FR2919750A1 - Cable coaxial a faible constante dielectrique, et ses procede et outil de fabrication - Google Patents

Abstract

Le câble électrique hautes performances pour le transport de signaux haute ou très haute fréquence, comporte au moins un conducteur, dans une gaine isolante, de constante diélectrique epsilon inférieure à 1,7. Pour cela, la gaine est en PTFE et comporte au moins une alvéole continue (12). Pour la fabrication de ce câble, de préférence on utilisera les étapes suivantes :- on comprime une poudre de PTFE imprégnée de lubrifiant dans une chambre convergente (62) aménagée dans une filière d'extrusion (60) et autour d'un guide (50) pour guider le (ou les) conducteur, la poudre de PTFE imprégnée étant ainsi poussée jusqu'à un orifice d'extrusion (70) pour former un extrudat ;- on fait passer cet extrudat depuis cet orifice (70) dans un passage d'extrusion (80) à l'intérieur de la filière (60), dans lequel il est mis en forme autour du ou des conducteurs (10), et dont la section intérieure correspond au contour extérieur souhaité pour la gaine ;- on fait passer cet extrudat autour d'au moins un profilé (112) plein présentant sur au moins une distance dans le passage d'extrusion la même section que ladite alvéole (12) et empêchant ainsi l'extrudat d'occuper la section prévue pour ladite alvéole, la ou les alvéoles (12) se formant à partir de et en aval de la ou des surfaces d'extrémité aval (58) du ou des profilés (112) ;- on extrait le lubrifiant par évaporation ;on fritte l'ensemble ainsi formé de manière à stabiliser le matériau de la gaine.

Description

L'invention concerne un câble électrique de petit diamètre comportant au

moins un conducteur électrique monobrin ou multibrin, dans une gaine isolante, ainsi que le procédé et l'outil de fabrication qui permettent de le fabriquer. Elle concerne également le câble coaxial pouvant être formé autour d'un tel câble, dans le cas où celui-ci comporte un conducteur unique. Le câble électrique visé par l'invention est un câble destiné à la transmission d'un signal, notamment à haute ou très haute fréquence. A l'intérieur d'un câble coaxial, il permet la transmission du signal capté par une antenne, notamment d'une antenne wifi, bluetooth, GPRS, Mimo, 3G, etc., intégrée à un appareil électronique ou informatique. Les cahiers des charges émanant des industries électroniques, informatiques, et de télécommunications et visant de tels câbles, sont exigeants, ce qui impose des choix de forme et de matériaux très précis, rendant très délicate la fabrication de câbles satisfaisant à l'ensemble des exigences formulées. De manière connue, on peut réaliser un câble électrique comportant un conducteur dans une gaine isolante, en formant une gaine pleine autour du conducteur, notamment en PE (polyéthylène), PTFE (polytétrafluoroéthylène), ou encore en FEP (fluorure d'éthylène et de propylène). Ces matériaux ont l'avantage d'avoir une constante diélectrique (E) très faible. Mais malgré cela, lorsque l'on réalise de tels câbles, les propriétés diélectriques (constante diélectrique E, facteur de dissipation tan ô) ne sont pas suffisantes ; ou encore, la résistance mécanique requise n'est pas atteinte. En particulier, il est difficile d'atteindre des valeurs pour la constante diélectrique E qui soient inférieures à 2, et en particulier inférieures à 1,7. Le brevet EP 0 803 878 présente une solution alternative pour la réalisation de tels câbles. Ce document propose la réalisation de la gaine en un matériau de constante diélectrique faible, comme le FEP ou le PE. Il prévoit plus particulièrement la présence, dans l'épaisseur même de la gaine du conducteur, d'alvéoles longitudinales, qui permettent notamment d'abaisser la constante diélectrique du matériau.

