FR2725554A1 - Cable electrique ou optique comportant un organe porteur flexible - Google Patents
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Abstract
Il comporte des conducteurs (3) entourés par une gaine (21) comprenant une couche porteuse tubulaire (23) ayant, selon une section transversale, une épaisseur variable réalisant des portions épaisses sensiblement rigides (13; 25) reliées par des portions de liaison plus minces (15; 27) assurant une mobilité relative des portions épaisses les unes par rapport aux autres.
Description
La présente invention concerne un câble électrique ou optique comportant un organe porteur flexible et plus particulièrement bien que non exclusivement un câble de télécommunication à fibres optiques.
On connaît des câbles de télécommunication comportant une série de conducteurs tels que des fibres optiques entourés par une gaine de protection. Afin de protéger les fibres optiques contre les contraintes en traction et les micro-courbures qui entraînent généralement une perte des propriétés de transmission des fibres optiques, il a été réalisé des câbles à fibres optiques comportant un organe porteur indépendant des fibres optiques. Cet organe porteur consiste généralement en un élément de renfort entouré par une série de tubes ou en un jonc cylindrique rainuré. Les fibres optiques sont disposées de façon lâche dans les tubes ou dans les rainures du jonc cylindrique de sorte que l'on obtient une absence pratiquement totale de contraintes sur les fibres optiques même lorsque le câble est soumis à une traction importante ou à des variations de températures.Ce découplage entre la structure porteuse du câble et les fibres optiques assure également une limitation du rayon de courbure des fibres optiques a une valeur inférieure limite ainsi qu'une résistance aux chocs et à l'écrasement. Une telle structure est coûteuse tant par son coût de fabrication propre que par la complexité de mise en place des fibres optiques dans les tubes ou dans les rainures du jonc central.
On connaît également des câbles à fibres optiques dont l'organe porteur est contenu dans la gaine entourant les conducteurs. La gaine est alors réalisée avec une couche qui est soit en matériau rigide tel qu'une résine à cristaux liquides, un polycarbonate, un epoxyacrylate etc., soit en matériau composite comportant des fils ou des rubans en métal ou en fibres synthétiques, telles que des fibres de verre ou des fibres d'aramide, noyées dans une résine ou un matériau thermoplastique.La réalisation d'une gaine en matériau rigide implique une épaisseur suffisante pour supporter les efforts longitudinaux ou les chocs transversaux et il s'avère alors que la gaine est sensible à une courbure qui, même pour des rayons de courbure supérieurs à ceux habituellement exigés, provoque un écrasement brutal de la gaine selon une ligne de pliage perpendiculaire à l'axe longitudinal de la gaine et/ou l'apparition de fentes longitudinales dans la gaine, ceci étant appelé un effet de paille par analogie avec le comportement d'un brin de paille lorsqu'il est fortement recourbé. Par ailleurs la réalisation par extrusion d'une gaine avec des fibres de renfort est également onéreuse car la mise en place homogène des fils rigides dans le matériau d'enrobage s'avère délicate, en particulier lorsque la gaine est réalisée par extrusion.
L'objectif principal de la présente invention est de réaliser un câble de télécommunication dont l'organe porteur soit constitué par une couche de matériau facile à réaliser, notamment par extrusion, et pouvant néanmoins être pliée selon des rayons de courbure faibles.
En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention un câble comportant des conducteurs entourés par une gaine comprenant une couche porteuse tubulaire ayant selon une section transversale une épaisseur variable pour réaliser des portions épaisses sensiblement rigides reliées par des portions de liaison plus minces assurant une mobilité relative des portions épaisses les unes par rapport aux autres.
Ainsi, les portions épaisses octroient à la couche porteuse une résistance élevée à la traction ou aux chocs tandis que les portions de liaison plus minces assurent une mobilité des portions épaisses entre elles, ce qui réduit considérablement la sensibilité de la couche porteuse à l'effet de paille lors d'une courbure et ramène ainsi à des valeurs acceptables les rayons de courbure minimaux.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, la gaine comporte une couche d'enrobage extérieure sensiblement plus souple que la couche tubulaire. Ainsi, la couche d'enrobage extérieure amortit les chocs sur la couche porteuse tubulaire ce qui renforce la résistance aux chocs de la gaine.
