Procédé de fabrication d'un câble coaxial

Abstract

 L'invention concerne la réalisation de paires coaxiales économiques de petit diamètre mécaniquement stables.
Elle consiste à réaliser un ruban complexe métal-diélectrique (21) que l'on forme autour du conducteur interne (30) préalablement muni de son isolement (31) calibré et que l'on ferme sur lui-même grâce à une couche de matériau scellable à chaud placée entre le ruban métallique et le ruban diélectrique.
L'invention s'applique aux paires coaxiales téléphoniques pour transmission numériques notamment.

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication de paires coaxiales de petite dimension destinées plus particulièrement aux systèmes de transmission n'exigeant pas de blindage rigoureux de la paire, c'est-à-dire, en particulier, aux systèmes de transmission numérique. Il est, en effet, connu que les spécifications de tels systèmes peuvent être remplies à l'aide de paires dont le conducteur extérieur joue seul le rôle d'écran.

[0002] La présente invention est particulièrement motivée par la réduction du coût de production par utilisation de matériaux constituants moins chers et : diminution du coût de main-d'oeuvre. Le problème de la fabrication économique de petites paires coaxiales a fait l'objet de nombreuses études dont l'une a été publiée page 243 du numéro de Juillet 1971 de la revue "Câbles et Transmission". L'article intitulé "Paire Coaxiale de 1,2/4,4 mm pour transmission numérique" décrit une structure à quatre paires coaxiales assemblées comme les conducteurs d'une quarte, dont les conducteurs extérieurs sont constitués de rubans lisses formés en cylindre à recouvrement autour de l'isolant entourant le conducteur central, au cours de l'opération d'assemblage. Les conducteurs extérieurs sont maintenus cylindriques et la rigidité mécanique de l'ensemble des quatre paires est assurée grâce aux efforts appliqués par les paires après assemblage. Il n'est donc pas possible d'obtenir par ce procédé des paires unitaires aux dimensions définitives.

[0003] On a également proposé de fabriquer des paires coaxiales en soudant les bords en regard du conducteur extérieur. Une telle solution conduit à des coûts de production élevés par suite des soins et investissements nécessaires à la mise en oeuvre de la soudure longitudinale.

[0004] La présente invention est essentiellement caractérisée en ce que le conducteur extérieur de la paire est un ruban complexe, ultérieurement formé en cylindre autour du conducteur central portant un isolement, constitué essentiellement d'un ruban métallique, dont la largeur est voisine de la circonférence du cercle circonscrit audit isolement du conducteur central, rendu solidaire sur toute sa surface d'un ruban diélectrique de largeur supérieure à la sienne. Lors de la mise en forme du ruban complexe, métal à l'intérieur et diélectrique à l'extérieur, la partie diélectrique du ruban complexe constitue un joint à recouvrement et le ruban diélectrique permet le scellement longitudinal du conducteur extérieur sur toute la largeur du recouvrement, par exemple après chauffage, ce qui assure le maintien en forme cylindrique du ruban complexe et la constance de l'impédance le long de la paire sans action extérieure. De plus, le ruban extérieur diélectrique protège mécaniquement le conducteur extérieur. Les deux éléments du ruban complexe sont rendus solidaires par chauffage et pressage à travers des rouleaux, ainsi qu'il est bien connu. Selon la variante préférée, le ruban diélectrique porte une couche de copolymère d'éthylène sur une face, ce qui facilite le scellement longitudinal sans que cette caractéristique soit limitative. Le ruban métallique peut également être revêtu sur sa face appliquée contre le ruban diélectrique de façon à favoriser l'adhésion des deux rubans. Dans certaines réalisations le ruban diélectrique présente une enduction de copolymère sur chacune de ses faces en vue de favoriser le scellement au recouvrement.

[0005] Selon la variante préférée, le ruban diélectrique utilisé est du papier et le ruban métallique, du cuivre de 0,10 mm d'épaisseur,,la largeur du ruban diélectrique étant supérieure à celle du métal d'au moins 10 % avec un minimum de 3 mm.

