FR2670956A1 - Method of connecting by moulding between a metal connector and a sheathed cable, and moulded connector thus obtained - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé de raccordement par moulage entre un connecteur métallique et un câble gainé, et raccordement moulé ainsi obtenu
La présente invention concerne le raccordement par moulage entre un connecteur métallique et un câble gainé, en particulier lorsque la gaine est en polyéthylène (PE) dans le cas des applications sous-marines.Method of connection by molding between a metal connector and a sheathed cable, and molded connection thus obtained
The present invention relates to the connection by molding between a metal connector and a sheathed cable, in particular when the sheath is made of polyethylene (PE) in the case of underwater applications.
Jusqu'à présent, le raccordement entre un connecteur métallique et un câble à gaine en PE est effectué par l'intermédiaire d'un empilage de pièces métalliques raccordées à la fois au câble et au connecteur grâce à des joints également métalliques. Ce raccordement est rigide et peu étanche, car il comporte une jonction mécanique entre plusieurs pièces solides. De plus, ce mode de raccordement est très onéreux. Until now, the connection between a metal connector and a cable with a PE sheath has been carried out by means of a stack of metal parts connected both to the cable and to the connector by means of also metal joints. This connection is rigid and not very tight, because it comprises a mechanical junction between several solid parts. In addition, this connection method is very expensive.
Il serait alors possible de réaliser un tel raccordement par moulage à l'aide d'une colle "classique" ("araldite" par exemple). Mais, d'une part, le PE adhère à des colles bien spécifiques. D'autre part, le
PE, et notamment le PE alvéolé (dont la densité varie entre 0,5 et 0,6 du fait de la présence de nombreuses alvéoles à l'intérieur du matériau), se déforme fortement sous l'effet de la pression. Or, de nombreuses applications en câblerie sont sous-marines. Dans ce contexte, la gaine en PE, alvéolé ou non, d'un câble immergé subit de très fortes pressions (de ltordre de 40 à 70 bars), et se rétreint alors que la section du connecteur métallique ne diminue pratiquement pas.La colle classique constituant le raccordement a donc tendance à se déchirer par cisaillement et à s'arracher sous l'effet de la diminution de section qui se produit à l'une de ses extrémités (côté câble), l'extrémité opposée (côté connecteur) ne subissant quasiment rien. Par conséquent, on n'utilise pas la solution du moulage avec une colle classique, qui présente une tenue mécanique mauvaise, et on n'effectue que les raccordements mécaniques décrits ci-dessus.It would then be possible to make such a connection by molding using a "classic" glue ("araldite" for example). On the one hand, the PE adheres to very specific adhesives. On the other hand, the
PE, and in particular honeycomb PE (the density of which varies between 0.5 and 0.6 due to the presence of numerous cells inside the material), deforms strongly under the effect of pressure. However, many cable applications are underwater. In this context, the PE sheath, honeycombed or not, of a submerged cable undergoes very high pressures (of the order of 40 to 70 bars), and shrinks while the section of the metal connector practically does not decrease. conventional constituting the connection therefore tends to tear by shearing and tear off under the effect of the reduction in section which occurs at one of its ends (cable side), the opposite end (connector side) does undergoing almost nothing. Consequently, the molding solution is not used with a conventional adhesive, which has poor mechanical strength, and only the mechanical connections described above are made.
L'objet de la présente invention est donc de réaliser un raccordement entre un connecteur métallique et un câble dont la gaine extérieure est en PE par un moulage autour de la jonction entre ces deux pièces réalisé avec une colle adaptée au PE, afin d'obtenir une jonction moulée souple et étanche ; de plus, le raccordement réalisé doit résister à de fortes pressions, et donc avoir une bonne tenue mécanique. The object of the present invention is therefore to provide a connection between a metal connector and a cable whose outer sheath is made of PE by molding around the junction between these two parts made with an adhesive suitable for PE, in order to obtain a flexible and waterproof molded junction; in addition, the connection made must withstand high pressures, and therefore have good mechanical strength.
La présente invention a également pour objet de réaliser un raccordement moins onéreux que les raccordements mécaniques de l'art antérieur.The present invention also aims to provide a less expensive connection than the mechanical connections of the prior art.