Cependant, ce document ne vise pas la fabrication de câbles en PTFE comportant au moins un conducteur dans une gaine isolante. En effet, ce document ne propose de solution que pour la fabrication d'un conducteur gainé d'un matériau thermoplastique. Or, les matériaux thermoplastiques connus possèdent des propriétés diélectriques (constante diélectrique E, facteur tg ô) qui sont insuffisantes au vu des propriétés diélectriques requises, et cela malgré l'aménagement des alvéoles précitées dans la paroi de la gaine du conducteur. Par ailleurs la mise en oeuvre de tels conducteurs nécessite des précautions particulières lors du raccordement par soudure car les matériaux ont tendance à fondre sous l'effet de ou des éléments chauffants, phénomène que l'on cherche naturellement à éviter. En outre, ce document ne prévoit pas non plus la possibilité que le câble comprenne plusieurs conducteurs. Un premier objet de l'invention est de définir un câble électrique comportant au moins un conducteur, dans une gaine isolante, de constante diélectrique E inférieure à 1,7, et possédant une bonne résistance mécanique et thermique. Ce but est atteint grâce au fait que la gaine est en PTFE et comporte au moins une alvéole continue. On notera que dans ce document, le terme PTFE désigne le 20 PTFE pur ou un matériau composé principalement de PTFE et pouvant comporter en outre d'autres charges ou additifs. Grâce à l'utilisation du PTFE, les propriétés intrinsèques de celui-ci s'ajoutant à l'apport de la ou des alvéoles remplies d'air, le câble électrique obtenu possède de remarquables propriétés diélectriques, 25 permettant avantageusement de l'utiliser même dans une version de très petit diamètre. Avantageusement, le diamètre extérieur du câble électrique (ou la plus grande distance dans la section, si la circonférence n'est pas circulaire) est inférieur à 2 mm, voire inférieur à 1 mm. Avec un tel 30 diamètre extérieur, le câble prend très peu de place et se plie facilement. Les performances diélectriques de la gaine permettent alors de faire cohabiter plusieurs câbles, voire une dizaine, dans des passages de très petites dimensions, comme une charnière reliant l'unité centrale à l'écran, dans un ordinateur portable. 35 Avantageusement, ce câble peut être intégré au sein d'un câble coaxial comprenant un conducteur central, une gaine intermédiaire isolante en PTFE comprenant au moins une alvéole continue, un conducteur extérieur, une gaine extérieure de protection, le câble électrique défini précédemment s'identifiant avec le conducteur central considéré avec sa gaine intermédiaire.

Il est également envisageable, que la gaine extérieure soit elle-même percée d'au moins une alvéole continue, la gaine intérieure pouvant comprendre ou non des alvéoles. Un second objet de l'invention est par ailleurs de définir un procédé de gainage d'au moins un conducteur dans une gaine en PTFE en formant au moins une alvéole continue, procédé qui soit fiable et simple à mettre en oeuvre industriellement. Cet objectif est atteint grâce au fait que le procédé comporte les étapes suivantes : -on comprime une poudre de PTFE imprégnée de lubrifiant dans une chambre convergente aménagée dans une filière d'extrusion et autour d'un guide pour guider ledit au moins un conducteur, la poudre de PTFE imprégnée étant ainsi poussée jusqu'à un orifice d'extrusion pour former un extrudat ; - on fait passer cet extrudat depuis cet orifice dans un passage d'extrusion à l'intérieur de la filière, dans lequel il est mis en forme autour du ou des conducteurs, et dont la section intérieure correspond au contour extérieur souhaité pour la gaine ; - on fait passer cet extrudat autour d'au moins un profilé plein présentant sur au moins une distance dans le passage d'extrusion la même section que ladite alvéole et empêchant ainsi l'extrudat d'occuper la section prévue pour ladite alvéole, la ou les alvéoles se formant à partir de et en aval de la ou des surfaces d'extrémité aval du ou des profilés ; - on extrait le lubrifiant par évaporation ; - on fritte l'ensemble ainsi formé de manière à stabiliser le matériau de la gaine. Le frittage permet de donner au matériau ses propriétés définitives. Le procédé selon l'invention reste voisin d'un procédé connu de fabrication de câble électrique comprenant un conducteur unique dans une gaine en PTFE. Pour cette raison, dans le cas d'un câble à conducteur unique, le procédé peut avantageusement être assez facilement mis en oeuvre sur les machines de gainage habituelles. La particularité du procédé réside notamment dans l'étape de formage à l'intérieur du passage d'extrusion. Au cours de cette étape, l'extrudat se forme dans le passage d'extrusion. Il occupe alors sensiblement toute la section prévue pour la gaine : C'est-à-dire, tout l'espace situé à l'extérieur du ou des conducteurs, et à l'intérieur du passage d'extrusion aménagé dans la filière, mais sans occuper la surface prévue pour la ou les alvéoles, qui est occupée par le ou les profilés dans cette partie du passage d'extrusion. En effet, le ou les profilés s'étendent sur une certaine distance à l'intérieur du passage d'extrusion, ce qui fait que l'extrudat pendant qu'il parcourt cette distance, adopte la forme extérieure des profilés. De la sorte, lorsque l'extrudat continue sa progression au delà des surfaces d'extrémité aval des profilés et n'est donc plus supporté par ceux-ci, l'extrudat conserve la forme imprimée par les profilés, qui est celle des alvéoles. L'air entrainé avec l'extrudat et/ou présent dans la partie déjà formée de l'alvéole en aval vient remplir l'espace vide ainsi aménagé dans le volume de l'extrudat, terminant ainsi la formation de la ou des alvéoles. Naturellement, pour permettre la formation des alvéoles, il est nécessaire qu'une quantité d'air minimale soit présente dans l'extrudat. Dans ce but, avantageusement un passage d'air est prévu au voisinage de l'orifice d'extrusion, pour fournir l'air d'emplissage des alvéoles.

En pratique, le passage d'air est réalisé via l'orifice (ou un des orifices) de passage de conducteur à l'intérieur du guide. De ce fait le procédé reste simple ; comme il ne nécessite ni apport d'air ou de fluide, ni mise sous vide, au niveau de la zone de formation des alvéoles, il peut être mis en oeuvre sur les machines habituelles de gainage de fil conducteur sous gaine de PTFE. Par souci de simplicité, les surfaces d'extrémité aval des profilés se trouvent généralement (sans que cela soit impératif) dans un même plan commun à tous les profilés. Elles sont de plus de préférence sensiblement perpendiculaires à la direction d'extrusion.

