Brevet FR2039433A1 — publié le 19710115

La présente invention concerne une méthode et un équipement de marquage de conducteurs électriques isolés et, plus particulièrement, le marquage en couleur et en code de fils à gaine plastique des câbles de télécommunication. Généralement, le marquage des bandes de couleur constituant le code 5 d'identification des fils d'un câble est combiné avec le processus d'isolement des fils, à la fois pour des raisons de fabrication et pour que les encres de couleur utilisées adhèrent bien sur les fils. Comme il est préférable que la gaine non encore durcie d'un fil émergeant de la filière d'extrusion ne soit soumise à aucune contrainte mécanique, il est habituel d'utiliser pour marquer les fils un jet mobile 10 d'encre de couleur. Dans ce but, "une méthode de marquage connue consiste à communiquer un mouvement de va-et-vient à un ou plusieurs jets d'encre sous pression, perpendiculairement à l'axe du fil, en utilisant des oscillateurs électriques auxquels sont associés des éjecteurs d'encre. 15 Avec cette méthode couramment utilisée, la fréquence d'oscillation et, en conséquence,.la vitesse de production maximum sont limitées du fait de l'inertie mécanique du système oscillant. La fréquence d'oscillation maximum de cet équipement est de l'ordre de 500 Hz. Ainsi, avec un intervalle de 5 mm entre les bandes de couleur, comme il est 20 souhaitable, par exemple, pour les fils de lignes d'abonnés, la vitesse de production est limitée à 300 m de fil par minute au maximum. Cependant, du fait de la durée de vie très limitée du système oscillant à la fréquence d'oscillation maximum, en pratique, la fréquence de fonctionnement n'est que de l'ordre de 300 Hz, ce qui résulte en une vitesse de production d'environ 180 m/mn. 25 Même avec cette vitesse de production très réduite, le système oscillant de l'équipement considéré a une durée de vie limitée. Une autre méthode de marquage en couleur des conducteurs électriques, de préférence isolés par une gaine en matériau thermoplastique, et utilisant des éjecteurs a été envisagée. Dans cette méthode, les jets d'encre de couleur sont produits 30 par un dispositif de vaporisation et placés à une faible distance transversalement à l'axe longitudinal du conducteur. Ces jets sont dirigés sur le conducteur à certains emplacements au moyen d'impulsions de tension élevée appliquées sur ledit conducteur. L'application pratique de cette méthode est très difficile en raison des 35 différents problèmes qui se posent, en particulier l'établissement du contact avec le conducteur et la protection des opérateurs contre ces impulsions de tension élevée. Ces problèmes sont difficiles à résoudre de façon économique et conformément aux normes de sécurité. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients 40 précédemment cités. Elle concerne une méthode de marquage en couleur de conducteurs BAD ORîGfNAt 14749 2 2039433 électriques se déplaçant longitudinalement et isolés de préférence par une gaine en matériau thermoplastique, utilisant un jet d'encre de couleur sortant sous pression d'un éjecteur fixe placé perpendiculairement au conducteur. L'invention est caractérisée par le fait que ledit jet d'encre de couleur, 5 dirigé linéairement sur le conducteur isolé à sa sortie dudit éjecteur, est dévié sinusoïdalement à une certaine distance dudit éjecteur par un système de déviation électrodynamique et que l'amplitude de la déviation alternative.est ensuite amplifiée dans une électrode d'amplification électrostatique de forme cylindrique extérieurement et conique intérieurement. 10 La méthode de l'invention prévoit deux dispositifs de marquage placés de chaque côté du conducteur électrique, chacun appliquant une demi-bande de couleur, et dont les jets d'encre de couleur sont synchronisés. Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait que le jet d'encre oscillant sinusoïdalement dans tin plan vertical traverse me électrode de 15 déviation électrostatique placée de façon asymétrique par rapport au jet d'encre de couleur afin de le dévier horizontalement. Selon la méthode de l'invention, il est possible de marquer sur les conducteurs électriques isolés non seulement des bandes d'une seule couleur, mais des groupes de plusieurs bandes de couleurs différentes marquées simultanément 20 les unes à côté des autres. Pour cela, des jets d'encre oscillants sont appliqués de chaque côté du conducteur en nombre égal à celui des bandes de différentes couleurs que l'on doit tracer simultanément, les jets opposés étant décalés dans le sens de l'axe du conducteur d'un ou plusieurs intervalles entre les bandes. L'équipement de l'invention comprend un système de déviation électro-25 dynamique comportant deux fils parallèles isolés et une électrode d'amplification de forme cylindrique extérieurement et conique intérieurement. Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait qu'une déviation horizontale continue du jet oscillant est effectuée par une électrode de déviation électrostatique placée de façon asymétrique par rapport au jet d'encre 50 de couleur et ayant de préférence une forme rectangulaire ou ovale. La déviation alternative sinusoïdale du jet d'encre de couleur est obtenue en appliquant des impulsions de haute tension, positives ou négatives, aux électrodes du système de déviation électrodynamique. Pour produire plusieurs jets d'encre de couleur oscillants parallèlement, 35 on utilise de préférence une électrode de déviation électrodynamique commune, une électrode d'amplification comportant un nombre approprié d'ouvertures et des électrodes de déviation horizontale distinctes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées 40 qui représentent : BAD ORIGINAL 14749 3 2039433 - la figure 1, une vue de profil d'un système de déviation alternative conforme à l'invention ; - la figure 2, l'équipement faisant l'objet de la présente invention ; - les figures 3a à 3c, le système de déviation complet avec l'électrode 5 de déviation horizontale continue ; * - la figure 4, un système de déviation permettant de marquer des groupes de bandes de couleurs différentes sur un conducteur isolé. On va commencer la description en se reportant tout d'abord à la figure 1 qui représente un éjecteur fixe 1 connecté électriquement au potentiel terre et 10 ayant un orifice de sortie d'environ 0,5 mm par lequel il projette un jet d'encre de couleur sous une pression supérieure à la pression atmosphérique d'une valeur allant de 0,5 à 0,8 fois cette pression. Le jet d'encre de couleur 3 se présente sous la forme d'un mince filet horizontal qui, 5 mm environ après la sortie de 1'éjecteur, pénètre dans un système de déviation électrodynamique bipolaire 2 15 constitué par deux fils isolés de section circulaire d'environ 2 mm de diamètre. La forme, la distance entre elles (environ 2,5 mm) ainsi que le matériau isolant de ces électrodes de déviation évitent la formation d'arc électrique et, lorsqu'on produit et qu'on arrête alternativement le jet d'encre de couleur, permettent à l'encre atteignant les électrodes de s'égoutter. Comme on peut mieux le voir dans 20 la figure 2, des impulsions positives ou négatives demi-sinusoïdales à haute tension, avec une amplitude de crête de 3 à 5 kV, sont appliquées alternativement sur les électrodes de déviation, si bien que le jet d'encre de couleur 3 est dévié sinusoïdalement. L'amplitude des oscillations sinusoïdales du jet dépend de la valeur de la tension de déviation, de la fréquence des impulsions, de la pression 25 de sortie et de la constante diélectrique de l'encre de couleur. Afin d'obtenir des bandes de couleur très nettes, l'amplitude des oscillations du jet doit être égale au moins à quatre fois le diamètre du conducteur 4 lorsque le jet d'encre atteint ce dernier. Pour amplifier cette amplitude, une électrode d'amplification cylindrique 5 est placée à environ 10 mm derrière les 30 électrodes du système de déviation électrodynamique 2. L'électrode d'amplification est connectée à un potentiel continu positif ou négatif ajustable de 2 à 4 kV. Ainsi, il est possible d'obtenir une amplification de l'amplitude d'oscillations de 100 à 500/2, en fonction de la valeur du potentiel continu appliqué. A une distance de 15 à 40 mm derrière l'électrode d'amplification 5, 35 le jet oscillant sinusoïdalement vient au contact du conducteur 4, qui se déplace perpendiculairement à cette électrode, et produit une demi-bande à chaque passage sur l'axe des abscisses. La figure 2 représente un dispositif électrique particulièrement approprié pour délivrer des impulsions de tension élevée. Dans ce dispositif, la 40 tension de sortie d'un oscillateur à basse fréquence 6 dont la fréquence et la BAD ORFGïfm 70 14749 4 2039433 tension sont réglables, ou d'une génératrice tachymétrique synchronisée avec la vitesse de production du fil, est amplifiée dans un amplificateur de puissance 7 et amenée ultérieurement à la tension voulue dans un transformateur 8. la tension fournie par les deux enroulements secondaires symétriques du transformateur est 5 redressée par les redresseurs 9 et 10 et appliquée à deux électrodes de déviation par des lignes courtes à faible capacitance et à faible perte» L'éjecteur 1 est connecté par un tube au réservoir d'encre de couleur 11 où l'encre est maintenue sous pression au moyen d'une bouteille d'air comprimé 12 reliée à une valve 13» 10 Pour obtenir des bandes de couleur complètes sur le conducteur isolé, deux dispositifs de déviation situés de chaque côté du conducteur sont nécessaires, comme il est déjà connu. Afin d'empêcher que les jets d'encre interfèrent, les deux dispositifs de déviation sont décalés longitudinalement par rapport au conducteur d'un ou plusieurs intervalles entre bandes. Pour ajuster très exactement les 15 deux demi-bandes, un dispositif de synchronisation est le plus souvent nécessaire. Cela est réalisé sous la forme d'une électrode de déviation continue horizontale 14 représentée de profil dans la figure 3a, de face dans la figure 3b et de dessus dans la figure 3c, connectée à un potentiel continu réglable de grande amplitude et pouvant avoir une forme ovale, rectangulaire ou de filament. Lorsque le jet 20 d'encre 3 traverse cette électrode, il est dévié de