Flexible

Le fil le plus simple est un fil solide avec une gaine en plastique. Il peut être plié et conserve cette courbure - si vous ne le faites pas trop souvent, car alors le fil se casse. On trouve des fils simples de ce type dans les systèmes de plomberie domestiques. Une fois installé, le câble reste en place, sans être modifié, pendant des décennies. Pour les nombreuses autres applications où les câbles doivent être flexibles et élastiques, ces fils solides ne conviennent pas. Là, les conducteurs des gaines sont constitués de fils toronnés, des faisceaux de fils fins qui, selon la conception, peuvent être pliés des millions de fois sans se rompre et perdre leurs propriétés de transmission d'énergie ou de données.

L'un des endroits les plus éprouvants pour l'utilisation d'un câble est la chaîne porte-câbles. Là, les câbles d'alimentation, d'asservissement et de données sont proches les uns des autres et vont et viennent dans le cycle de travail d'une machine. Dans certains cas, la vitesse est supérieure à cinq mètres par seconde, avec une accélération cinq fois supérieure à celle de la gravité. Les câbles sont disposés dans la chaîne porte-câbles de manière à ce qu'ils ne soient pliés que dans une seule direction. Mais ce n'est qu'une des trois façons possibles de se déplacer :

• Pliage : Le câble est plié, parfois des millions de fois ;

• Torsion: le câble est tordu dans le sens longitudinal. Les mouvements de torsion pure se retrouvent dans les éoliennes dans les lignes qui partent de la nacelle rotative et descendent dans la tour. Cependant, ils sont rares ; dans la plupart des applications, les lignes sont à la fois pliées et tordues ;

• De haut en bas : Il s'agit par exemple de lignes dans le domaine de l'événementiel ou de la télévision en direct, qui sont déroulées à partir de tambours, puis rembobinées et stockées après l'événement.

Les câbles spéciaux pour robots diffèrent à bien des égards des autres câbles robustes destinés aux applications mobiles. La différence la plus importante : les câbles robotisés peuvent résister à la flexion et à la torsion pendant toute leur durée de vie ; ils sont conçus de manière fondamentalement différente lors du développement que, par exemple, un câble de chaîne porte-câbles. Trois paramètres sont importants pour un câble robotique :

• Classe de brins : les câbles pour robots soumis à des charges de torsion ont généralement des brins "fins" de la classe 5. Les câbles très flexibles tels que ÖLFLEX® FD ou ÖLFLEX® CHAIN, qui sont soumis à des charges de flexion pure, par exemple dans les chaînes porte-câbles d'énergie ou les axes de déplacement linéaire des robots portiques, contiennent même des brins "fins" de la classe 6. Cependant, même la classe de brins 6 la plus élevée ne suffit pas pour les exigences les plus élevées. Chez LAPP, par exemple, nous utilisons des conducteurs toronnés hors norme pour les câbles qui doivent être très flexibles, où les fils individuels, dont le diamètre peut atteindre 0,05 millimètre, sont considérablement plus fins que les fils toronnés les plus fins de la norme.

• Angle de torsion : Cet angle est spécifié en degrés par mètre de longueur de fil. Une valeur typique est de 360°/m, ce qui signifie qu'un câble peut être tordu autour de son axe une fois par mètre de longueur sans être endommagé. Ceci s'applique aux câbles sans blindage, avec blindage la valeur est généralement de 180° ou un demi-tour par mètre.

• Rayon de courbure : il doit être compris entre quatre et 7,5 fois le diamètre extérieur, dans certains cas nettement inférieur à celui des câbles conçus pour des mouvements occasionnels uniquement. Cela permet d'acheminer le câble dans des rayons étroits et de le serrer dans des assemblages de gaines.

Outre la classe de conducteurs toronnés, d'autres aspects permettent de distinguer un câble flexible d'un câble moins flexible. La première est l'échouage. Pour comprendre ce que l'on entend par là, voici un exemple comparatif que tout le monde connaît : une tresse de cheveux. Plus la tresse est serrée, plus elle devient épaisse, en alternant des sections plus épaisses et plus fines. Si vous rassemblez simplement le même nombre de poils en un faisceau parallèle, celui-ci est nettement plus fin. L'épaisseur augmente lorsque vous tordez le faisceau de cheveux. Il se passe quelque chose de similaire avec les brins de cuivre lors du câblage. Les fils métalliques fins sont torsadés car cela améliore la flexibilité. Si tous les brins et toutes les âmes étaient parallèles, chaque fois que le câble se plie, les fils de cuivre à l'extérieur seraient étirés et ceux à l'intérieur seraient comprimés. Cela rendrait le câble très rigide. L'épaisseur et la flexibilité peuvent être contrôlées par la longueur de pose : la distance pour un tour de torsion. S'il est plus long et donc que la torsion est moindre, le câble sera plus fin.