Par ailleurs, dans un mode de réalisation préférentiel du procédé, la filière se prolonge en aval du ou desdits profilés, pour maintenir la paroi externe de la gaine sur une distance en aval des surfaces d'extrémité aval dudit ou desdits profilé(s) et assurer la stabilité de forme extérieure de la gaine. On notera par ailleurs que le procédé permet que la mise en forme ou formage de la gaine commence en amont de l'orifice d'extrusion. C'est notamment le cas lorsque l'extrémité aval du guide se trouve en amont de l'orifice d'extrusion, le formage de la gaine commençant ainsi au contact du ou des conducteurs à l'intérieur même la chambre convergente. De même, le ou les profilés de formage d'alvéole peuvent également avoir une partie amont disposée en amont de l'orifice d'extrusion, pour y entamer le formage de la gaine autour des sections des futures alvéoles. En outre, dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, par simplicité la ou les alvéoles continues formées avec le procédé, sont longitudinales. Cela étant, dans un autre mode préférentiel de réalisation, lors de la fabrication, on fait tourner les profilés suivant l'axe d'extrusion, de sorte que la position angulaire des alvéoles dans la gaine du conducteur varie au cours de la fabrication. De la sorte, les alvéoles sont formées en hélice, ou encore présentent des ondulations. De ce fait, dans le cas où l'on fait tourner les profilés pendant la fabrication, la position angulaire des alvéoles autour du conducteur est variable en fonction de la position sur le câble. Une telle position angulaire variable des alvéoles permet d'améliorer la solidité mécanique du câble électrique, en évitant notamment qu'il n'y ait une direction `de faiblesse', dans laquelle les performances mécaniques du câble sont moindres ; ce qui peut permettre éventuellement de réduire le nombre d'alvéoles et en augmentant la taille de celles-ci, de réduire encore la constante diélectrique de la gaine. Un troisième objet de l'invention est de définir un outil de fabrication d'un câble électrique comportant au moins un conducteur dans une gaine en PTFE ayant au moins une alvéole continue, ledit outil comportant un guide comportant au moins un passage intérieur adapté au passage du ou des conducteur(s) parallèlement à une direction 35 d'extrusion, une filière entourant ledit guide, le guide et la filière définissant une chambre convergente débouchant sur un orifice d'extrusion, la filière se prolongeant en outre par un passage d'extrusion s'étendant en aval de l'orifice d'extrusion, pour former l'extrudat de PTFE 5 autour du ou des conducteur(s), permettant la fabrication simple et fiable d'un câble électrique à hautes performances diélectriques comportant au moins un conducteur dans une gaine de PTFE. Ce but est atteint grâce au fait que l'outil comporte en outre au 10 moins un profilé plein de formage d'alvéole, s'étendant au moins partiellement dans le passage d'extrusion jusqu'à une surface d'extrémité aval sensiblement perpendiculaire à la direction d'extrusion, pour former ladite alvéole continue en aval de ladite surface d'extrémité aval. On a en effet constaté qu'avantageusement, une surface 15 d'extrémité abrupte pour le ou les profilés garantit la formation d'alvéoles de sensiblement même section que le profilé. La structure de l'outil ainsi défini, en particulier grâce au profilé plein, reste simple. Comme il est plein, même dans de petites dimensions (par exemple quelques dixièmes de mm), le profilé possède la solidité 20 nécessaire pour une utilisation en fabrication. Plus globalement, la machine utilisée pour le gainage ne comporte pas de canal d'amenée ou d'aspiration d'air ou de fluide utilisé pour former les alvéoles, ce qui élimine tout risque de bouchage d'un tel canal. L'air présent naturellement au contact de l'extrudat, que ce soit l'air des alvéoles, ou l'air entrainé 25 avec le ou les conducteurs, suffit pour emplir spontanément les alvéoles. Avantageusement, le profilé forme un prolongement du guide. Chaque alvéole est donc formée depuis l'extérieur de la gaine, et non depuis l'intérieur. Ainsi, la gaine obtenue par le procédé ne comporte pas de ligne de raccordement de la matière en surface extérieure de la gaine. 30 Le PTFE est continu et homogène en surface de la gaine. A contrario, des hétérogénéités dans la structure du matériau pourraient être la source de problèmes de tenue dans le temps du câble obtenu. Cela étant, suivant un autre mode de réalisation, le profilé est fixé sur la filière. La structure du guide est ainsi simplifiée, au détriment 35 de la filière ; mais cela permet plus facilement de réaliser le profilé comme une pièce fixée à la filière et interchangeable en fonction de la production voulue et des alvéoles que l'on souhaite réaliser. Avantageusement, le ou les profilés sont de section sensiblement constante. Plus précisément, la plus grande partie du ou des profilés, notamment hors de leur zone de fixation, est une partie de section constante ; cette forme en section correspond à la forme des alvéoles dans la gaine du câble. En se déplaçant au contact de la partie de profilé qui est de section constante, l'extrudat prend la forme extérieure du profilé et donc de l'alvéole. Enfin, il faut noter que dans l'outil de fabrication du câble électrique, le guide peut être composé de plusieurs pièces, en particulier si le câble comporte plusieurs conducteurs. Dans ce dernier cas, le guide pourra comporter plusieurs éléments de guidage distincts disposés à l'intérieur de la filière, chacun pouvant être affecté par exemple au guidage de l'un des conducteurs. L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe perpendiculaire à l'axe d'un câble électrique selon l'invention comportant un seul conducteur ; - les figures 2A et 2B sont des vues en perspective d'un câble coaxial selon l'invention selon deux modes distincts de réalisation, l'un avec des alvéoles longitudinales, l'autres avec des alvéoles formées en hélice ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un outil de fabrication d'un conducteur dans une gaine de PTFE selon l'invention ; la figure 4 est une vue en coupe axiale de l'extrémité en aval dans la direction d'extrusion de l'outil de la figure 3 ; et - la figure 5 est une vue en coupe perpendiculaire à l'axe d'un câble électrique selon l'invention comportant deux conducteurs. En faisant référence à la figure 1, la structure d'un câble électrique selon l'invention va maintenant être décrite.