La présente invention propose à cet effet un procédé de raccordement par moulage entre un connecteur métallique dont l'extrémité à raccorder a été préalablement préparée de façon appropriée et un câble gainé par une gaine en PE, caractérisé en ce que ledit raccordement est effectué par collage dudit câble audit connecteur métallique selon les opérations suivantes - on usine l'extrémité à raccorder dudit câble de sorte que ladite gaine présente une surface de contact plus importante avec la colle, - on imprègne ladite extrémité à raccorder usinée d'une colle élastomère très diluée, - on introduit ladite extrémité à raccorder dudit câble et ladite extrémité à raccorder dudit connecteur métallique dans un moule, de sorte que lesdites extrémités soient connectées, - on injecte dans ledit moule ladite colle élastomère pour obtenir un moulage entourant lesdites extrémités dudit conducteur et de ladite gaine. The present invention provides for this purpose a connection method by molding between a metal connector whose end to be connected has been previously prepared in an appropriate manner and a cable sheathed by a PE sheath, characterized in that said connection is made by bonding from said cable to said metal connector according to the following operations - the end to be connected is machined from said cable so that said sheath has a larger contact surface with the adhesive, - said machined end is impregnated with a very diluted elastomeric adhesive , - introducing said end to be connected of said cable and said end to be connected of said metal connector in a mold, so that said ends are connected, - injecting into said mold said elastomeric adhesive to obtain a molding surrounding said ends of said conductor and said sheath.
Selon une autre caractéristique du raccordement selon l'invention, on peut chauffer en présence d'oxygène l'extrémité usinée de la gaine avant de l'imprégner de colle. Ce chauffage peut être effectué à l'air libre. Ce chauffage permet d'oxyder la surface de la gaine à encoller de manière à ce que la colle accroche mieux à cette surface. According to another characteristic of the connection according to the invention, it is possible to heat in the presence of oxygen the machined end of the sheath before impregnating it with adhesive. This heating can be carried out in the open air. This heating makes it possible to oxidize the surface of the sheath to be bonded so that the adhesive sticks better to this surface.
Selon une autre caractéristique importante, on peut vulcaniser la colle après imprégnation de la gaine afin de vaporiser les solvants dissous dans la colle et ayant servi à la diluer. According to another important characteristic, the adhesive can be vulcanized after impregnation of the sheath in order to vaporize the solvents dissolved in the adhesive and which have served to dilute it.
On peut encore vulcaniser le moulage obtenu afin de polymériser la colle et de permettre une adhérence plus rapide.We can still vulcanize the molding obtained in order to polymerize the glue and allow faster adhesion.
L'usinage de la gaine peut être tronconique, en biseau, en escalier ou cranté, afin d'augmenter la surface de contact entre le PE et la colle pour diminuer les efforts au niveau de cette surface ; de plus, un tel usinage permet une transition progressive du PE à la colle le long du moulage, c'est-à-dire que le rapport entre la surface occupée par le
PE et celle occupée par la colle dans chaque section du moulage n'évolue pas par sauts. Une transition brutale entraînerait en effet des efforts supplémentaires dus au brusque changement de matériau et susceptibles d'affaiblir la tenue du moulage au niveau de la transition.The machining of the sheath can be frustoconical, bevel, stepped or notched, in order to increase the contact surface between the PE and the adhesive to reduce the forces at this surface; in addition, such machining allows a gradual transition from PE to glue along the molding, that is to say that the ratio between the surface occupied by the
PE and that occupied by the glue in each section of the molding does not evolve by jumps. A sudden transition would indeed lead to additional forces due to the sudden change of material and likely to weaken the strength of the molding at the transition.
La colle élastomère peut être par exemple un polyuréthane, du chloroprène, du nitrile, de l'hypalon ou du caoutchouc naturel. The elastomeric adhesive can for example be a polyurethane, chloroprene, nitrile, hypalon or natural rubber.
On peut choisir en particulier un polyuréthane à base de Térathane 1000 et de Térathane 2000 , notamment si la gaine est en PE alvéolé, car ce polyuréthane possède une élasticité suffisante pour suivre le rétreint de la gaine de PE alvéolé sous pression sans nuire à la bonne tenue mécanique du collage. We can choose in particular a polyurethane based on Terathane 1000 and Terathane 2000, especially if the sheath is made of honeycomb PE, because this polyurethane has sufficient elasticity to follow the shrinking of the sheath of honeycomb PE under pressure without harming the good mechanical strength of the bonding.
En outre, le fait d'imprégner la gaine à encoller d'une couche préalable de colle diluée permet d'améliorer la liaison entre le PE et la colle. En effet, un adhésif, ou une colle, adhère mieux à une surface en PE s'il a été utilisé, au préalable, pour imprégner cette surface, puisque le PE présente une adhérence directe moyenne avec les colles qui lui sont compatibles. In addition, the fact of impregnating the sheath to be bonded with a prior layer of diluted adhesive makes it possible to improve the bond between the PE and the adhesive. Indeed, an adhesive, or an adhesive, adheres better to a PE surface if it has been used beforehand to impregnate this surface, since the PE has an average direct adhesion with the glues which are compatible with it.