Les lignes qui sont beaucoup déplacées contiennent un support de glissement : il aide les composants à l'intérieur à se déplacer les uns contre les autres avec le moins de friction possible. Ils servent également de remplissage pour que le câble reste rond. Ceci est important lorsque le câble passe dans un presse-étoupe ou dans un connecteur. Si la gaine n'est pas correctement arrondie, il y aura des problèmes d'étanchéité ici. Les supports coulissants peuvent être des fibres plastiques fines tordues qui se nichent dans les espaces entre les noyaux. Les noyaux plus épais sont souvent enveloppés d'une bande non tissée de polytétrafluoroéthylène, qui facilite le glissement l'un contre l'autre, notamment lors de la torsion.

La résistance d'un câble à de tels mouvements dans le temps dépend également du matériau de la gaine. Les experts en matériaux sont confrontés au défi suivant : outre la mobilité, ils doivent généralement concilier d'autres propriétés telles que le comportement au feu ou la résistance aux huiles, aux produits chimiques et aux agents de nettoyage. Le PVC domine toujours le marché des matériaux de revêtement, mais d'autres matériaux tels que les élastomères thermoplastiques (TPE) ou le polyuréthane, qui est le premier choix pour les applications hautement dynamiques, comme dans l'ÖLFLEX® Servo FD 796 CP, se sont également imposés. Le polypropylène s'est avéré particulièrement approprié pour isoler les noyaux dans les applications mobiles. Il possède de très bonnes propriétés d'isolation électrique, une grande résistance et une faible densité.

Pour des débits de données très élevés sur de longues distances, les câbles à fibres optiques constituent le premier choix. Elles se composent de fibres en plastique (POF) pour les courtes distances jusqu'à 70 mètres, de fibres PCF (fibres de verre revêtues de plastique) pour les distances jusqu'à 100 mètres, et de fibres de verre pour les distances encore plus grandes et pour les applications nécessitant les débits de données les plus élevés. En principe, tous les types de fibres conviennent aux applications mobiles, à condition de respecter les rayons de courbure recommandés. Ainsi, vous n'avez pas à vous soucier de l'éclatement d'une fibre. Toutefois, pour obtenir les meilleures performances de transmission, le rayon de courbure des fibres optiques ne doit pas être inférieur à 15 fois le diamètre. En dessous, il n'y a pas de rupture, mais l'atténuation augmente, ce qui signifie que la lumière est perdue dans la courbe serrée et que la qualité du signal en souffre. La capacité d'un câble à fibre optique à résister aux mouvements dépend largement des matériaux qui entourent la fibre. Il s'agit souvent d'aramides, c'est-à-dire de fibres textiles qui confèrent aux gilets pare-balles ou aux plastiques renforcés de fibres leurs propriétés particulières. Si le câble est étiré, la gaine textile absorbe la force de traction et empêche la fibre optique d'être également étirée.

Sauf pour les installations fixes, par exemple dans les installations domestiques, presque partout. Dans l'industrie, dans toutes les applications où quelque chose bouge : sur les pièces de machines en mouvement ou aux postes de traitement sur les chaînes de production, dans les chaînes d'entraînement, sur les robots, dans les éoliennes et les plateformes de forage pétrolier, dans les véhicules et les moteurs, sur les grues et les véhicules commerciaux, même dans les applications où des vibrations se produisent.

Presque tous les câbles de marque ÖLFLEX® et tous les câbles de données de marque UNITRONIC®, ETHERLINE® et HITRONIC® sont flexibles. Il existe des différences dans les rayons de courbure, qui doivent être strictement respectées. Certains câbles ne peuvent être pliés qu'occasionnellement, d'autres peuvent l'être des millions de fois. Certains câbles sont spécialement optimisés pour la torsion. Malheureusement, il n'existe pas de câble unique couvrant toutes les applications, mais les experts en applications de LAPP trouveront une solution pour chaque application possible et impossible. LAPP propose également des accessoires adaptés pour connecter les câbles flexibles et les protéger dans les goulottes et les conduits de câbles. En particulier dans les applications hautement dynamiques, même avec une torsion, la transition au niveau du boîtier du connecteur est critique. Le boîtier doit bien maintenir le câble afin qu'il ne glisse pas et que l'humidité ne pénètre pas.

Les câbles à fibres optiques de LAPP sont un bon exemple de la manière dont différents câbles peuvent être optimisés. HITRONIC® TORSION a été spécialement conçu pour les applications à forte torsion, comme dans les centrales éoliennes. Il comporte jusqu'à douze fibres de verre pour une transmission monomode et multimode, une décharge de traction en fibres d'aramide ainsi qu'une gaine sans halogène et ignifuge en polyuréthane. HITRONIC® HDM a une conception similaire, mais est particulièrement adapté à l'enroulement et au déroulement sur des tambours de câble. Et HITRONIC® HRM FD convient à l'installation dans les chaînes porte-câbles, où une grande flexibilité est requise, mais pas de torsion.

Les tests effectués chez LAPP à Stuttgart prouvent que LAPP ne fait pas de fausses promesses ici. Les câbles des éoliennes sont soumis à des tests de torsion dans une ancienne cage d'ascenseur de douze mètres de haut, ce qui est unique au monde. D'autres fabricants testent des sections de câble plus courtes, qu'ils tordent à des angles plus faibles, et extrapolent ces résultats à des longueurs de câble plus importantes. Toutefois, ce n'est pas ce qui est écrit sur le papier qui est décisif, mais ce qui ressort dans des conditions réelles.