Le câble électrique présenté comporte un seul conducteur 10, disposé dans une gaine isolante en PTFE 20.

Le conducteur 10 et la gaine 20 sont sensiblement coaxiaux. Le conducteur 10 peut être constitué d'un brin unique ou bien être un toron constitué de plusieurs brins. Sur la figure 1, le conducteur 10 et la gaine 20 ont une forme extérieure cylindrique de section circulaire.

Naturellement, d'autres formes de conducteurs et/ou de gaines peuvent être utilisées ; par exemple, on peut envisager que la section extérieure de la gaine 20 présente un contour non-circulaire, comme un ovale, un rectangle, un carré etc, et cela en particulier pour la réalisation de câbles multi-conducteurs, tels que des câbles à deux ou quatre conducteurs, ou encore un câble plat multi-brins. La gaine occupe tout le volume entre la surface extérieur du conducteur (cercle de rayon R1) et la surface extérieure du câble (cercle de rayon R4), à l'exception de quatre alvéoles 12 qui sont remplies d'air. La gaine représentée comporte quatre alvéoles longitudinales mais de manière général le câble selon l'invention ne pourrait n'en comporter qu'une, deux, trois ou encore plus que quatre. En fait, plus le nombre et la surface des alvéoles sont importants, plus leur effet augmente, c'est-à-dire plus la constante diélectrique (E) de la gaine est diminuée. D'autre part, plus les alvéoles sont situées à proximité du conducteur, plus cet effet est également augmenté. Le câble comporte de préférence quatre alvéoles. Avec un tel nombre réduit d'alvéoles, les alvéoles peuvent être de grandes dimensions ; de ce fait, elles abaissent fortement la constante diélectrique de la gaine. Mais de plus, les quatre alvéoles 12 sont séparées deux à deux par quatre cloisons 14 radiales, qui assurent la résistance mécanique de la gaine en particulier à la compression et lors des tests de pliage. La section des alvéoles s'inscrit dans une couronne entre des rayons R2 et R3, R2 et R3 étant compris tous deux entre R1 et R4. La résistance à la compression vient notamment du fait que les cloisons 14 sont deux à deux diamétralement opposées. De préférence, on conserve une épaisseur de PTFE autour du conducteur 10, c'est-à-dire que le rayon R2 est suffisamment supérieur à R1 pour permettre la formation d'un manchon interne au contact du conducteur entre les rayons R1 et R2, assurer le centrage du conducteur 10 dans la gaine 20 en évitant qu'il ne se déplace à l'intérieur de l'une des alvéoles 12, et assurer une adhérence suffisante de la gaine sur le conducteur en conservant une surface de contact importante entre le manchon interne et le conducteur 10. De même, de préférence on conserve une épaisseur de PTFE sur la périphérie de la gaine 20 entre les rayons R3 et R4, de manière à former un manchon externe qui assure la résistance mécanique extérieure de la gaine. Dans la configuration la plus simple pour la fabrication, les alvéoles 12 sont longitudinales. En faisant tourner les profilés suivant l'axe d'extrusion, il est également possible de fabriquer des câbles électriques dotés de gaines de PTFE comportant une ou des alvéoles formées en hélices, ou encore une ou des alvéoles dont la position angulaire autour du conducteur est variable en fonction de la position sur la fibre neutre du conducteur. En faisant référence à la figure 2A, un câble coaxial suivant l'invention va maintenant être décrit. Ce câble coaxial est obtenu en intégrant le câble électrique décrit précédemment à l'intérieur d'un second conducteur 30 placé dans une seconde gaine isolante extérieure 40. Le câble coaxial ainsi formé comporte un fil conducteur 10 dans une gaine en PTFE 20. Cet ensemble (10, 20) est recouvert d'un second conducteur 30 qui est sous forme d'une tresse, elle-même recouverte d'une gaine isolante de protection 40. Le câble coaxial ainsi présenté comporte quatre alvéoles continues 12. Sur la figure 2A, ces alvéoles 12 sont des alvéoles longitudinales, ce qui est un mode de réalisation préférentiel. La figure 2B représente un câble similaire à celui de la figure 2A, mais dans lequel, au lieu que les alvéoles 12 continues soient longitudinales, elles sont formées en hélice. En faisant référence aux figures 3 et 4, un outil de fabrication selon l'invention va maintenant être décrit. Cet outil sert à fabriquer un câble électrique comportant un 30 conducteur dans une gaine de PTFE extrudée suivant une direction d'extrusion figurée par la flèche F. Cet outil comporte un guide 50 pour le guidage du ou des conducteurs, qui présente un canal intérieur 52 pour le passage de celui-ci ou de ceux-ci. Dans le mode de réalisation présenté, ce canal intérieur 35 52 comporte une partie aval cylindrique, dont le diamètre intérieur est le diamètre extérieur du conducteur 10, augmenté d'un léger jeu (non représenté) pour permettre le passage du conducteur 10. Le guide 50 sert notamment à guider et positionner le conducteur (conducteur unique dans l'exemple présenté), dans la partie aval de l'outil, où il va subir l'opération de gainage.