D'autre part, les températures de chauffage et de vulcanisation sont comprises entre 200C et 1000C et égales à 800C pour l'utilisation d'un polyuréthane comme colle élastomère et du PE alvéolé comme gaine. On the other hand, the heating and vulcanization temperatures are between 200C and 1000C and equal to 800C for the use of a polyurethane as an elastomeric adhesive and of cellular PE as a sheath.
Enfin, on peut préparer préalablement la surface extérieure de l'extrémité à raccorder du connecteur métallique par sablage et dégraissage. Finally, the outer surface of the end to be connected to the metal connector can be prepared beforehand by sandblasting and degreasing.
Les raccordements moulés ainsi obtenus peuvent être utilisés pour la jonction de câbles sous-marins à des connecteurs métalliques adaptés. The molded connections thus obtained can be used for joining submarine cables to suitable metal connectors.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante d'un mode de réalisation du procédé selon l'invention, donnée à titre illustratif mais nullement limitatif
Dans les figures suivantes - la figure 1 illustre schématiquement en coupe transversale un câble à raccorder avant préparation suivant le procédé de l'invention, - la figure 2 représente l'extrémité à raccorder du câble de la figure 1 préparée selon le procédé de l'invention, avant le moulage, - la figure 3 représente le câble précédent et le connecteur métallique prêts à être raccordés, selon le procédé de l'invention, dans un moule, - la figure 4 montre le raccordement moulé effectué selon le procédé de l'invention, entre un câble et un connecteur métallique. Other characteristics and advantages of the present invention will appear in the following description of an embodiment of the method according to the invention, given by way of illustration but in no way limitative
In the following figures - Figure 1 schematically illustrates in cross section a cable to be connected before preparation according to the method of the invention, - Figure 2 shows the end to be connected of the cable of Figure 1 prepared according to the method of invention, before molding, - Figure 3 shows the previous cable and the metal connector ready to be connected, according to the method of the invention, in a mold, - Figure 4 shows the molded connection made according to the method of invention, between a cable and a metal connector.
Dans la figure 1, un câble coaxial 1 est constitué d'une âme centrale cylindrique en cuivre 2 isolée par l'intermédiaire d'un isolant 3 (par exemple du polyéthylène) du conducteur extérieur 4 en cuivre, lui-même recouvert d'une gaine en PE alvéolé 5. La gaine 5 présente de nombreuses alvéoles 6. Le diamètre du câble 1 est de 16 mm. In FIG. 1, a coaxial cable 1 consists of a central cylindrical copper core 2 insulated by means of an insulator 3 (for example polyethylene) from the external conductor 4 made of copper, itself covered with a honeycomb PE sheath 5. The sheath 5 has many cells 6. The diameter of the cable 1 is 16 mm.
Dans la figure 2, le câble coaxial 1 présenté à la figure précédente a été préparé selon le procédé de l'invention. Pour cela, le conducteur extérieur 4 a été dénudé sur une longueur de 20 mm et l'âme centrale 2 sur une longueur de 10 mm à une extrémité 7 du câble 1, c'est-à-dire que l'on a retiré la gaine 5 sur une longueur de 30 mm comprise entre l'extrémité 7 et une section A du câble 1. Ensuite, la gaine 5 a été usinée pour être rendue tronconique sur une longueur de 60 mm comprise entre la section A et une section B du câble 1 de telle sorte que le diamètre d de la section A soit inférieur au diamètre D de la section B, qui est de 15 mm, et supérieur au diamètre du conducteur extérieur 4 pour créer un épaulement 8. Dans l'exemple donné, on a d = 6 mm. Toutes ces valeurs numériques sont données à titre indicatif. In Figure 2, the coaxial cable 1 shown in the previous figure was prepared according to the method of the invention. For this, the outer conductor 4 has been stripped over a length of 20 mm and the central core 2 over a length of 10 mm at one end 7 of the cable 1, that is to say that the sheath 5 over a length of 30 mm between the end 7 and a section A of the cable 1. Next, the sheath 5 has been machined to be made frustoconical over a length of 60 mm between the section A and a section B of the cable 1 so that the diameter d of section A is less than the diameter D of section B, which is 15 mm, and greater than the diameter of the outer conductor 4 to create a shoulder 8. In the example given, we ad = 6 mm. All these numerical values are given as an indication.
