément très
allongé muni du revêtement à durcir, mais l'installation con
forme à l'invention comporte des paires d'émetteurs de rayons
ultraviolets en forme de barres, disposées dans un carter les
unes en face des autres, et dont l'émission de rayonnement,
en raison des réflecteurs montés en arrière des émetteurs de
rayons ou entre ceux-ci, agit de façon essentiellement uniforme
de tous côtés sur les fils revêtus de vernis que l'on fait
passer entre les émetteurs de rayons.

Les émetteurs de rayons ultraviolets en forme de
barres, par exemple lampes basse-pression ou haute-pression à
vapeur-de métal, comme, entre autres, des lampes à vapeur de niercure, lampes émettrices de rayons ultraviolets, s'obtiennent
sans difficultés sur le marché libre en différentes longueurs.

Par suite de la disposition en série par paires de ces lampes,
- par exemple des émetteurs de rayons H T K ou H O K (ou TL/05)
de la Société Philips GmbH, on a l'avantage d'obtenir dans la
chambre de durcissement conforme à l'invention une utilisation
optimale de place et d'énergie grâce au fait que l'on peut
mettre en oeuvre un grand nombre de fils revêtus - ou des trains
de fils - guidés parallèlement que l'on fait passer simultané
ment à travers cette chambre de durcissement et que l'on expose
simultanément à l'énergie de rayonnement.

La chambre de durcissement est réalisée de telle
manière que l'on fait passer les fils revêtus à durcir avec un
faible écartement à peu près au milieu entre les paires de
lampes, comme aussi entre les réflecteurs disposés eux-mêmes
entre celles-ci dans des plans les coupant à angle droit. Avec
un écartement des fils n'atteignant que 5 mm. par rapport à
ces réflecteurs et à une distance de 20 mm. des surfaces des
émetteurs de rayons, on assure la meilleure intensité de
rayonnement sans risque de contact avec les lampes et/ou les
réflecteurs.

Le fonctionnement efficace des émetteurs de rayons
ultraviolets est fonction de la température, car la meilleure
émission de rayonnement s'obtient à une température relativement élevée, qui toutefois ne doit pas être dépassée, sinon le flux d'énergie est interrompu, l'émetteur de rayons s'éteignant alors.

Par conséquent le maintien à une valeur constante de la température des émetteurs de rayons à l'aide d'un courant de gaz de refroidissement, par exemple un courant d'air, est important pour assurer un fonctionnement sans trouble de la chambre de durcissement de cette installation. Le refroidissement au gaz ou à l'air de cette chambre est opéré et commandé au moyen de dispositifs décrits plus en détail ci-dessous.

Etant donné que la réaction de durcissement se déroule dans les meilleures conditions à une température supérieure à 1000C, comprise de préférence entre 150 et 1800C, il y a avantage à disposer en avant de la chambre de durcissement un élément émetteur de rayons infrarouges, dont l'action a pour effet de porter rapidement les couches de vernis à durcir à la température de réaction désirée. De même la disposition en série de différentes paires d'émetteurs de rayons ultraviolets contribue à permettre de régler la température de fonctionnement dans la chambre de durcissement indépendamment du refroidissement mentionné ci-dessus des émetteurs de rayons.

I1 est judicieux en conséquence de disposer, dans la zone inférieure de la chambre de durcissement - où pénètrent les fils munis du revêtement à durcir - des paires d'émetteurs de rayons basse pression qui, à coté du rayonnement ultraviolet, émettent aussi une proportion considérable de rayonnement infrarouge, et assurent ainsi en même temps un échauffement des revêtements à durcir. La température de fonctionnement décroît cependant en allant vers la zone supérieure de la chambre de durcissement de la façon voulue à l'intérieur des limites indiquées ; de leur côté les fils revêtus reçoivent par les paires d'émetteurs de rayons haute pression l'action d'un rayonnement ultraviolet intensif.

Diverses formes d'agencements et de dispositifs se rapportant à l'installation conforme à l'invention seront exposées dans la suite.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins annexés représentant de façon schématique un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un fil verni fabriqué d'après le procédé conforme à l'invention
- la figure 2 est une vue de front de l'installation conforme à l'invention
- la figure 3 est une vue en coupe verticale de la chambre de durcissement de l'installation conforme à la figure 2, avec des dispositifs associés pour l'application de vernis, comme aussi bien pour le raclage du vernis au calibre voulu
- la figure 4 est une vue en coupe horizontale de la chambre de durcissement conforme à la figure 2, avec des dispositifs associés pour le refroidissement des rayons
- la figure 5 est une vue en coupe d'une forme de réalisation du dispositif de râclage et calibrage conforme à la figure 2.

