Brevet FR2044793A1 — publié le 19710226

La présente invention concerne les fibres optiques et plus particulièrement des améliorations d'une méthode et d'un appareil pour faire des rubans monofilaments utilisés poufc la construction de "fibrescopes". Le fonctionnement optimum d'un fibrescope pour la transmission d'images exige que les côtés ou les extrémités opposées des fibres correspondantes de la structure soient disposées selon un modèle géométrique identique. Pour produire des faces d'extrémités d'un fibrescope à modèle géométrique identique selon l'état de la technique, la méthode consistait à empiler de longs rubans de fibres un sur l'autre avec leurs extrémités opposées alignées aussi précis que possible, comme par exemple, tel que décrit dans le brevet N° 3.104.191 des E.U.A. Cette technique qui s'est avérée fatiguante et un peu difficile à exécuter et qui n'était pas particulièrement adaptée pour une chaîne de production a été dans beaucoup de cas abandonnée en faveur d'une technique développée récemment et donné en exemple par le brevet N° 3.033.731 des E.U.A. Cette dernière technique consistant à former les fibrescopes avec un nombre de rubans sans fin superposés, facilite le problème pour obtenir que les extrémités opposées aient la même forme géométrique, par le fait que la pile de rubans sans fin fut découpée d'une seule coupe transversale à travers la pile. Cependant, les rubans chacun sous forme d'une hélice compacte avec les enroulements ayant un pas égal ou légèrement supérieur au diamètre d'une fibre exigent une grande précision à l'empilage des rubans de façon que la direction de l'angle de l'hélice de chaque ruban corresponde à celui des rubans adjacents. Autrement, ce qui est bien connu par l'homme du métier, les rubans alternés ou couches de fibres qui n'ont pas le même angle d'hélice, c'est-à-dire l'une dirigée opposée à l'autre, produiront pour le fibrescope des faces émettri-ces et réceptrices d'images de qualité inférieure, ceci pour un fibrescope formé à l'aide de la technique d'une coupe unique, selon le brevet 3.033.731 des E.U.A. La présente invention surmonte les problèmes concernant l'alignement de l'angle de l'hélice pendant l'assemblage des structures de fibrescopes et en outre, élimine les difficultés rencontrées dans la production des hélices de fibres serrées ensemble dans laquelle se présentent des enroulements qui se chevauchent et/ou des espacements excessifs entre les enroulements exigent des opé 70 17315 2 2044793 rations manuelles difficiles et fatiguantes, pour obtenir des rubans que l'on puisse utiliser convenablement. Selon la présente invention, un ruban sans fin de fibres est enroulé avec ses enroulements placés un par dessus l'autre sur 5 une courte section de la longueur du ruban. Les enroulements sont alors tous ensemble alignés avec précision et superposés l'un par rapport à l'autre, sur une courte section du ruban et cimenter ou lier ensemble pour garder le ruban intact pour un assemblage subséquent avec d'autres rubans semblables pour une structure de fibre— 10 scope. Les longueurs restantes de fibres dans le ruban continu, qui finalement forment la partie intermédiaire flexible du fibrescope et qui n'exigent pas d'être alignées l'une par rapport à l'autre, peuvent être serrées ensemble au hasard par quoi les problèmes de l'état de la technique qui exigeaient un contrôle de 15 l'angle de la spirale ou des mécanismes d'enroulement sont évités. En outre, avec des rubans continus formés selon la présente invention, un assemblage de fibrescope peut être simplement formé en cimentant ensemble les rubans côté â côte 1'un par rapport à l'autre sans s'occuper de l'alignement de l'angle de spirale ou de 20 l'ajustage des rubans 1'un par rapport à 15autre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de=réalisation et en se référant aux dessins annexés dans lesquels: 25 La Figure 1, représente schëmatiquement en perspective, une technique et un appareil utile pour former les rubans sans fin de fibres selon les principes de la présente invention; La Figure 2, est une coupe fragmentaire â plus grande échelle prise le long de la ligne 2-2 de la Figure 1, 30 La Figure 3, représente en coupe un segment de l'appareil de la Figure 2, dans lequel une opération