Le guide 50 comporte trois parties 53, 55, 54 qui ont des formes de révolution autour de l'axe d'extrusion. La partie amont 53 est de forme extérieure cylindrique. La partie centrale 55 est de forme extérieure conique, la pointe du cône se trouvant dans la direction aval. La partie aval 54 est de forme tubulaire.

L'outil comporte également une filière 60 entourant le guide 50. Cette filière 60 présente comme l'outil 50, trois parties, une partie amont 63, présentant une ouverture interne cylindrique, suivie dans la direction aval par une partie centrale 65 présentant une ouverture conique, prolongée en aval par une partie aval 64.

La filière 60 comme le guide 50 peuvent être chacun réalisés en une ou plusieurs pièces. Dans l'outil représenté, la filière 60 et le guide 50 sont coaxiaux car formés autour du même axe dit axe d'extrusion. Dans le cas où le câble électrique est prévu pour avoir plusieurs conducteurs, le guide 50 n'est coaxial avec la filière 60 qu'au sens où son axe (voire ses axes) est parallèle à l'axe de la filière ; mais le guide 50 peut en revanche ne pas être concentrique avec la filière 60. (On trouvera en figure 5 l'exemple d'un câble comportant plusieurs conducteurs) Entre les parties amont 53, 63 du guide 50 et de la filière 60, s'étend une chambre cylindrique 66. Dans celle-ci, un piston 67 mobile en coulissement autour du guide 50 sert à comprimer le PTFE (non représenté) de manière à le pousser dans la chambre 62 convergente formée entre les parties centrales 55, 65 du guide 50 et de la filière 60 en le comprimant dans la direction d'extrusion.

La chambre 62 est en forme de convergent sensiblement entre les deux parties coniques respectives 55, 65 du guide 50 et de la filière 60, pour permettre l'expulsion, ou plus précisément l'extrusion du PTFE via l'orifice d'extrusion 70, sous l'effet de la pression. En aval de l'orifice d'extrusion 70, la chambre convergente 62 se prolonge par le passage d'extrusion 80.