Le fil verni représenté sur la figure 1 comporte un conducteur électrique 1, par exemple un fil de cuivre, qui est isolé par un certain nombre de couches de vernis 2, 3, 4, 5 appliquées concentriquement les unes par-dessus les autres et durcies après chaque application sous l'action de rayonnement ultraviolet. Chacune de ces couches de vernis est constituée au moyen d'une application en plusieurs fois et d'un durcissement subséquent'un vernis isolant de même type en vue d'obtenir l'épaisseur de couche totale nécessaire.Pour le fil verni représentér d'après le procédé décrit précédemment on a appliqué sur le conducteur 1, nu, recuit et éventuellement pré-traité, une première couche 2 constituée par un vernis isolant adhérant bien, de façon durable, à la surface métallique du conducteur, aussi bien à l'état liquide qu'à l'état durci - de tous côtés et éventuellement aussi sur les aretes - ; on applique ensuite une couche de vernis additionnelle 3, présentant des propriétés isolantes particulièrement bonnes et qui est entourée de son côté par une couche de vernis 4 particulièrement résistante à la chaleur, et par-dessus celle-ci par une dernière couche de couverture concentrique 5 présentant également une bonne résistance mécanique à l'état durci, particulièrement une bonne résistance à l'usure et à l'abrasion.

De mgme on peut également fabriquer des fils forts isolés par vernis avec des conducteurs 1 de forme de section transversale quelconque, par exemple rectangulaire, carrée ou autre, ainsi que des fils conducteurs présentant une superficie calculée à plus de lOO mm2, fils qui sont munis de la même manière d'une isolation de vernis; appliqué par couche, du genre en question : le nombre et l'épaisseur des couches indi- viduelles se déterminent d'après le but d'utilisation du fil verni ainsi fabriqué.Il est judicieux toutefois, pour des conducteurs 1 présentant un profil de section à arêtes, d'utiliser, tout au moins pour la couche 2 intérieure, un vernis isolant qui présente une faible tension superficielle par rapport à la surface du conducteur métallique qu'il entoure, de sorte qu'il se place bien tout autour de ses aretes, en recouvrant celles-ci avec une même épaisseur de couche.

I1 s'est avéré particulièrement avantageux d'appliquer chaque couche de vernis en une épaisseur de couche d'au moins 5 microns, de préférence de 15 à 20 microns, de l'exposer ensuite pendant une durée relativement courte à l'action d'un rayonnement, et finalement de la durcir par au moins un autre rayonnement ultraviolet, chaque fois pendant peu de temps.

Ainsi le même fil peut être exposé au rayonnement ultraviolet plusieurs fois successives en lui imprimant des changements de direction appropriés. Etant donné que des couches d'application de plus de 20 microns, même avec un passage répété, ne peuvent se durcir que difficilement, tandis que par contre des épais seurs de couche inférieures à 5 microns ne peuvent plus former avec surjeté un film homogène continu, on préfère constituer chacune des différentes couches de vernis 2 ou 3, 4 ou 5, par plusieurs couches d'application distinctes.

Après chaque application le fil conducteur 1 revetu est exposé chaque fois pendant une durée de moins de 25 secondes, de préférence entre 3 et 5 secondes, au rayonnement ultraviolet, à une température de plus 1000C, comprise de préférence entre 150 et 1800C. Ceci peut s'effectuer, en utilisant un dispositif émetteur de rayons approprié, en un seul passage ou bien - ce qui est préféré en vue d'utiliser rationnellement la chambre de durcissement - en plusieurs passages. Des vernis isolants à haute capacité de réaction, qui toutefois ne conviennent que pour des buts spéciaux tout à fait déterminés, peuvent être durcis par une action encore plus courte du rayonnement ultraviolet, par exemple déjà en 0,2 à 0,3 seconde.

Le changement de direction en vue de ramener le fil verni muni d'un revetement partiellement durci s'effectue de préférence avec une température de vernis de moins de 1000C, afin d'éviter des déformations plastiques de la couche isolante.