[0006] Le procédé selon l'invention présente les avantages suivants :

- il permet de fabriquer la paire coaxiale par mise en place longitudinale des éléments constitutifs à l'aide de machines opérant à grande vitesse (plusieurs dizaines de mètres par minute) et d'un fonctionnement simple dont l'automatisation peut être réalisée sans problème ;

- la paire coaxiale est mécaniquement stable et cylindrique et le contrôle de ses caractéristiques électriques peut être assuré ;

- elle peut être assemblée avec un nombre quelconque de paires identiques soit en faisceaux soit en couches concentriques ce qui est particulièrement favorable à la réalisation de câbles de grande capacité ;

- le conducteur externe peut être au choix en cuivre ou en aluminium ;

- l'augmentation de diamètre de la paire téléphonique isolée est négligeable par rapport à la valeur du diamètre d'une même paire nue.

[0007] Dans ce qui suit, le procédé selon l'invention est décrit en détail en se reportant notamment aux figures 1 à 4 données à titre illustratif, nullement limitatif, et dans lesquelles :

- la figure 1 représente la suite des opérations du procédé,

- la figure 2 représente le ruban complexe utilisé ,

- la figure 3 représente schématiquement la fabrication de la paire coaxiale par le procédé selon l'invention,

- la figure 4 représente la section agrandie de la paire coaxiale fabriquée par le procédé selon l'invention.

[0008] La figure 1 représente la suite des opérations de fabrication de la variante préférée de paire coaxiale selon l'invenion.

[0009] L'opération 1 est la réalisation par des moyens connus en eux-mêmes de l'isolation du conducteur central en cuivre, par exemple par moulage en continu de disques calibrés de polyéthylène de diamètre d correspondant à l'impédance caractéristique nominale de la paire coaxiale, compte tenu de la permittivité du diélectrique employé.

[0010] En vue d'éviter les courts-circuits qui pourraient résulter d'une déformation mécanique amenant le conducteur extérieur au contact du conducteur central, entre deux disques, il est prévu de poser en long (opération 2) un ruban diélectrique autour des disques.

[0011] L'opération 3 est la réalisation du ruban complexe qui va servir à réaliser l'enveloppe extérieure d'une paire coaxiale et dont description est donnée ci-dessous.

[0012] L'opération 4 est la mise en forme du ruban complexe autour du conducteur central isolé afin de réaliser la paire coaxiale selon l'invention et le scellement du ruban.

[0013] La figure 2A représente une des extrémités d'un ruban complexe permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention . Ce ruban complexe comporte une bande de cuivre mince 8, par exemple d'épaisseur égale à 0,1 millimètre, dont la largeur 1 est égale à nd + b où d est le diamètre extérieur du conducteur central muni des disques et du ruban d'isolement et b est petit devant πd et correspond au recouvrement désiré (cf figure 3A) pour le métal. La bande de cuivre 8 repose sur toute sa face inférieure sur une bande diélectrique 5, par exemple en papier kraft. La bande diélectrique 5 a une largeur L = πd + R avec R>b. Elle porte sur sa face supérieure un revêtement de copolymère d'éthylène 6 arbitrairement grossi pour les besoins de la représentation. Selon d'autres variantes le diélectrique est une matière plastique et l'adhérence entre le ruban métallique et le ruban diélectrique est obtenue sans interposition d'agent d'adhésion par calandrage par exemple. Ainsi qu'il apparait sur la figure 2A, les deux rubans sont latéralement décalés (a, c) afin d'éviter la superpostion des zones de recouvrement (figure 3A).

[0014] La figure 2₈ représente une variante du ruban complexe correspondant à une pose bord à bord de la partie métallique 8 et à recouvrement de la partie diélectrique 5. Dans cette variante ℓ = πd et L = πd + R en reprenait les mêmes notations que ci-dessus. Il est avantageux de réaliser le ruban complexe en prévoyant le déplacement du ruban diélectrique 5 de part et d'autre du ruban métallique 8 de façon à assurer l'étanchéité du conducteur extérieur même si le recouvrement bord à bord n'est pas rectiligne.

[0015] Les figures 3 représentent des coupes de deux variantes de paire coaxiale fabriquées par le procédé selon l'invention. L'âme centrale de cette paire est constituée d'un conducteur en cuivre 30 sur lequel est moulé le disque diélectrique 31. Un ruban diélectrique 32 est posé à recouvrement sur ledit disque 31. Il est bien entendu que ce ruban n'est pas indispensable à la réalisation de la paire. Le condensateur extérieur est constitué par le ruban métallique 8 du ruban complexe 8 - 5: Il est posé à recouvrement dans la variante de la figure 3A et bord à bord dans la variante de la figure 3₈.

