Brevet FR2040220A1 — publié le 19710122

lU9Qk 1 20 A0220 La présente invention est relative à -là fabrication "de faisceaux de fibres et plus particulièrement à la fabrication de faisceaux de fibres optiques. Le procédé le plus classique - pour fabriquer une fibre de verre 5 optique consiste à utiliser une tige de verre, composée habituellement d'un noyau contenu dans une gaine de verre ayant un indice de réfraction inférieur et introduite, suivant le sens de son axe dans un four, et à étirer l'extrémité avant, fondue,en une fibre. Un procédé connu pour la fabrication d'un faisceau de fibres 10 consiste à opérer de la même façon que pour la fabrication d'une seule fibre, comme décrit ci-dessus, à savoir à introduire simultanément plusieurs tiges identiques dans le four, et à assembler les différentes fibres en un faisceau. ...... .. Ç!e procédé connu pour la fabrication d'un faisceau de fibres a 15 l'inconvénient que la longueur du faisceau est limitée par la longueur des tiges, autrement dit, la quantité de matière de chaque tige détermine' la longueur de la fibre obtenue."Lorsque les tiges sont complètement fondues ou lorsqu'elles ont atteint la longueur minimale qui permet encore de les maintenir convenablement, le pro-20 cessus doit être arrêté, puis recommencé avec de nouvelles tiges. Bien que le temps de fonctionnement.de la machine perdu pour la mise en place de nouvelles tiges soit considérable, cette perte de temps devait être acceptée-puisqu'-.on ne connaissait- aucun-moyen pour 1' éviter. Le problème à résoudre pour la fabrication continue de fais-25 ceaux d'une longueur quelconque est d'éviter la limitation qui résulte de l'utilisation de fibres d'une longueur finie. Le but de l'invention est de fournir un procédé et un appareil pour la fabrication de faisceaux de fibres d'une, longueur quelconque par une opération continue qui ne .nécessite pas d'arrêt du pro-30 cessus ou de l'appareil. ïïn procédé de fabrication d'un faisceau de fibres suivant l'invention consiste à faire fondre les extrémités alignées de plusieurs tiges parallèles espacées les unes des autres et ayant des longueurs progressivement décroissantes entre une longueur maximale et une 35 longueur minimale déterminées, à étirer simultanément les extrémités fondues en fibres tout en faisant avancer les tiges axialement vers les extrémités en cours de fusion, à déplacer l'ensemble des tiges dans le sens transversal, de la tige la plus longue vers la 70 1^904 2 20 40220 tige la plus courte, à disposer une nouvelle tige ayant la longueur maximale à la place libérée par la tige"- de longueur maximale qui la précède immédiatement dès que celle-ci s'est déplacée d'une distance déterminée, dans le sens transversal, et à enlever chaque tige 5 dès qu'elle atteint la longueur minimale, le rapport entre la vitesse transversale des tiges et leur vitesse d'alimentation dans le sens axial étant constant, et à assembler les fibres en un faisceau. Chaque tige peut être en verre, en matière plastique, ou en une autre matière qui se ramollit à chaud. ' 10 .Chaque tige peut être constituée par une âme en verre entourée par une gaine composée de verre ayant un indice dé réfraction plus bas. Chaque tige-peut également avoir la même composition dans sa totalité, et chaque fibre étirée d'une tige peut être révêtue d'une substance ayant les propriétés choisies1avant;d'être assemblée en 15 un faisceau avec d'autres fibres. La matière'dé la tige"peut être transparente et la substance de■revêtement peut être' opaque. La substance de revêtement peut également être transparente, mais avoir un indice de réfraction qui est inférieur à celui de la tige. Un appareil pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus com-20 prend un four, un dispositif pour maintenir les tiges espacées et parallèlement les unes par rapport aux autres, un dispositif pour introduire les tiges'simultanément dans le sens axial dans le four, un dispositif pour déplacer l'ensemble des tiges dans le sens transversal à une vitesse qui présente- un rapport constant avec la vites-25 se d'alimentation axiale, et un dispositif d'étirage qui entre en action lorsque les extrémités des tiges à l'intérieur du four ont été fondues, et qui étire ces extrémités fondues en fibres. - Le dispositif pour déplacer les tiges transversalement peut être agencé de façon à déplacer les tiges suivant une trajectoire 30 linéaire ou suivant une trajectoire courbe, et le four a une conformation qui est adaptée à cette trajectoire.