La partie tubulaire 54 du guide est située en partie ou totalement dans la chambre convergente 62. L'extrémité aval de cette partie 54 peut donc se trouver soit dans la chambre convergente 62, soit à l'intérieur du passage d'extrusion 80. Il est préférable qu'elle s'étende au moins jusqu'au voisinage du passage d'extrusion 80, pour permettre au guide 50 d'assurer le bon positionnement des conducteurs par rapport à la gaine, notamment dans le passage d'extrusion. Le passage d'extrusion 80 est un passage cylindrique aménagé dans la direction d'extrusion à l'intérieur de la partie aval 64 de la filière 60, jusqu'à un orifice de sortie 72. La forme (dans une section) de ce passage est la forme voulue pour le contour extérieur du câble. Le passage 80 a donc une forme cylindrique de section circulaire de rayon R4 dans le cas représenté. D'autre part, l'outil comporte un ou plusieurs profilés 112 pour le formage d'alvéoles. Dans l'exemple présenté, l'outil comporte ainsi quatre profilés 112 de section sensiblement constante, qui s'étendent dans la chambre convergente 62 et le passage d'extrusion 80. Il est prévu un profilé 112 par alvéole, pour le formage des alvéoles prévues dans la gaine. Ces profilés 112 s'étendent depuis un plan PO dans la direction d'extrusion jusqu'à un plan P1. Différentes possibilités sont envisageables quant aux positions relatives du plan PO par rapport à l'orifice d'extrusion 70. De préférence, le plan PO amont des profilés est en amont de l'orifice d'extrusion 70, pour permettre la formation du manchon intérieur se trouvant au contact du conducteur dans la chambre convergente 62, où règne une pression légèrement moindre que dans le passage d'extrusion 70. Le plan PO peut cependant également se trouver au niveau de l'orifice d'extrusion 70, voire en aval de celui-ci. Dans l'outil présenté, les profilés 112 sont fixés sur l'extrémité aval de la partie tubulaire 54 du guide 50, au niveau du plan P0. Ainsi avantageusement, les profilés 112 sont solidaires du guide, et permettent de former les alvéoles de manière intérieure à la gaine. Grâce à cela, la surface intérieure de la filière reste libre et n'est pas utilisée pour supporter les profilés 112, ce qui lui permet de former la surface extérieure de la gaine de manière continue. De la sorte, avec l'outil présenté, la gaine ne comporte pas, sur sa surface extérieure, de zone de raccordement de matière. De plus, avantageusement la position des profilés 112 dans le prolongement du guide 50 leur permet d'assurer et de poursuivre entre les plans PO et P1 le rôle de guidage des conducteurs, assuré en amont du plan PO par le guide 50. Dans l'exemple de réalisation présenté, les différents profilés 112 s'interrompent sur un même plan P1, mais cette disposition n'est pas impérative.

Différentes possibilités sont envisageables quant à la position relative du plan P1 (ou des différents plans d'arrêt en aval des différents profilés) par rapport à l'orifice de sortie 72 de la filière. Toutes peuvent être utilisées. De préférence et comme dans l'outil représenté, le plan P1 est en amont de l'orifice de sortie 72 de la filière 60. Le passage d'extrusion 80 comporte dans ce cas une partie de guidage 81 s'étendant du plan P1 jusqu'à l'orifice 72. Cette partie de guidage 81 a pour rôle de guider et former la gaine et de stabiliser sa forme. Inversement, il est possible que le plan P1 coïncide ou se trouve en aval de l'orifice de sortie 72. Dans ce dernier cas, le passage de guidage 81 n'existe plus, et les profilés se prolongent au-delà de l'orifice de sortie 72 de la filière. Le principe de l'extrusion dans un tel outil est le suivant. Le guide 50 fait entrer et maintient le conducteur 10 au centre 25 de la filière d'extrusion. En amont, dans la chambre cylindrique 66 le PTFE est poussé par le piston 67 et comprimé dans la chambre 62. Sa pression augmente lors de sa progression dans le convergent de la chambre 62 ce qui conduit à la fibrillation du PTFE en amont de l'orifice d'extrusion 70 et à l'expulsion 30 de l'extrudat ainsi formé dans le passage d'extrusion 80. La partie tubulaire 54 aval du guide 50 s'étend dans la chambre convergente 62 en amont et à proximité de l'orifice d'extrusion 70. Autour de cette partie 54 du guide 50, l'extrudat adopte la forme extérieure cylindrique de la partie tubulaire. Il prend ainsi une forme qui préfigure le 35 manchon externe de la gaine en PTFE, entre les rayons R3 et R4.

L'extrudat atteint et dépasse alors l'extrémité aval du guide 50 au niveau du plan P0. Passant entre les profilés 112 par des fentes 56, il vient alors au contact du conducteur, de manière à former le manchon interne autour de et au contact du conducteur 10, entre les rayons R1 et R2. Ainsi, au niveau du plan P0, la partie tubulaire 54 du guide s'achève et est remplacée par les quatre profilés 112 de formage d'alvéoles. La section de ces profilés correspond aux quatre sections prévues pour les alvéoles.

Ces profilés sont formés dans le prolongement du guide 50 en aval du plan P0, à l'extrémité du guide 50 et s'étendent jusqu'à un plan P1 au niveauduquel ils s'interrompent brutalement par une surface d'extrémité aval 58 sensiblement perpendiculaire à la direction d'extrusion. Les profilés présentent en section la forme de secteurs angulaires entre les rayons R2 et R3. La forme de la section des profilés 112 s'inscrit donc dans une couronne, des passages (les fentes 56) aménagés entre les profilés permettant le passage de l'extrudat depuis l'extérieur de la couronne jusqu'à l'intérieur de celle-ci, au contact du ou des conducteur(s) 10.

Ainsi, dès le plan P0, l'extrudat occupe non seulement la périphérie extérieure de la section prévue pour la gaine 20, mais il envahit également, via les fentes 56, tout l'espace annulaire entourant le conducteur 10. Il occupe donc entre les plans PO et P1, toute la section prévue pour la gaine 20, les profilés 112 préservant en revanche les quatre sections prévues pour les alvéoles 12. On comprend donc que lors de la formation de la gaine 20, le manchon externe d'une part, et le manchon interne et les alvéoles d'autre part se forment essentiellement de façon concomitante, la partie tubulaire 54 du guide 50 réalisant le début de la formation du manchon externe (rayon R3) dont le contour extérieur (rayon R4) est fixé à partir de l'orifice d'extrusion 70, et le plan PO marquant le début de la formation du manchon interne et des alvéoles. De préférence, la forme des profilés 112 dans la direction d'extrusion s'inscrit dans le volume de la paroi d'un tube. Avantageusement, la partie aval 54 du guide et les profilés 112 peuvent alors être fabriqués à partir d'un tube unique.