[0016] On n'a pas représenté de paire constituée à partir d'un ruban complexe posé bord à bord bien que cette variante puisse présenter un avantage du point de vue du prix de revient.

[0017] La figure 4 représente schématiquement la chaîne de fabrication d'une paire coaxiale selon la figure 3A. Le conducteur central 30 en cuivre, fourni par le touret 10,pénètre-dans le poste de moulage représenté schématiquement par une chaîne 11 du type décrit dans le brevet français 2 108 142 et sa première addition 2 361 728 où il est muni de disques d'isolation 31 de diamètre d. On a représenté en 12 le poste de contrôle de diamètre des disques et en 13 le poste de pose du ruban diélectrique 32 d'isolation fourni par un touret 14. Un touret 15 fournit à l'installation la bande métallique 8 par exemple en cuivre, nécessaire à la réalisation du ruban complexe à la vitesse de défilement du conducteur central 30 à la sortie du poste de moulage 11. Un touret 17 fournit à l'installation le papier kraft 5 préalablement enduit sur la face venant en contact avec la bande métallique. Deux rouleaux 19 et 20 ayant une vitesse de rotation convenable assurent l'adhérence de la bande métallique 8 et du papier 5 constituant le ruban complexe 21. Le formeur 22 entoure l'âme de la paire coaxiale du ruban complexe 21. Une filière chauffante 26 assure le scellement du ruban composite. Un organe de tirage 24 associé au touret 25 constitue la réception de la paire terminée. On n'a pas précisé les asservissements entre les divers postes de la ligne de fabrication.

[0018] A titre illustratif, la demanderesse réalise un premier type de paire coaxiale dite paire 1,2/4,4 mm, dont les caractéristiques sont les suivantes :

- diamètre du conducteur en cuivre intérieur : 1,2 mm

- nature du diélectrique, et des disques : polyéthylène et prolypropylène respectivement

- diamètre interne du conducteur externe : 4,4 mm

- épaisseur du conducteur externe : 0,1 mm

- largeur du ruban isolant : 18 mm

- épaisseur de l'isolant externe : 0,1 mm

- largeur de la zone de recouvrement : 3 mm

- impédance de la paire coaxiale : 75 ohm

- variations extrêmes de l'impédance : il ohm.

[0019] La demanderesse réalise aussi un deuxième type de paire coaxiale ne différant de la précédente que par la nature de l'isolant externe qui est un polyester par exemple celui vendu sous le nom de mylar par Dupont de Nemours.

[0020] Le ruban en cuivre peut être remplacé par un ruban en aluminium d'épaisseur voisine et de même largeur ou un ruban bimétallique connu en soi.

Revendications

1 - Procédé de fabrication de paires coaxiales de petit diamètre, mécaniquement stables constituées d'un conducteur central associé à des moyens isolants calibrés assurant l'écartement et d'un conducteur extérieur, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :

- calibrage du conducteur central ;

- mise en place des moyens isolants d'écartement ;

- pose en long d'un premier ruban diélectrique ;

- préparation d'un ruban composite à partir d'un ruban métallique de largeur au moins égale au diamètre des moyens isolants adhérant à un deuxième ruban diélectrique de largeur supérieure ;

- mise en forme du ruban composite autour du premier ruban diélectrique ;

- scellement dudit ruban dans la zone de recouvrement .

2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième ruban diélectrique est du papier présentant une face enduite d'une couche de matière plastique.

3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le deuxième ruban diélectrique est enduit à l'aide d'un copolymère d'éthylène.

4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur du ruban métallique est supérieure au diamètre du conducteur central muni des moyens isolants et du premier ruban diélectrique.

5 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième ruban diélectrique est en matière plastique.

6 - Câble coaxial réalisé par la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte à partir du centre, un conducteur central calibré en cuivre, des disques isolants moulés sur le conducteur central, un premier ruban diélectrique posé en long et un ruban complexe posé à recouvrement et scellé longitudinalement constitué d'un ruban métallique et d'un ruban diélectrique.

Dessins