- ' - Le dispositif pour maintenir les tiges :et pour -les déplacer transversalement peut se présenter sous la forme "de courroies transporteuses équipées d'organes de maintien pour leè tiges. L'espace-35 ment entre les organes de maintien voisins est de préférence partout le même. . ' ' * • Le dispositif pour maintenir les tiges et pour les déplacer transversalement peut être combiné avec le dispositif pour l'ali- 14904 3 20 40220 mentàtion des tiges dans le sens axial, et peut être constitué par deux convoyeurs espacés dont les courroies sont équipées d'organes de maintien pour les tiges, la trajectoire d'au moins l'une des courroies étant oblique par rapport aux axes des tiges. 5 ^ Dans l'agencement décrit ci-dessus, le trajet d'un des convoyeurs peut former un angle droit avec les axes des tiges, de sorte que ce convoyeur est en mesure de déplacer les tiges transversalement seulement, la trajectoire de l'autre convoyeur étant oblique par rapport aux axes des tiges, de sorte que cet autre convoyeur 10 est en mesure d'appliquer aux tiges une composante transversale et une, .composante de mouvement axiale, cette dernière pour l'alimentation des tiges dans -le sens axial, les convoyeurs étant accouplés l'un à l'autre par des engrenages, de sorte que les vitesses de circulation des courroies gardent le même rapport constant qui est 15 nécessaire:pour assurer le rapport fixe entre le mouvement transversal et l'avance axiale. Suivant une variante, les courroies des deux convoyeurs peuvent être disposées parallèlement et leurs trajets étant obliques par rapport aux axes des tiges. Cet agencement a l'avantage que les 20 deux convoyeurs circulent toujours à la même vitesse l'un par rapport à l'autre, ce qui évite la complication de l'installation. L'angle d'inclinaison du convoyeur oblique par rapport aux axes des tiges.peut être variable, de sorte que la vitesse transversale des tiges peut être modifiée par rapport à la vitesse axia-25 le. Dans l'agencement mentionné en dernier, où l'un des convoyeurs est.oblique et où l'autre forme un angle droit avec les axes des tiges, le. rapport de transmission entre les deux convoyeurs doit également ê tre variable. L'appareil peut comporter des dispositifs automatiques pour 30 l'insertion de nouvelles tiges de longueur maximale et pour l'enlèvement de tiges ayant atteint la lonsrueur minimale. Des tiges de certaines substances, ayant une viscosité et/ou une tension superficielle élevées, ont tendance à produire des fjbres dont _les extrémités avant ? ont plus larges. Une fibre ayant une te 35 le extrémité élargie ne peut pas être assemblée dans un faisceau de fibres; en pareil cas, le procédé peut en outre comprendre l'enlèvement de l'extrémité avant élargie du bout'fondu de chaque nouvelle tige placée à l'endroit libéré par la tige qui la précède 70 14904 4 20 40220 immédiatement, avant que ladite fibre ne soit incorporée dans le faisceau. Le procédé pour l'enlèvement d'une extrémité avant élargie d' une fibre peut comprendre la détection d'une telle extrémité élar-5 gie, l'enlèvement de cette extrémité élargie par une.coupe,- de sorte que l'extrémité de la fibre est alors suspendue librement, cette extrémité libre étant ensuite soufflée vers les autres fibres en cours d'assemblage en faisceau. L'appareil pour la mise en oeuvre du procédé d'enlèvement de 10 l'extrémité élargie d'une fibre peut comporter un organe de détection optique tel qu'une cellule photo-électrique, un relais commandé par cette dernière, et un mécanisme de cisaillement qui est commandé par le relais. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor-15 tiront plus clairement de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, ainsi que des dessins annexés dans lesquels : les Fig. 1 et 2 montrent un appareil classique pour la fabrication de faisceaux de fibres; 20 la Fig. 3 est une vue d'un appareil suivant l'invention dans lequel les tiges sont déplacées transversalement suivant une trajectoire linéaire; les Fig. 4 et 5 sont des vues d'un appareil suivant l'invention dans lequel les tiges sont déplacées transversalement suivant 25 une trajectoire courbe; 1" Fig. 