On notera que d'autres modes de réalisation sont possibles ; à savoir, au lieu d'un tube de section circulaire, l'extrémité aval 54 du guide 50 peut présenter toute section, comportant des canaux adéquats pour faire passer le ou les conducteurs, et présentant des profilés s'avançant sur une distance dans la direction d'extrusion pour former les alvéoles. Dans l'exemple présenté, les profilés 112 sont réalisés en usinant dans un tube, entre les plans PO et P1, les quatre fentes 56. Ces fentes 56 sont deux à deux diamétralement opposées. En d'autres termes, des passages (les fentes 56) formés entre deux profilés 112 sont diamétralement opposés. Il est donc facile de réaliser ces fentes 56 ou passages, par sciage ou par électroérosion, à partir d'un élément de tube utilisé pour réaliser la partie tubulaire 54. L'outil ainsi présenté est donc relativement économique à fabriquer, et comporte peu de pièces ; les profilés 112 étant formés d'un seul tenant avec le guide 50.

Par ailleurs, dans le passage d'extrusion 80, l'extrudat adopte sur sa périphérie extérieure, au contact de la paroi intérieure de la filière 60, la forme prévue pour la gaine extérieure du câble. Poursuivant sa progression en aval (de manière connue, à la même vitesse que les conducteurs), l'extrudat atteint le plan P1 d'extrémité aval des profilés 112. La disparition de ceux-ci déclenche immédiatement la formation des alvéoles au niveau de ce plan P1. Le volume du profilé est immédiatement occupé par de l'air qui emplit l'alvéole en se substituant au profilé. Le profilé joue donc le rôle d'un noyau, d'une forme servant au formage de l'alvéole 12. La rigidité de l'extrudat au niveau du plan P1 évite l'affaissement de l'alvéole 12. Enfin, pour garantir la stabilité de forme de la gaine 20, la filière 60 se poursuit jusqu'à l'orifice de sortie 72 au-delà du plan P1. Le passage d'extrusion comporte donc une partie de guidage 81, qui permet de guider extérieurement le câble sur la distance séparant le plan P1 de l'orifice 72, pour permettre que la forme extérieure de la gaine soit complètement stabilisée. Comme cela a été dit, le câble électrique subit alors une évaporation du lubrifiant puis une opération finale de frittage qui lui donne ses propriétés définitives.

Par ailleurs, de préférence la surface totale (mesurée dans une section) des profilés 112 reste inférieure à la surface du guide 50, et est inférieure à 50% de la surface totale de la section de la gaine. Enfin, il faut noter que la dimension de l'outil selon l'invention peut être très réduite. On peut réaliser notamment cet outil avec un diamètre du passage d'extrusion, qui est le diamètre du câble fabriqué, inférieur à 1,5 ou 2 mm, ou, de manière particulièrement remarquable, avec un diamètre inférieur à 1 mm, voire à 0,4 mm. La dimension des alvéoles 12 peut alors être extrêmement faible et être inférieure radialement (R3-R2) à 0,5 mm, voire à 0,3 mm. La figure 5 présente un câble électrique selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, le câble comporte deux conducteurs 10A, 10B. Il présente une gaine 120 comportant huit alvéoles, quatre alvéoles 12A disposées autour du conducteur 10A, et quatre autres 12B disposées autour du conducteur 10B. Les conducteurs et les alvéoles s'étendent dans la direction longitudinale du câble électrique, qui est perpendiculaire au plan de la figure. L'invention peut ainsi être généralisée et mise en oeuvre dans le cas de câbles présentant des nombres et dispositions de conducteurs et d'alvéoles très divers. L'efficacité de l'isolation de la gaine ainsi réalisée croit, de manière générale, avec le nombre et la surface des alvéoles entourant un conducteur, c'est-à-dire avec le ratio d'air / PTFE dans le voisinage immédiat du conducteur.

Claims (22)

REVENDICATIONS

1. Procédé de gainage d'au moins un conducteur (10) dans une gaine en PTFE comprenant au moins une alvéole continue (12), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - on comprime une poudre de PTFE imprégnée de lubrifiant dans une chambre convergente (62) aménagée dans une filière d'extrusion (60) et autour d'un guide (50) pour guider ledit au moins un conducteur, la poudre de PTFE imprégnée étant ainsi poussée jusqu'à un orifice d'extrusion (70) pour former un extrudat ; - on fait passer cet extrudat depuis cet orifice (70) dans un passage d'extrusion (80) à l'intérieur de la filière (60), dans lequel il est mis en forme autour du ou des conducteurs (10), et dont la section intérieure correspond au contour extérieur souhaité pour la gaine ; - on fait passer cet extrudat autour d'au moins un profilé (112) plein présentant sur au moins une distance dans le passage d'extrusion la même section que ladite alvéole (12) et empêchant ainsi l'extrudat d'occuper la section prévue pour ladite alvéole, la ou les alvéoles (12) se formant à partir de et en aval de la ou des surfaces d'extrémité aval (58) du ou des profilés (112) ; - on extrait le lubrifiant par évaporation ; - on fritte l'ensemble ainsi formé de manière à stabiliser le matériau de la gaine.