Avantageusement alors, la couche porteuse tubulaire présente extérieurement un crénelage longitudinal et de préférence ce crénelage est en forme de queue d'aronde.
Ainsi, la cohésion de la gaine constituée de la couche porteuse tubulaire et de la couche d'enrobage extérieure se trouve encore augmentée, ce qui contribue à améliorer les performances en courbure et à diminuer la fragilité de l'ensemble.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les portions épaisses et les portions de liaison s'étendent longitudinalement en hélice. Un tel agencement en hélice permet d'augmenter la rigidité radiale de la couche tubulaire porteuse.
D'autres caractéristiques et avantages de lin- vention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif en liaison avec les figures en annexe, parmi lesquelles
- la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un premier mode de réalisation du câble selon l'invention;
- la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, illustrant un second mode de réalisation de l'invention;
- la figure 3 est une vue en perspective avec arraché du câble de la figure 2.
- la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un premier mode de réalisation du câble selon l'invention;
- la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, illustrant un second mode de réalisation de l'invention;
- la figure 3 est une vue en perspective avec arraché du câble de la figure 2.
En référence à la figure 1, le câble, qui est désigné dans son ensemble par la référence 1, comporte une gaine 5 entourant une série de conducteurs 3, tels que des fibres optiques ou des conducteurs électriques. Bien que les conducteurs 3 illustrés soient disposés de façon lâche ils peuvent également être serrés les uns contre les autres par la gaine 5, par des gaines intermédiaires ou entourés par un matériau de remplissage. La gaine 5 comprend un organe porteur qui est réalisé sous forme d'une couche porteuse tubulaire 7 ayant, selon une section transversale, une épaisseur variable.
Dans l'exemple illustré sur la figure 1, la section de la couche porteuse tubulaire 7 a un contour interne 9 de forme circulaire et un contour externe 11 de forme sinusoïdale, de sorte que la couche tubulaire 7 présente ainsi extérieurement un crénelage longitudinal. On distingue ainsi des portions épaisses 13 et des portions de liaison plus minces 15. La couche tubulaire 7 est réalisée, par exemple par extrusion, en un matériau de très haute dureté, voire rigide, tel que du matériau plastique composite (par exemple polypropylène chargé de mèches ou billes de verre), ou encore un matériau non composite très dur thermoplastique (par exemple une résine à cristaux liquides, un polycarbonate) ou thermodurcissable (par exemple un epoxyacrylate). On a constaté que malgré la nature rigide de ces matériaux la variation d'épaisseur procure une flexibilité relative des portions minces par rapport aux portions épaisses et, par voie de conséquence, une souplesse de la couche porteuse tubulaire par opposition à une couche d'épaisseur constante qui est cassante.
Pour des câbles de télécommunication courants, les épaisseurs des portions minces seront de préférence de l'ordre de quelques centièmes de millimètre pour les câbles les plus petits, à quelques dixièmes de millimètre pour les câbles les plus gros ; tandis que les portions épaisses seront respectivement de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre à quelques millimètres.
La gaine 5 comporte de plus une couche d'enrobage extérieure 17 qui est réalisée en un matériau sensiblement plus souple que la couche tubulaire 7.