Pour bien des buts, des vernis durcissables par rayonnement ultraviolet doivent être appliqués et/ou durcis à l'abri de l'air ou dans une atmosphère de gaz de protection inerte, par exemple de l'azote, afin d'obtenir leurs propriétés désirées à l'état durci, ou bien parce que des vernis présentant des propriétés remarquables déterminées ne peuvent se durcir que de cette façon
L'installation représentée comprend, sur une plateforme commune 6 munie d'un bâti porteur 7, montés l'un au-dessus de l'autre, un dispositif d'application de vernis 8, un dispositif combiné de râclage et calibrage 12 et une chambre de durcissement 16.Entre le dispositif de râclage 12 et la chambre de durcissement 16 est disposé un diaphragme réfléchissant perforé 13, traversé par les fils vernis revêtus, et qui protège les dispositifs mentionnés ci-dessus de l'action du rayonnement ultraviolet ; ceci afin d'empêcher un durcissement du vernis non-voulu qui interviendrait prématurément, ainsi que pour s'opposer à des pertes de rayonnement. Pour le même motif, on a disposé également un pare-lumière 10 au-dessus de la chambre de durcissement 16.

Dans la zone inférieure et dans la zone supérieure de cette installation, sont disposés un certain nombre de galets de renvoi 9, de telle manière qu'un fil nu à isoler peut être tiré d'un appareil dérouleur associé à ces galets de renvoi de préférence sur la plate-forme commune 6 (appareil non représenté ici), être amené à traverser, en passant par les galets 9 éventuellement en plusieurs passages - les dispositifs d'application et de râclage 8 et 12 et la chambre de durcissement 16, pour arriver sur les galets de renvoi 9 supérieurs correspondants, et être renvoyé par ceux-ci et ramené à l'extérieur de l'installation aux galets de renvoi 9 inférieurs correspondants.

Par l'intermédiaire de ceux-ci, on peut faire repasser le fil à travers l'installation en passages répétés pour lui faire subir encore des applications de vernis ou durcissements de vernis, suivant le nombre nécessaire d'applications et de couches de vernis, et finalement il peut être tiré sous forme de fil verni prêt à l'usage, muni d'une isolation de vernis durci, et être enroulé sur un appareil enrouleur.

Pour réaliser sans problème l'application du vernis isolant sur le fil conducteur nu 1 ou sur le fil verni muni de couches 2, 3, ou 4 déjà durcies, il est prévu, au-dessous de la chambre de durcissement 16, un dispositif d'application de vernis 8 et, entre celui-ci et le diaphragme 13, le dispositif de râclage et calibrage 12. Le dispositif d'application 8 comprend un certain nombre de bains séparés 14, aménagés pour assurer un réglage du niveau de leur contenu et comportant des orifices de passage 34 pour le fil 1 à revêtir.Ces bains 14 sont disposés les uns à côté des autres en groupes par rangées ou en groupes décalés latéralement et/ou en hauteur, et à chaque bain 14 est associé en propre un dispositif de râclage et calibrage 12 Cet agencement permet une application de vernis concentrique et un durcissement de plusieurs couches les unes par-dessus les autres ou - inversement - le durcissement subsé quent répété d'une couche d'application individuelle du vernis isolant. Le conducteur 1 revêtu ainsi ramené peut à cet effet être amené à passer par des galets de renvoi 9 décalés de façon appropriée ou bien - dans le cas de galets 9 identiques coaxiaux - amené à traverser, en vue d'un durcissement ultérieur, des bains 14 maintenus exempts de vernis pour une fabrication déterminée.

Selon une réalisation préférée les bains 14 - ou éventuellement des groupes de bains divisés par des parois de séparation 33 - du dispositif d'application 8, sont en forme d'auge, avec une paroi latérale 32 retournée vers le bas, inclinée ou recourbée vers l'intérieur, dans laquelle sont pratiquées des fentes verticales 34 ouvertes vers l'extérieur.

I1 est prévu, au-dessous de ces fentes, pour le vernis qui s'en écoule, des cuves de réception 15 munies d'un dispositif 11 pour ramener de façon continue le vernis dans les bains 14.