Cet usinage est nécessaire pour: - augmenter la surface de contact entre le PE et la colle, - assurer une transition progressive du PE à la colle le long du moulage.This machining is necessary to: - increase the contact surface between the PE and the adhesive, - ensure a gradual transition from the PE to the adhesive along the molding.
Dans la figure 2, la partie dénudée du câble coaxial 1 et la partie tronconique de la gaine 5 ont été référencées respectivement 9 et 10. In FIG. 2, the stripped part of the coaxial cable 1 and the frustoconical part of the sheath 5 have been referenced 9 and 10 respectively.
Une fois le dénudage et l'usinage terminés, la partie 10 a été chauffée à l'air à 800C pour oxyder sa surface et permettre un meilleur accrochage de la colle, puis imprégnée d'un polyuréthane à base de
Térathane 1000 et de Térathane 2000, très dilué et à faible viscosité, de sorte que ce polyuréthane pénètre dans les alvéoles ouvertes 6 de la partie 10.Once stripping and machining finished, part 10 was heated in air at 800C to oxidize its surface and allow better adhesion of the glue, then impregnated with a polyurethane based on
Terathane 1000 and Terathane 2000, very diluted and low viscosity, so that this polyurethane penetrates into the open cells 6 of part 10.
Enfin, on vulcanise la partie 10 à 800C afin de vaporiser tous les solvants dissous dans le polyuréthane. Finally, the part 10 is vulcanized at 800C in order to vaporize all the solvents dissolved in the polyurethane.
Dans la figure 3, les parties 9 et 10 du câble 1 et la partie extrême 11 d'un connecteur en bronze 12 sont introduites dans un moule 13 se présentant comme un manchon cylindrique de manière à ce que le conducteur extérieur 4 dénudé de la partie 9 vienne s'enficher dans la partie correspondante 11 du connecteur en bronze 12 jusqu'à l'épaulement 8. La connexion électrique est ainsi réalisée. La surface extérieure de la partie 11 du connecteur 12 a été préalablement préparée selon une technique connue, par sablage, dégraissage et application d'un primaire adapté au polyuréthane afin d'être prête à l'encollage. In FIG. 3, the parts 9 and 10 of the cable 1 and the end part 11 of a bronze connector 12 are introduced into a mold 13 having the shape of a cylindrical sleeve so that the outer conductor 4 stripped from the part 9 is plugged into the corresponding part 11 of the bronze connector 12 up to the shoulder 8. The electrical connection is thus made. The outer surface of the part 11 of the connector 12 has been previously prepared according to a known technique, by sandblasting, degreasing and application of a primer suitable for polyurethane in order to be ready for gluing.
On injecte ensuite du polyuréthane dans le moule 13 de manière à combler l'espace vide 14, puis on vulcanise ce polyuréthane à 800C pour polymériser la colle et permettre l'adhérence. Polyurethane is then injected into the mold 13 so as to fill the empty space 14, then this polyurethane is vulcanized at 800C to polymerize the glue and allow adhesion.
On obtient alors un raccordement comme présenté dans la figure 4, où l'on retrouve les éléments des figures précédentes référencés avec les mêmes numéros, ainsi que le moulage en polyuréthane 15. A connection is then obtained as shown in FIG. 4, where we find the elements of the preceding figures referenced with the same numbers, as well as the polyurethane molding 15.
Ce raccordement moulé constitue une sorte de manchon de polyuréthane recouvrant la périphérie du connecteur 12 et la partie 10 de la gaine en PE. This molded connection constitutes a kind of polyurethane sleeve covering the periphery of the connector 12 and the part 10 of the PE sheath.
Un tel câble muni de son connecteur métallique peut être utilisé en câblerie sous-marine, par exemple, au niveau d'une antenne de surface d'un sous-marin. Such a cable provided with its metal connector can be used in submarine cable making, for example, at the level of a surface antenna of a submarine.
La jonction ainsi effectuée est étanche puisqu'elle a été réalisée par moulage et non par serrage de joints. Elle est souple grâce à l'utilisation d'un élastomère et de bonne tenue mécanique grâce à l'adhérence du polyuréthane à la fois sur le PE alvéolé et sur le métal. The junction thus made is sealed since it was made by molding and not by tightening joints. It is flexible thanks to the use of an elastomer and of good mechanical strength thanks to the adhesion of polyurethane both on the honeycomb PE and on the metal.
Enfin, elle est moins onéreuse qu'un empilage de plusieurs pièces métalliques.Finally, it is less expensive than stacking several metal parts.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. Of course, the invention is not limited to the embodiment which has just been described.