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la Fig. 3 (l'agencement représenté à la Fig. 6 est également" applicable / aux installations représentées aux Fig. 4 et 5). Au dessin annexé, la référence 1 désigne des tiges, 2 désigne 30 un four et 3 désigne des fibres étirées des tiges. Dans l'appareil classique représenté aux Fig. 1 et 2, les tiges 1 ont toutes la même longueur et sont serrées sur une barre 4 qui est avancée vers le four 2 par un mécanisme d'alimentation 5. Ce mécanisme-d'alimentation est seulement représenté à la Fig. 2, mais l'appareil de la 35 Fig. 1 comporte un mécanisme d'alimentation qui peut être identique à celui de la Fig. 2. La référence 6 à la Fig. 2 désigne un tambour rotatif servant de dispositif d'étirage des fibres et de récepteur pour le faisceau de fibres. 70 14904 5 20 40220 La Fig. 3 montre un appareil suivant l'invention dans lequel les tiges 1A à 1H, de longueur progressivement décroissante sont supportées par des organes de maintien fixés sur les courroies de deux convoyeurs 7 et 8. Les fibres 3A à 3H sont étirées des tiges 5 1A à 1H. La courroie du convoyeur 7 circule obliquement par rapport aux axes des tiges 1A à 1H, et la courroie du convoyeur 8 circule à angle droit par rapport aux axes de ces tiges. 9 désigne un moteur pour l'entraînement des convoyeurs 7 et 8, et un engrenage 10 assure un rapport constant entre les vitesses de circulation des 10 deux convoyeurs. Les axes des tiges de cet appareil se trouvent dans le même plan. Dans l'agencement représenté aux Fig. 4. et 5, le four 2 est circulaire, les tiges sont disposées en un cercle à l'intérieur du four, et les courroies des convoyeurs sont guidées suivant une tra-15 jectoire courbe. L'agencement est par ailleurs exactement équivalent à celui représenté à la Fig.3. A la Fig. 6, la référence 11 désigne une source de lumière avec un système à lentilles qui dirige un faisceau de lumière contre la fibre 3A qui est étirée de la nouvelle tige 1A occupant la 20 position libérée par la tige de longueur maximale qui la précède immédiatement. 12 désigne une cellule photo-électrique avec un système à lentilles recevant la lumière réfléchie par la fibre 3A et dirigeant cette lumière réfléchie vers la cellule photo-électrique 12. Cette dernière commande un relais 13 commandé par la cellule 12 25 et qui' actionne lui-même un mécanisme de cisaillement 14 monte de telle manière que lorsqu'il est actionné, il coupe la fibre 3A étirée de la nouvelle tige 1A. La référence 15 désigne un dispositif de soufflage qui entre en action après l'actionnement du mécanisme de cisaillement et qui souffle l'extrémité librement suspendue de 30 la fibre 3A vers les autres fibres 3B - 3H en cours d'assemblage en faisceau. Pendant le fonctionnement de l'appareil classique, représenté aux Fig. 1 et 2, toutes les tiges ont la même longueur et elles sont toutes introduites dans le four à la même vitesse et dans le 35 sens axial seulement. Elles sont toutes fondues à la même vitesse, de sorte qu'elles atteignent simultanément, la longueur minimale permettant encore un maintien convenable. L'appareil doit alors être arrêté pour permettre le chargement d'un jeu complet de nou 70 14904 6 20 40220 velles tiges. Cette opération fait perdre du temps et signifie que le faisceau de fibres peut être interrompu. Pendant le fonctionnement de l'appareil suivant l'invention, représenté aux Fig. 3, 4, 5 et 6, les tiges sont déplacées trans-5 versalement, par rapport à leurs axes, par les convoyeurs 7 et 8, ce dernier assurant un simple mouvement transversal, tandis que le convoyeur 7 produit un mouvement dont une composante est transversale et dont l'autre composante est axiale. Le rapport de transmission de l'engrenage 10 est tel que la vitesse linéaire du convoyeur 10 8 est identique à la composante transversale de la vitesse du convoyeur 7. Au moment où chaque tige atteint la position 1H, qui est la position à laquelle la tige a atteint la longueur