Les cuves de réception 15 sont placées dans une position légèrement décalée en arrière, - correspondant au bord inférieur en retrait des bains 14 - par rapport à un plan de guidage du fil vertical coupant les fentes 34. Cela permet un circuit continu du vernis isolant à appliquer en allant des cuves de réception 15 aux bains d'application 14, où il est en partie appliqué sur le fil 1 à isoler, tandis que le reste s'écoule à travers les fentes 34 et le long de la paroi latérale 32 inclinée ou courbée et revient ainsi dans la cuve de réception 15 située au-dessous De cette manière, le niveau des bains d'application 14 est maintenu constant, tandis que le renouvellement du vernis isolant consommé peut s'effectuer à certains intervalles de temps
Ce qui est particulièrement important, pour mettre en oeuvre avec succès et rationnellement le procédé décrit cirdessus, est l'agencement spécial de la chambre de durcissement 16. Celle-ci est formée par un carter en forme de caisson comportant des parois latérales 24 et 25 et des parois frontales 27 et 28. comme on peut le voir d'après les figures 3 et 4.

La hauteur de la chambre de durcissement 16 correspond à peu près à la longueur du parcours de durcissement prévu, au cours duquel les revêtements sont exposés au rayonnement ultraviolet.

Sur les parois latérales 24 et 25 de la chambre de durcissement 16 sont prévus, l'un au-dessus de l'autre7 un certain nombre d'émetteurs de rayons ultraviolets en forme de barres se faisant face par paires. La distance entre les diverses paires distinctes est choisie de telle manièrer en fonction de l'intensité de rayonnement des émetteurs de rayons dont il s'agit, que leurs zones d'émission s'entre-coupent.

Dans la forme de réalisation représentée de la chambre de durcissement 16, il est prévu, avec chaque fois une distance de 200 mm, au-dessus de deux paires d'émetteurs de rayons ultraviolets basse pression 18, quatre paires d'émetteurs de rayons ultraviolets haute pression 17, de telle manière que la distance restant entre des émetteurs de rayons de chaque paire ne dépasse pas 50 mm, de préférence 40 mm. Par suite, le fil revêtu que l'on fait passer au milieu entre ces émetteurs de rayons est exposé sans risque de contact à un rayonnement aussi intensif que possible.Ce rayonnement est intensifié par des réflecteurs 21 courbes - de préférence à courbure concave - disposés chacun derrière chaque émetteur de rayon 17 ou 18, et par des réflecteurs plans 20, disposés verticalement entre les paires d'émetteurs de rayons dans des plans coupant verticalement les axes de ceux-ci. Le rayonnement est ainsi réfléchi de telle manière qu il agit de façon sensiblement uniforme de tous cotés sur le revetement à durcir.

Pour les raisons expliquées plus haut, les émetteurs de rayons ultraviolets basse pression 18, dont l'émission contient d'ailleurs une composante non négligeable de rayonnement infrarouge, sont prévus dans la zone inférieure de la chambre de durcissement 16. A titre de dispositif supplémentaire, on peut prévoir des émetteurs de rayons infrarouges 19 des deux côtés, en avant de la zone inférieure de la chambre de durcissement 16r en vue d'assurer un échauffement rapide, à la température de réaction, des revetements à durcir. De cette façon, on peut atteindre très rapidement la température de réaction du revetement qui se trouve chaque fois le plus à l'extérieur, sans échauffement notable du conducteur 1 ou des revetements déjà durcis: ce qui contribue de façon très importante à ne nécessiter qu'un faible besoin d'énergie.Comme expliqué également ci-dessus, il convient, pour obtenir une utilisation efficace des émetteurs de rayons ultraviolets 17 et 18, de veiller à assurer une température d'utilisation de ces émetteurs de rayons qui soit aussi constante que possible, relativement élevée, usuellement supérieure à 4000C. Cette température ne doit toutefois pas dépasser la valeur limite de 5000C, sinon il peut se produire des perturbations de fonctionnement par suite de défaillance des émetteurs de rayons. En conséquence, la chambre de durcissement 16 est équipée, dans la zone de tous les émetteurs de rayons, d'un refroidissement effectif au gaz, de préférence un refroidissement à air.

A cet effet sont prévus, frontalement à l'endroit de la chambre de durcissement 16, des conduits de gaz 22 avec, dans leur zone, des ouvertures de passage 23 des parois latérales 27 et 28 de cette chambre 16 ouvertes en direction des extrémités des émetteurs de rayons 17, 18. On prévoit également, à l'endroit des deux parois latérales 24 et 25, des tôles de guidage 26 du gaz de refroidissement, dirigées vers l'intérieur, qui pénètrent entre les émetteurs de rayons ultraviolets 17 et 18 en étant orientées parallèlement à leurs axes.Pour un simple refroidissement à l'air, il suffit de prévoir des conduits de gaz 22 montés sur l'une des parois frontales 28, de la chambre 16 et qui sont reliés, par l'intermédiaire de canalisations appropriées 29, à un appareil d'aspiration tel qu'un exhausteur 30, tandis que des passages 23 sont ménagés également sur la paroi frontale opposée 27 au niveau de chaque émetteur de rayons.