d'alignement de la présente technique de formation des rubans est représentée. La Figure 4, est une coupe fragmentaire à plus grande échelle prise le long de la ligne 4-4 de la Figure 1; 35 La Figure 5, est une coupe à plus grande échelle prise le long de la ligne 5-5 de la Figure 1; La Figure 6, représente en perspective un assemblage d'une pluralité de rubans de fibres duquel peut être produit un fibrescope en coupant transversalement à travers le faisceau et, 40 La Figure 7, est une vue en plan d'une face d'un fibresco- 17315 3 2044793 pe produit par une couoe par l'assemblage de la Figure 6, le long de la ligne 7-7. Description des modes de réalisation préférés. Les Figures 1 à 5, représentent une technique et des parties d'un appareil approprié à la fabrication de rubans sans fin de fibres monofilaments selon les principes de cette invention. En se référant plus particulièrement à la Figure 1, on voit qu'une fibre optique étirée 10, est enroulée sur un tambour 12, en mettant en rotation le tambour autour de son axe 14, pour former le ruban san fin 16. La fibre 10, est de préférence du genre conventionnel conducteur de lumière ayant une âme d'un matériau conducteur de lumière d'un indice de réfraction élevé recouvert ou plaqué d'un matériau ayant un indice de réfraction moins élevé de façon que la lumière entrant par une extrémité d'une longueur de fibre sera transmise à son extrémité opposée selon les principes de la réflexion interne totale. Qu'elle soit formée de verre ou de matières plastiques appropriées, la fibre 10 est exceptionnellement flexible et facilement adaptable à être enroulée sur le tambour 12. Le brevet N° 3.033.731 des E.U.A. décrit en détail la fabrication de fibres optiques telle que la fibre 10, et sa fonction en tant que dispositif transmetteur de lumière. Le tambour 12, sur lequel est enroulée la fibre 10, est pourvu d'une série de plaques 18 et 20, que l'on peut ajuster pour empiler des fibres. Les plaques 18 et 20, sont alignées en double rangées aur la longueur du tambour 12 et ièé paires correspondantes de plaques 18 et 20, dans les rangées doubles sont alignées sur le tambour 12, pour recevoir, avec chaque tour du tambour, un enroulement de la fibre 10, entre les plaques 18 et 20, de chaque paire alignée de celles-ci, lorsque la fibre 10, est a-limentée vers le tambour tel qu'illustré sur la Figure 1. Avant l'enroulement du ruban 16, ou d'un nombre de tels rubans sur le tambour 12, les plaques 18 et 20, sont espacées d'une distance égale de préférence a un diamètre de la fibre 10, mais inférieure à deux fois le diamètre de la fibre 10, de façon qu'avec chaque tour du tambour 12, un enroulement de la fibre 10., se place librement dans l'espace entre les plaques 18 et 20, et se repose d'elle-même contre la surface du tambour 12, ou contre un enroulement de fibre formé précédemment. L'espacement entre les plaques 18 et 20, étant inférieur à 70 17315 4 2044793 deux fois le diamètre de la fibre empêche un enroulement de la fibre 10, de glisser sous une autre.Les extrémités évasées vers l'extérieur 22, des plaques guident les enroulements dans l'espacement entre celles-ci. 5 En enroulant la fibre 10, entre les paires correspondantes de plaques 18 et 20, et autour de la partie restante du tambour 12, les enroulements 24 de la fibre 10, s'entassent l'un par dessus l'autre entre les plaques 18 et 20, tel que substantiellement représenté par la Figure 2, et sont assemblés ensemble sans 10 alignèment pour les parties restantes de leurs longueurs, tel qu'illustré par.les Figures 1 et 5. Les auges 2 6 en forme de V pour recevoir les fibres sont disposées en ligne avec les paires de plaques 18 et 20, correspondantes de chaque côté opposé des plaques (c'est-à-dire le côté du tambour 12, non montré, est identi-15 que au côté de celui-ci montré sur la Figure 1). Les auges 26 maintiennent en ligne les parties bottées des enroulements de fibres avec les parties des enroulements traversant 1'espacement entre les plaques 18 et 20. En se référant plus particulièrement à la Figure 2, on voit 20 que les plaques 18, sont soudées ou fixées d'une autre façon à un segment 28 de la surface d'enroulement du tambour, tandis que les plaques 20, se prolongent S travers les ouvertures 30 dans le