façon continue, l'angle de déviation augmentant lorsque le potentiel augmente. En pratique, un angle moyen de déviation est pris comme position normale et la synchronisation est effectuée en augmentant ou diminuant le potentielo La figure 4 représente un appareil approprié utilisant un système de 25 déviation pour l'application simultanée de trois bandes de couleurs différentes. Trois jets d'encre de couleur sortent d'un triple éjecteur 1 et sont déviés par le système de déviation alternative commun 2. L'amplification est réalisée dans un amplificateur à trois étages comportant trois électrodes interconnectées * électriquement alors qu'une électrode de déviation horizontale permanente distincte 30 14 est prévue pour chaque jet d'encreo Les avantages considérables apportés par la méthode de l'invention par rapport à celles connues sont, d'une part, l'augmentation sensible de la durée de vie du système du fait de l'absence de composants à oscillations mécaniques, ce qui simplifie la fabrication, et, d'autre part, une vitesse de production des fils 35 plus grande du fait de la fréquence d'oscillation plus élevée. De premières expériences ont révélé qu'une installation fonctionnait de manière satisfaisante jusqu'à 1400 Hz, ce qui, avec un intervalle entre les bandes de 5 mm, donne une vitesse de production de l'ordre de 850 m/mn. Pour le marquage des bandes de couleur à de telles vitesses de défilement, 40 on peut utiliser les mêmes compositions d'encre de couleur que celles utilisées dans BAD ORIGINAL 70 14749 5 2039433 les méthodes connues. Cependant, du fait du temps nécessaire à ces encres pour sécher, une longue distance de séchage est nécessaire après la formation des bandes, ce qui est préjudiciable à la production. Une meilleure encre ayant un temps de séchage plus faible a été recherchée. Une encre de couleur comprenant 95$ de solvant 5 et diluant, 2 à de liant (CFV) et 2 à de colorant s'est révélée particulièrement appropriée. Le solvant est constitué par 67/^ de chlorure de méthylène, 10fo de chloroforme et 23Î» de cyelohexanone. De plus, aux propriétés électriques et mécaniques recherchées s'ajoute un temps de séchage très court. L'expérience prouve que cette encre nécessite une distance d'environ un mètre pour sécher sur une gaine 10 encore chaude sortant d'une filière d'extrusion à la vitesse de 350 m/mn8 Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. èAD ORIGINAL 14749 6 2039433 REVENDICATIONS 1o Méthode de marquage en couleur de conducteurs électriques déplacés dans le sens de leur axe longitudinal et de préférence isolés par un matériau therno-plastique, utilisant un jet d'encre de couleur sortant sous pression d'un éjecteur fixe placé perpendiculairement audit conducteur, caractériséepar le fait que ledit 5 jet d'encre de couleur, dirigé linéairement sur ledit conducteur à sa sortie dudit éjecteur, est dévié sinusoïdalement à une certaine distance dudit éjecteur par un système de déviation électrodynamique, et que l'amplitude de la déviation est amplifiée ultérieurement par une électrode d'amplification électrostatique de forme cylindrique extérieurement et conique intérieurement. 10 2» Méthode conforme à la première revendication, caractérisée par le fait que le jet d'encre de couleur oscillant sinusoïdalement dans un plan vertical traverse \xne électrode de déviation électrostatique placée de façon asymétrique par rapport audit jet d'encre de couleur pour le dévier horizontalement de manière permanente. 15 3® Méthode conforme aux revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que pour marquer des bandes de couleur complètes sur le conducteur, des jets oscillants sont appliqués de chaque côté dudit conducteur en nombre égal à celui des bandes de couleurs différentes à marquer simultanément, les dispositifs de déviation opposés coopérant pour le marquage des bandes d'une couleur étant décalés dans le sens de 20 l'axe du conducteur d'un ou plusieurs intervalles entre les bandes. 4. Equipement pour réaliser la méthode de marquage en couleur de conducteurs électriques conforme à 1'une quelconque des revendications 1 à 3, constitué par un système de déviation électrodynamique comprenant deux fils parallèles isolés et une électrode d'amplification cylindrique extérieurement et conique intérieurement. 25 5. Equipement conforme à la revendication 4, comportant également une électrode de déviation électrostatique placée de manière asymétrique par rapport au jet d'encre de couleur. 6. Equipement conforme aux revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que des impulsions demi-sinusoïdales de tension élevée, positives ou négatives, 30 sont appliquées aux électrodes du système de déviation électrodynamique» 7. Equipement conforme aux revendications 4 à 6 prises dans leur ensemble, permettant d'appliquer plusieurs jets d'encre de couleur déviés parallèlement, caractérisé par le fait qu'une électrode de déviation électrodynamique commune, une électrode d'amplification comportant un nombre approprié d'ouvertures et des 35 électrodes de déviation horizontale distinctes sont prévues dans ce cas. BAD ORIGINAL