Pour des motifs visant à réaliser une fabrication homogène de carters de chambres de durcissement avec possibilité, conditionnée par l'espace disponible, de les raccorder aux canalisations 29 de circulation du gaz, ainsi qu'en vue de réaliser aussi un rajustement simple de la chambre de durcissement 16 pour le fonctionnement à l'abri de l'air, les conduits de gaz sont prévus de préférence sur les deux parois frontales 27, 28.

Dans le cas de simple refroidissement à l'air, les orifices de raccordement des conduits de gaz 22 qui ne sont pas raccordés à un exhausteur 30 peuvent rester ouverts, ou bien être reliés - par l'intermédiaire de conduites, non représentées, ainsi qu'éventuellement de filtres à air - pour l'amenée d'air frais, avec l'atmosphère libre à l'extérieur de l'installation. Dans tous les cas, le courant d'air est guidé, en raison de ces dispositifs, pour l'essentiel seulement sur la zone des émetteurs de rayons 17, 18 et cela par suite de la présence des tôles de guidage 26 du gaz de refroidissement qui s'engage entre ces émetteurs de rayons en étant dirigées parallèlement à ceux-ci dans leur direction longitudinale.En vue de maintenir constante la température des émetteurs de rayons, le débit du gaz de refroidissement que l'on fait ainsi passer peut être commandé, en fonction de détecteurs à thermostat disposés dans la zone terminale des émetteurs de rayons c'est-à-dire aussi bien dans le conduit de gaz 22 - au moyen d'au moins un dispositif 31 de réglage du débit de passage prévu dans la canalisation 29, par exemple un clapet pivotant.

On peut sans difficultés transposer ce système de refroidissement pour-le fonctionnement avec gaz de protection en prévoyant que la sortie de l'exhausteur 30 soit reliée par l'intermédiaire de canalisations appropriées - de préférence avec interposition d'un réfrigérant de retour - à un réservoir de gaz et que celui-ci de son côté soit relié aux orifices d'introduction des conduits de gaz 22 de la paroi frontale 27, située à l'opposé, de la chambre de durcissement 16, en assurant la fermeture correspondante de cette dernière.

Ce qui est d'une importance essentielle pour l'épaisseur de chaque application individuelle de vernis isolant, c'est le dispositif de raclage et calibrage 12 monté entre le dispositif d'application de vernis 8 et le diaphragme 13. A cet égard, le dispositif 12, ou chacun des dispositifs 12, de râclage et calibrage reçoit une conformation correspondant au profil du fil 1 à revêtir et comprend des parties mobiles 36 pouvant se déplacer dans un guide 35 - éventuellement en se rapprochant ou en s'écartant latéralement l'une de l'autre - et qui peuvent être maintenues ensemble par une force élastique.

Le dispositif de râclage et calibrage 12 représenté sur la figure 5 est prévu pour des conducteurs ronds, et il est agencé de telle manière, qu'en se centrant automatiquement au moyen de ses éléments râcleurs 37, 38, il assure le râclage du vernis superflu adhérant au fil revêtu jusqu'à obtention de la valeur d'épaisseur de couche prévue. Il se comprend que, pour chaque valeur d'épaisseur de couche, on prévoit des éléments râcleurs correspondants appropriés présentant une dimension s'adaptant avec précision de leur perçage ou ouverture.

En particulier pour le calibrage de i'application de vernis sur la surface de fils forts profilés, le dispositif de râclage 12 comporte des éléments de guidage à section transversale en forme de H ou de double T, dans le évidements desquels on fait passer des pièces de râclage 37, 38 en forme de segments ou de parallélépipèdes présentant des surfaces de raclage striées, dont les stries ont une profondeur correspondant à l'épaisseur désirée de l'application de vernis. Ces pièces de râclage sont maintenues au moyen d'une force élastique, de telle manière l'une envers l'autre, qu'elles glissent par leurs surfaces de calibrage sur la surface sur laquelle est appliqué le vernis, et râclent le vernis superflu. Il reste alors cependant, en fonction de la dimension de ces stries, sur la surface du fil à revêtir, assez de vernis pour qu'il se répartisse sur cette surface, en raison de ses forces de cohésion et d'adhésion, afin de former un film uniforme de l'épaisseur prévue, comme on le désire pour l'application de vernis considérée, en vue de laquelle les pièces de râclage mises en place sont déterminées.