segment 28, et sont fixées à une coulisse 32, disposée en dessous du segment 28, dans le tambour. Le coulisseau 32 peut être ajusté 25 ou réglé longitudinalement par rapport au tambour 12, de façon que toutes les plaques 20, puissent être déplacées vers ou éloignées de leurs plaques respectives 18. Une vis de réglage 34 est utilisée pour bloquer le coulisseau 32, dans la position de réglage désirée. L'arrêt réglable 36, est normalement réglé pour limiter le 30 mouvement des plaques 20, dans une direction éloignée des plaques 8, à une distance inférieure à deux fois le diamètre de la fibre 10. Avec le coulisseau 32, disposé contre l'arrêt 3 6 et fixé en place par la vis. 34, l'enroulement du ruban sans fin 1S est effectué simplement en mettant en position 1'alimentation-en fibres 10, 35 alignée avec un jeu choisi de paires de plaques 18 et20 et en tournant le tambour 12 autour de son axe 14. Après la formation d'un nombre désiré d'enroulements empilés 24, le mouvement de rotation, du tambour 12, est arrêté, la vis 34, est relâchée et le coulisseau 32, est tiré vers, les plaques 18, pour 40 serrer la pile., d 'enroulements de fibre entre celles-ci, et pour 17315 5 2044793 les mettre exactement l'un sur l'autre, tel qu'illustré par la Figure 3. A ce point, la vis 34 est de nouveau serrée afin de maintenir les enroulements 24 alignes et un-revêtement d'un ciment approprie, ou autre matériau de liaison 38 (Figure 4) est appliqué 5 à l'aide d'une brosse ou autre moyen approprié sur les deux côtés de la pile de fibres entre les paires de plaques 18 et 20. Après un temps suffisant au ciment 38, pour sécher le ruban 16 est relâché de sa position de serrage entre les plaques 18 et Il faut noter qu'un nombre de rubans sans fin 16j correspondant au nombre de paires doubles de plaques d'empilage 18 et 20, 25 peut être formé après un autre, avec une simple opération d'enroulement en conduisant la fibre d'alimentation 10, le long du tambour 12, a des positions successives d'enroulement des rubans. La longueur de la fibre 10 traversant le.tambour 12, entre des paires de plaques d'empilage est coupée après le révêtement par le ciment 30 de tous les rubans de fibres de façon à séparer les rubans l'un de l'autre. Un corps de fibrescope est réalisé en empilant et en cimentant ensemble les segments 38} initialement cimentés d'une pluralité de rubans 16, (Figure 6) . Une coupe! transversale par le corps 35 44, le long de 3a ligne 7-7 donnera alors des faces 46 du fibrescope avec une forme géométrique identique, une telle face est illustrée par la Figure 7. Il faut remarquer que les rubans 16, sont formés simplement rapidement et avec précision sans l'aide d'équipement coûteux de 40 bobinage et le besoin d'une manipulation manuelle des enroulements copy* 70 17315 6 2044793 Ils sont immédiatement adaptés à être empilés et cimentés ensemble côté à côte pour constituer des corps complets de fibrescopes sans avoir besoin d'aligner l'angle de spirale des enroulements. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées 5 par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'inveetion. 70 17315 7 2044793 REVENDICATIONS 1. Méthode pour faire des rubans sans fin de fibres optiques pour être employés dans la fabrication des fibrescopes cohérents, caractérisée par le fait que cela comporte les opérations suivantes : 5 a) enroulement d'une longueur continue d'une fibre conductrice de lumière autour d'un tambour avec des enroulements successifs de celle-ci dirigés lTun par dessus l'autre sur des sections correspondantes relativement courtes de leurs longueurs et avec les longueurs restantes de ces enroulements mises en bottes serrées; 10 b) disposer les parties de ces enroulements de ces parties courtes en alignement précis et disposés l'un par dessus l'autre; c) cimenter les enroulements ensemble en travers des longueurs alignées et cimentées; et d) enlever le ruban sans fin résultant du tambour par quoi un 15 nombre de tels rubans ainsi formés peut être disposé cote à côte avec des parties cimentées correspondantes de ceux-ci fixées ensemble et coupées transversalement afin de former un fibrescope cohérent. 