2. Procédé de gainage d'au moins un conducteur (10) suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un passage d'air est prévu au voisinage de l'orifice d'extrusion (70), pour fournir l'air d'emplissage des alvéoles.

3. Procédé de gainage d'au moins un conducteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit passage d'air est réalisé via un orifice de passage de conducteur à l'intérieur du guide (50).

4. Procédé de gainage d'au moins un conducteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, la filière (60) se prolonge en aval du ou desdits profilés (112), pour maintenir laparoi externe de la gaine sur une distance en aval des surfaces d'extrémité aval (58) dudit ou desdits profilé(s) (112) et assurer la stabilité de forme extérieure de la gaine.

5. Procédé de gainage d'au moins un conducteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lors de la fabrication, on fait tourner les profilés (112) autour de l'axe d'extrusion, de sorte que la position angulaire des alvéoles dans la gaine du conducteur varie au cours de la fabrication.

6. Outil de fabrication d'un câble électrique comportant au moins un conducteur (10) dans une gaine en PTFE ayant au moins une alvéole continue (12), ledit outil comportant un guide (50) comportant au moins un passage intérieur (52) adapté au 15 passage du ou des conducteur(s) (10) parallèlement à une direction d'extrusion, une filière (60) entourant ledit guide (50), le guide (50) et la filière (60) définissant une chambre convergente (62) débouchant sur un orifice d'extrusion (70), 20 la filière (60) se prolongeant en outre par un passage d'extrusion (80) s'étendant en aval de l'orifice d'extrusion (70), pour former l'extrudat de PTFE autour du ou des conducteur(s) (10), l'outil étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un profilé plein (112) de formage d'alvéole (12), s'étendant au moins partiellement 25 dans le passage d'extrusion (80) jusqu'à une surface d'extrémité aval (58) sensiblement perpendiculaire à la direction d'extrusion, pour former ladite alvéole continue (12) en aval de ladite surface d'extrémité aval (58).

7. Outil de fabrication d'un câble électrique selon la revendication 6, 30 caractérisé en ce qu'il comporte quatre profilés (112).

8. Outil de fabrication d'un câble électrique selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ledit profilé (112) forme un prolongement du guide (50). 35 18

9. Outil de fabrication d'un câble électrique selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le ou les profilés (112) sont de section sensiblement constante(s).

10.Outil de fabrication d'un câble électrique selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la forme en section des profilés (112) correspond à la forme des alvéoles (12) dans la gaine (20) du câble.

11. Outil de fabrication d'un câble électrique selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que la forme de la section des profilés (112) s'inscrit dans une couronne, des passages (56) aménagés entre les profilés (112) permettant le passage de l'extrudat depuis l'extérieur de la couronne jusqu'à l'intérieur de celle-ci, au contact du ou des conducteur(s) (10).

12. Outil de fabrication d'un câble électrique selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que la forme des profilés (112) dans la direction d'extrusion s'inscrit dans le volume de la paroi d'un tube.

13.Outil de fabrication d'un câble électrique selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que des passages (56) formés entre deux profilés sont diamétralement opposés.

14.Outil de fabrication d'un câble électrique selon l'une quelconque des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que le diamètre du passage d'extrusion (80) est inférieur à 2 mm. 30

15. Câble électrique comportant au moins un conducteur (10), dans une gaine isolante (20), de constante diélectrique E inférieure à 1,7, caractérisé en ce que la gaine est en PTFE et comporte au moins une alvéole continue (12). 35

16. Câble électrique selon la revendication 15, caractérisé en ce que la gaine comporte quatre alvéoles (12).25

17. Câble électrique selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce qu'il a un diamètre extérieur inférieur à 2 mm.

18. Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce qu'il comporte deux ou quatre conducteurs (10).

19. Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que la section extérieure de la gaine (20) présente un contour formant un ovale, un rectangle ou un carré.

20. Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisé en ce que la ou les alvéoles (12) sont formées en hélice.

21. Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 15 à 20, caractérisé en ce que la position angulaire des alvéoles (12) autour du conducteur est variable en fonction de la position sur le câble.

22. Câble coaxial comprenant un conducteur central (10), une gaine intermédiaire isolante en PTFE (20), un conducteur extérieur (30), une gaine extérieure de protection (40), caractérisé en ce que le conducteur central (10) considéré avec la gaine intermédiaire (20) est un câble électrique selon l'une quelconque des revendications 15 à 21.