L'installation décrite permet de fabriquer des fils conducteurs isolés avec du vernis - de la manière décrite ci-dessus - dans des conditions extrêmement rationnelles et non-polluantes pour l'environnement, en procurant ces fils vernis avec une haute valeur du point de vue qualitatif, ceux-ci pouvant présenter une section transversale quelconque, éventuellement même à arêtes vives.

Claims (13)

R E V E N D I C A T I O N S

10) Procédé pour fabriquer des fils conducteurs électriques isolés avec du vernis durcissable par rayonnement ultraviolet, notamment des fils forts profilésr en appliquant de façon continuer sur le fil recuit et éventuellement prétraitée du vernis isolant durcissable au rayonnement, on calibre l'épaisseur de la couche de vernis par râclage de vernis superflue on durcit ensuite la couche de vernis sous l'effet d'un rayonnement ultraviolet et l'on enroule finalement le fil verni ainsi fabriqués procédé caractérisé en ce quer après durcissement de la couche de vernis appliquée (2) on applique en succession continue des couches de vernis supplémentaires (3r 4, 5) constituées de vernis isolants durcissables au rayonnement et présentant des propriétés différentes à l'état durcir et on les durcit par rayonnement ultraviolet.

20) Procédé selon la revendication lr caractérisé en ce que, sur le fil (1) à isoler, on applique une couche (2) d'un vernis de haute flexibilité et possédant une bonne propriété adhésive, ensuite au moins une couche (3) d'un vernis isolant à haute valeur diélectrique, puis au moins une couche (4) d'un vernis isolant résistant à la chaleur à l'état final, et enfin une couche (5) d'un vernis isolant qui présente à l'état final une bonne résistance mécanique, notamment une bonne résistance à l'usure et à l'abrasion, ainsi qu'une flexibilité suffisante

30) Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, sur des fils forts profilés, par exemple en forme de bandes, on applique en succession continue des vernis durcissables et on les durcit par rayonnement ultravioleté vernis dont au moins celui qui constitue la première couche centrale (2) présente à l'état visqueux une faible tension superficielle par rapport à la surface à revêtir, notamment surface de métal - ou surface de vernis -, chaque couche de vernis étant appliquée en une épaisseur de couche d'au moins 5 microns, de préférence 15 à 20 microns, ensuite préotraitée de préférence par rayonnement infrarouge, et aussi tôt traitée en succession continue par rayonnements ultraviolets d'intensité différente.

40) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on expose le fil conducteur revêtu, au moins après chaque application ae vernis, au rayonnement ultraviolet, pendant, chaque fois r une durée inférieure à 25 sec.r de préférence comprise entre 3 et 15 sec., à une température supérieure à 1000C, de préférence comprise entre 1500 et 1800C, la couche de vernis située chaque fois tout à l'extérieur étant pré-durcie par une action relativement courte de rayonnement ultraviolet et durcie finalement par au moins une autre action de rayonnement ultraviolet de plus forte intensité.

50) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on imprime au fil conducteur (1! muni chaque fois d'une couche de vernis pré- ou partiellement durcie, éventuel- lement après refroidissement de retour de la couche située tout à l'extérieur au-dessous de 1000C, deux fois une inversion de direction, pour le ramener dans un autre passage, avec déplacement de même sens, à travers la zone de rayonnement ultraviolet, ou bien - après durcissement de la couche considérée -- pour l'application de vernis suivante.

60) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on applique et/ou durcit au moins l'une des couches de vernis à l'abri de l'air ou dans une atmosphère de gaz de protection.

70) Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle, sur une plate-forme commune munie d'un bâti porteur, sont montés les uns au-dessus des autres en principe verticalement, un dispositif d'application de vernis, qui comprend un certain nombre de bains séparés - aménagés en vue du réglage du niveau de leur contenu - avec des ouvertures de passage pour le fil à revêtir, un dispositif de raclage et calibrage, une chambre de durcissement, ainsi que, au-dessous du dispositif d'application et aussi bien au-dessus de la chambre de durcissement, un certain nombre de galets de renvoi, et ainsi que des moyens associés pour dérouler et enrouler les fils, installation caractérisée en ce que les bains (14) sont disposés en groupes de rangées les uns à côté des autres ou bien en groupes décalés latralement et/ou en hauteur, à chaque bain (14) est associé séparément un dispositif de râclage et calibrage (12) et, la chambre de durcissement (16) est équipée d'au moins une paire d'émetteurs de rayons ultraviolets (17) orientés transversale ment à la direction de déplacement du fil (1! que l'on refait passer, ainsi que de réflecteurs (21) associés à ceux-ci et en arrière de ceux-ci, à courbure concave de préférence, et d'un certain nombre de réflecteurs plans (20) prévus à intervalles réguliers entre les divers trains de fils et orientés en principe perpendiculairement aux émetteurs de rayons ultraviolets

(17), la dite chambre étant aménagée pour faire passer au travers un gaz de refroidissement, par exemple un courant d'air.

80) Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que, dans la chambre de durcissement (16) en forme de caisson, sont disposées des paires d'émetteurs de rayons ultraviolets (17) de différentes intensités de rayonnement, par exemple une paire d'émetteurs de rayons basse pression (18) en avant d'une paire d'émetteurs de rayons haute pression (17), une ligne de rayonnement infrarouge (19) étant disposée en avant de la chambre de durcissement (16).

90) Installation selon l'une des revendications 7 Ca 8, caractérisée en ce que la chambre de durcissement (16) comprend, comme dispositif pour faire passer au travers un gaz de refroidissement, des conduits de passage de gaz (22) associés frontalement, de chaque caté, aux émetteurs de rayons ultraviolets (17) - ou groupes d'émetteurs de rayons ultraviolets (17, 18) - se faisant face, et, dans leur zone, des orifices de passage (23), ouverts vers les émetteurs de rayons ultraviolets (17, 18), ménagés dans les parois frontales (27, 28) de la dite chambre de durcissement (16), des tôles de guidage (26) du gaz de refroidissement, dirigées en-dedans, étant prévues sur les deux parois latérales (24, 25) de cette chambre et disposées suivant une orientation parallèle à l'axe des émetteurs de rayons ultraviolets (17,

18) en s'engageant entre ceux-ci.

100) Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que dans le cas de refroidissement à l'air, les conduits de passage de gaz (22) ou orifices de passage (23) de l'une des parois frontales (27) sont reliés à l'atmosphère libre, c'est-à dire ouverts vers l'air environnant, les conduits de passage de gaz de la paroi frontale (28) située en face étant raccordés à au moins un exhausteur (30) par l'intermédiaire de canalisations (29), sur le trajet desquelles est prévu au moins un dispositif de réglage (31) commandant en fonction de la température le débit de l'air de refroidissement.

11 ) Installation selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que les bains (14), ou des groupes de bains divisés par des cloisons de séparation (33), du dispositif d'application (8) sont agencés en forme d'auges, avec paroi latérale (32! incurvée ou inclinée vers le dedans en formant un retrait vers le bas, et dans laquelle sont pratiquées des fentes (34) verticales, ouvertes vers l'extérieur, servant d'ouvertures de passage du fil, des cuves de réception (15) étant disposées au-dessous du bord inférieur, en retrait, des bains (14) pour recueillir le vernis s'écoulant de ceux-ci, ces cuves comportant des dispositifs (11) prévus pour ramener ce vernis de façon continue dans les bains (14), et qui sont placés dans une position decalée en arrière, d'une faible distance, par rapport à un plan de guidage du fil coupant les fentes (34).

120) Installation selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisée en ce que le ou chaque dispositif de râclage et calibrage (12) comprend des parties mobiles (36) se déplaçant - éventuellement en se rapprochant ou s'écartant latéralement l'une de l'autre - dans un guide (35), présentant une conformation correspondant au profil du fil à revêtir, et qui sont maintenues ensemble par une force élastique.

130) Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que le dispositif de râclage comporte deux éléments de guidage présentant une section transversale en forme de H ou de double T, dans les évidements desquels passent des pièces de râclage (37, 38) en forme de segments ou de parallélépipèdes, comportant des surfaces de râclage striées, dont les stries ont une profondeur correspondant à l'épaisseur désirée de l'application de vernis.