2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée par le fait 20 que les sections de ces enroulements sont disposées l'une par dessus l'autre entre des plaques d'empilage parallèles sur le tambour avec les plaques, étant espacées d'une distance supérieure au diamètre de la fibre, mais inférieure à deux fois le diamètre de la fibre et que les parties de ces enroulements dans les sec-25 tions sont alignées et superposées l'une par rapport à l'autre en déplaçant les plaques d'empilage l'une vers l'autre suffisaïament pour rapprocher l'espacement entre elles à une largeur étant environ égale au diamètre d'une fibre. 5. Méthode selon la revendication 1, caractérisée par le fait 50 que les longueurs restantes de ces enroulements sont assemblées en faisceaux en les enroulant dans des sections d'auges. 4. Héthode selon la revendication 1, caractérisée p.ar le fait qu'une r.Iureiité de rubans sent enroulés en espacements successifs le long du taribcur de la mène longueur continue de fibre en 35 conduisant la fibre le long du tambour d'une position de bobinage de rubans à une autre et la fibre est coupée entre chaque ruban des enroulements successifs pour séparer les rubans l'un de 1'autre. 70 17315 8 2044793 5- Appareil de bobinage pour former des rubans sans fin de fibres ayant leurs enroulements empilés et cimentés et superposés l'un sur l'autre sur une longueur relativement courte de ceux-ci, l'appareil étant caractérisé par le fait qu'il comporte xm tam-5 bour rotatif autour de son axe et ayant une surface d'enroulement cylindrique, une première paire de plaques d'empilage espacées pour la fibre et fixées à la surface d'enroulement et une deuxième paire de plaques semblables chacune, disposée à côté et prallèle à une de la première paire de plaques, et des moyens poxir 3-0 déplacer la seconde paire de plaques vers/ et l'éloigner de la première paire de plaques par quoi un espacement peut être établi entre les paires de plaques pour recevoir librement .un enroulement par dessus un autre de la fibre enroulée entre celles-ci et les enroulements peuvent être pressés et alignés avec précisions par 15 le déplacement des deuxièmes plaques vers les premières plaques pour cimenter dans l'espace entre les paires de plaques poxir former l'un des rubans. 6o' Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le moyen pour déplacer la deuxième paire de plaques comporte 20 un coulisseau en dessous de la surface d'enroulement, lequel peut être déplacé longitudinalement par rapport au tambour, cette surface d'enroulement ayant des ouvertures communiquant avec le coulisseau adjacent aux plaques fixes par lesquelles se prolongent les dexixièmes plaques, les dexixièmes plaques étant fixées au 25 coulisseau poxir leur permettre xm mouvement vers/ et s'éloigner de ces premières plaques dans ces ouvertxires en déplaçant ledit coulisseau. 7* Appareil selon la revendication 5» caractérisé par le fait qu'il comporte, en outre, des auges de rassemblement poxir les 30 fibres sur la surface d'enroulement adjacent à chaque côté des paires de premières et deuxièmes plaques, les auges se prolongeant circonférentiellement sur la surface d'enroulement en alignement l'un avec l'autre et avec un espace entre les plaques de façon à pouvoir recevoir des .longueurs de ces enroulements s'étendant 35 vers 11 extérieur de cet espace entre les plaques et permet à c'es longueurs d'être assemblées ensemble en un faisceau. 8. Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il "comporte une pluralité de premières et dexixièmes plaques d'empilage disposées le long de la longueur de la surface d'en40 70 17315 9 2044793 roulement pour établir une pluralité correspondante de postes de bobinage de rubans. ■ 9. Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte une pluralité de premières et dexixièmes plaques 5 d'empilage disposées le long de la longueur de la surface d'enroulement pour établir une pluralité de postes de bobinage de rubans, toutes les plaques des deuxièmes paires étant fixées au coulisseau pour un mouvement simultané et automatique de celles-ci vers/ et pour s1 éloigner des premières paires de plaques fixes 10 après la mise en mouvement dudit coulisseau. 10. Appareil selon la revendication caractérisé par le fait que au moins une partie de la surface d'enroulement peut se retirer dans le tambour pour faciliter l'enlèvement des rubans du tambour. 15