En service, les portions épaisses 13 de la couche tubulaire porteuse 7 octroient au câble 1 les performances mécaniques inhérentes à leur matériau de constitution faible coefficient de dilatation et de contraction en fonction de la température, module de traction élevé. Au niveau d'une courbure, les portions minces 15 permettent une mobilité relative des portions épaisses 13 les unes par rapport aux autres, ce qui permet une bonne répartition des contraintes mécaniques, réduisant ainsi la fragilité du câble à la courbure (suppression de l'effet de paille)
Aux figures 2 et 3, on a illustré un autre mode de réalisation du câble selon l'invention. Le câble est ici désigné dans son ensemble par la référence 19. De même que précédemment, il comporte une gaine 21 à l'intérieur de laquelle sont disposés des conducteurs 3.Cette gaine comporte une couche tubulaire 23 analogue à la couche 7 de la figure 1 et constituant l'organe porteur. La couche 23 présente ici un crénelage extérieur en forme de queues d'aronde avec des portions épaisses 25 et des portions minces 27. La gaine 21 comporte en outre une couche d'enrobage extérieure 17 analogue à celle du câble de la figure 1. La forme en queues d'aronde du crénelage augmente la cohésion de l'ensemble et contribue à améliorer encore les performances de la gaine au niveau d'une courbure et à en diminuer la fragilité.
Aux figures 2 et 3, on a illustré un autre mode de réalisation du câble selon l'invention. Le câble est ici désigné dans son ensemble par la référence 19. De même que précédemment, il comporte une gaine 21 à l'intérieur de laquelle sont disposés des conducteurs 3.Cette gaine comporte une couche tubulaire 23 analogue à la couche 7 de la figure 1 et constituant l'organe porteur. La couche 23 présente ici un crénelage extérieur en forme de queues d'aronde avec des portions épaisses 25 et des portions minces 27. La gaine 21 comporte en outre une couche d'enrobage extérieure 17 analogue à celle du câble de la figure 1. La forme en queues d'aronde du crénelage augmente la cohésion de l'ensemble et contribue à améliorer encore les performances de la gaine au niveau d'une courbure et à en diminuer la fragilité.
Comme cela est illustré par la figure 3, on réalise ici un crénelage en forme d'hélice. Une telle disposition crée un effet de câblage qui permet une meilleure répartition des contraintes mécaniques et contribue notamment à octroyer à la gaine une tenue à l'écrasement élevée
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications. En particulier, bien que dans les deux modes de réalisation illustrés la section transversale de la couche porteuse présente un contour intérieur circulaire, il est possible de réaliser une couche porteuse ayant une section transversale de toute autre forme présentant des portions épaisses reliées par des portions minces. De même bien que sur la figure 3 les portions minces et les portions épaisses aient été représentées en hélice, le câble selon l'invention peut également être réalisé avec un crénelage s'étendant suivant une direction longitudinale du câble.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications. En particulier, bien que dans les deux modes de réalisation illustrés la section transversale de la couche porteuse présente un contour intérieur circulaire, il est possible de réaliser une couche porteuse ayant une section transversale de toute autre forme présentant des portions épaisses reliées par des portions minces. De même bien que sur la figure 3 les portions minces et les portions épaisses aient été représentées en hélice, le câble selon l'invention peut également être réalisé avec un crénelage s'étendant suivant une direction longitudinale du câble.
Claims (5)
1. Câble (1 ; 19) comportant des conducteurs (3) entourés par une gaine (5 ; 21) comprenant une couche porteuse tubulaire, caractérisé en ce que la couche porteuse tubulaire (7 ; 23) présente, selon une section transversale, une épaisseur variable réalisant des portions épaisses sensiblement rigides (13 ; 25) reliées par des portions de liaison plus minces (15 ; 27) assurant une mobilité relative des portions épaisses les unes par rapport aux autres.
2. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine (5 ; 21) comporte une couche d'enrobage extérieure (17) sensiblement plus souple que la couche tubulaire (7 ; 23).
3. Câble selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche tubulaire (7 ; 23) présente extérieurement un crénelage longitudinal.
4. Câble selon la revendication 3, caractérisé en ce que le crénelage est en forme de queues d'aronde.
5. Câble selon lune des revendications précédentes, caractérisé en ce que les portions épaisses (13 ; 25) et les portions de liaison (15 ; 27) s'étendent longitudinalement en hélice.
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1995
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