En particulier, le procédé selon l'invention fonctionne quel que soit le PE constituant la gaine. In particular, the method according to the invention works regardless of the PE constituting the sheath.
De plus, la section du câble est quelconque. In addition, the cable section is arbitrary.
Par ailleurs, l'usinage de la gaine peut être en biseau (ou "en sifflet"), en escalier ou cranté. Il est toutefois nécessaire que cet usinage offre une grande surface de contact avec la colle, et assure une transition progressive de matériau entre la gaine en PE et le moulage en polyuréthane, pour des raisons énoncées plus haut. De plus, dans le cas du PE alvéolé, cet usinage permet "d'ouvrir" à l'extérieur les alvéoles du PE. Ainsi, le polyuréthane s'insère dans ces alvéoles et la gaine en
PE fonctionne comme une éponge absorbant le polyuréthane.Furthermore, the machining of the sheath can be bevel (or "whistle"), staircase or notched. It is however necessary that this machining offers a large contact surface with the adhesive, and ensures a gradual transition of material between the PE sheath and the polyurethane molding, for the reasons stated above. In addition, in the case of honeycomb PE, this machining makes it possible to "open" the cells of PE outside. Thus, the polyurethane is inserted into these cells and the sheath in
PE works like a sponge absorbing polyurethane.
L'adhérence du moulage de polyuréthane sur la gaine en PE alvéolé est facilitée puisqu'il y a déjà du polyuréthane dans le PE (il est plus facile de coller entre eux deux matériaux identiques). The adhesion of the polyurethane molding on the honeycomb PE sheath is facilitated since there is already polyurethane in the PE (it is easier to stick two identical materials together).
De manière avantageuse, toute colle élastomère autre qu un polyuréthane peut être utilisée, du moment qu'elle adhère bien au PE utilisé et qu'une fois solidifiée, elle est suffisamment élastique pour assurer la souplesse du raccordement. Advantageously, any elastomeric adhesive other than a polyurethane can be used, as long as it adheres well to the PE used and once solidified, it is sufficiently elastic to ensure the flexibility of the connection.
Les températures mentionnées ne sont pas critiques, et dépendent de la colle et du PE utilisés ainsi que de la durée du chauffage et de la vulcanisation. Toutefois, la température de chauffage du PE est limitée pour ne pas faire redémarrer la réaction chimique qui ferait augmenter la taille des alvéoles, et provoquerait une dilatation non désirée du câble. De plus, si l'on vulcanise à une température trop élevée, on fait brûler le polyuréthane. The temperatures mentioned are not critical, and depend on the adhesive and the PE used as well as on the duration of heating and vulcanization. However, the heating temperature of the PE is limited so as not to restart the chemical reaction which would increase the size of the cells, and cause unwanted expansion of the cable. In addition, if one vulcanizes at too high a temperature, the polyurethane is burnt.
Compte tenu de ces contraintes, les températures de chauffage et de vulcanisation seront comprises entre 20 et 1000C et fonction des matériaux utilisés. Given these constraints, the heating and vulcanization temperatures will be between 20 and 1000C and depending on the materials used.
Le connecteur métallique peut être fait d'un métal quelconque, en particulier du bronze ou du laiton. The metal connector can be made of any metal, in particular bronze or brass.
En outre, le câble et le connecteur à raccorder peuvent être de formes extérieures différentes, et il n'y a pas forcément continuité du diamètre comme dans la pièce présentée à la figure 4. In addition, the cable and the connector to be connected can be of different external shapes, and there is not necessarily continuity of the diameter as in the part presented in FIG. 4.
Le moule utilisé peut également avoir une surface intérieure quelconque. The mold used can also have any interior surface.
La connexion ainsi obtenue peut être appliquée en câblerie sousmarine par exemple, mais également dans tout autre domaine d'utilisation des câbles. The connection thus obtained can be applied in submarine cabling for example, but also in any other field of use of cables.
Enfin, on peut remplacer tout moyen par un moyen équivalent sans sortir du cadre de l'invention. Finally, any means can be replaced by equivalent means without departing from the scope of the invention.
Claims (12)
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| FR9016016A FR2670956B1 (en) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | METHOD OF MOLDING CONNECTION BETWEEN A METAL CONNECTOR AND A SHEATHED CABLE, AND MOLD CONNECTION THUS OBTAINED. |
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| FR9016016A FR2670956B1 (en) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | METHOD OF MOLDING CONNECTION BETWEEN A METAL CONNECTOR AND A SHEATHED CABLE, AND MOLD CONNECTION THUS OBTAINED. |
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