minimale choisie, elle est enlevée, et au moment où chaque tige s'est déplacée d'une 15 distance choisie depuis la position 1A, où sa longueur est maximale, une nouvelle tige de longueur maximale est mise à la place libérée par la tige qui la précède. ■ Lorsqu'une nouvelle tige 1A est introduite, une fibre 3A est étirée à partir de son extrémité. Si l'extrémité avant de cette fi-20 bre est élargie, la quantité de lumière venant de la source lumineuse 11 et réfléchie vers la cellule photo-électrique 12 change. La cellule 12 actionne alors le relais 13 qui fait fonctionner le mécanisme de cisaillement 14, de sorte que l'extrémité élargie de la fibre 3A est coupée et tombe hors du passage, si bien que la fi-25 bre 3A présente un nouveau bout non élargi. Après l'actionnement du mécanisme de cisaillement 14, le dispositif de soufflage 15 souffle le nouveau bout avant de la fibre 3A vers les autres fibres 3B à 3H, de sorte que la fibre 3A est prise et entraînée avec le faisceau en cours de formation. 30 Dans le procédé qui vient d'être décrit, une tige seulement est remplacée à chaque fois et le processus se déroule de façon continue. Comme une rupture à de long intervalles dans une fibre faisant partie d'un faisceau n'est généralement pas importante, il est ainsi possible de fabriquer des faisceaux continus de fibres d' une longueur quelconque, sans arrêt de l'installation. 70 1490.4 7 20 40220 Revendications 1 - Procédé pour la fabrication d'un faisceau de fibres par la fusion simultanée des extrémités de plusieurs i;iges parallèles •espacées, et par l'assemblage des fibres étirées de ces tiges, ca- 5 ractérisé en ce que les tiges ont des longueurs progressivement décroissantes . entre une longueur maximale-et une longueur minimale déterminées, tandis que les tiges sont déplacées simultanément, en ' bloc, pendant.l'étirage de leurs extrémités fondues, d'une part, dans le sens axial vers l'extrémité en cours de fusion et, d'autre 10 part, transversalement, dans le sens allant de la tige la plus longue vers la tige la plus courte, une nouvelle tige de longueur maximale étant placée à la position libérée par la tige de longueur maximale qui la précède immédiatement, dès que cette tige a été déplacée transversalement d'une distance déterminée, chaque tige étant 15 enlevée dès qu'elle atteint la longueur minimale déterminée, le rapport entre la vitesse transversale des tiges et leur vitesse axiale étant constant. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tige utilisée pour la mise en oeuvre du procédé se compose 20 d'une âme en.verre qui est entourée par une gaine composée d'un verre ayant un indice de réfraction inférieur. 3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les tiges utilisées pour la mise en oeuvre du procédé ont toutes la même composition unitaire, les fibres étirées des tiges étant 25 revêtues d'une substance ayant des propriétés choisies, avant que les fibres ne.soient assemblées en un faisceau. 4 - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les tiges sont en une matière transparente, la- substance de revêtement utilisée pour la mise en oeuvre du prr^dé étant opaque. 30 5 - Procédé suivant la revendicatior , caractérisé en ce que les tiges sont en une matière transparence, la substance de revêtement étant également transparente mais présente un indice de réfraction qui est inférieur à celui des tiges. 6 - Procédé suivpnt la revendication 1, caractérisé en ce que 35 l'on détecte un élargissement de l'extrémité avant d'une fibre étirée de l'extrémité fondue d'une nouvelle tige placée à la position libérée par 1? tige de longueur maximale qui la précède immédiatement, cette détection étant effectuée avant"1'incorporation de la 70 14904 8 20 40220 dite fibre dans le faisceau, et étant suivie par la coupe de l'extrémité élargie et le soufflage de la nouvelle extrémité avant de la fibre coupée vers les autres fibres formant le faisceau. 7 - Appareil pour la. mise en oeuvre du procédé suivant la re-5 vendication 1, comprenant un dispositif pour maintenir des tiges d'une matière fusible disposée parallèlement et à une certaine distance les unes des autres, et pour introduire ces tiges axialement dans un four pendant que les fibres sont étirées des extrémités fondues des tiges et assemblées en un faisceau, caractérisé en ce 10 qu'il comporte un dispositif appliquant un mouvement transversal à l'ensemble des tiges pendant leur mouvement axial afin de les déplacer ensemble transversalement, le rapport entre ces deux mouvements restant constant, et un dispositif:pour la mise en place d' une nouvelle tige de longueur maximale à la place libérée par la 15 tige de longueur maximale précédente, par suite du déplacement transversal des tiges, et pour l'enlèvement de la. tige la plus courte lorsqu'elle atteint la longueur minimale choisie. 8 - "Appareil suivant"larrBveiKtttîBlTron- T, caractérisé en ce que le dispositif pour le déplacement transversal des tiges est agencé 20 de sorte que les tiges suivent une trajectoire linéaire. 9 - Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif pour déplacer les tiges transversalement est agencé de sorte que les tiges suivent une trajectoire courbe, le four ayant une conformation qui correspond à cette trajectoire". 25 10 - Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif pour maintenir et pour déplacer les tiges transversalement est constitué par des courroies de convoyeurs équipées d'organes de maintien pour les tiges. 11 - Appareil suivant la revendication 10, caractérisé en ce 30 que les organes de maintien adjacents sont espacés de distances égales. 12 - Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif pour maintenir et pour déplacer les tiges transversalement est combiné avec le dispositif pour l'introduction des 35 tiges dans le sens axial, et se compose de deux convoyeurs espacés comprenant chacun une courroie équipée d'organes de maintien des tiges, la trajectoire d'au moins l'une des courroies étant oblique par rapport aux axes des tiges. 70 14904 9 20 40220 13 - Appareil suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la trajectoire de l'un des convoyeurs est à angle droit par rapport aux axes des tiges, de sorte que ce convoyeur est en mesure d' appliquer seulement un mouvement transversal aux tiges, la tra.jec-5 toire de l'autre convoyeur étant oblique par rapport aux axes des tiges, de sorte que cet autre convoyeur est en mesure d'appliquer une composante de mouvement transversal ainsi qu'une composante de mouvement axial auxdites tiges, les convoyeurs étant accouplés 1' un à l'autre par des engrenages, de sorte que les vitesses de cir-10 culation des courroies présentent le rapport constant qui est nécessaire pour obtenir le rapport désiré entre le mouvement transversal et le mouvement axial. - 14 - Appareil suivant la. revendication 12, caractérisé en ce que les courroies des deux convoyeurs sont parallèles, les trajec-15 toires des deux convoyeurs étant obliques par rapport aux axes des tiges. 15 - Appareil suivant la revendication 13, caractérisé eri ce que l'angle formé entre le convoyeur oblique et les axes des tiges est variable, le rapport de la transmission entre les convoyeurs 20 étant variable dans la même mesure. 16 - Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que l'angle formé entre les convoyeurs et les axes des tiges est variable. 17 - Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce 25 qu'il comprend un dispositif optique qui détecte la présence d'une extrémité avant élargie sur une fibre étirée d'une tige nouvellement mise en place, ainsi qu'un dispositif de cisaillement commandé par le dispositif de détection et coupant l'extrémité avant élargie de ladite fibre, et un dispositif pour l'introduction de la 30 nouvelle extrémité avant de ladite fibre dans le faisceau de fibres en cours de formation. 18 - Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'une cellule photo-électrique détecte la présence d'une extrémité avant élargie sur une fibre étirée d'une tige nouvellement mise en 35 place, cette cellule commandant un relais qui actionne un mécanisme de cisaillement monté sur la trajectoire de passage de ladite fibre et coupant l'extrémité élargie de celle-ci, la nouvelle extrémité avant de la fibre étant ensuite soumise à l'action d'un 1£,90Â 10 20 40220 dispositif qui la souffle vers les autres fibres du faisceau en cours de formation.