Brevet FR2508694A1 — publié le 19821231

La présente invention concerne un procédé et un appareil de fabrication d'un élément de cable optique multifibres à structure compartimentée dans lequel des fibres optiques sont disposées dans des rainures hélicoidales formées à la périphérie d'un jonc cylindrique. Un procédé de fabrication d'un élément de câble optique de ce type est décrit dans le brevet français nO 2.317.788. Ce procédé,ainsi que dans la plupart des procédés connus à ce jour, consiste à faire défiler le jonc dans un dispositif d1injection de fibres adéquat solidaire ponctuellement du jonc et libre en rotation. Le jonc, animé d'un seul mouvement de translation sensiblement uniforme, entraîne ainsi le dispositif d'injection en rotation, du fait qu'il suit les rainures qui se déplacent, au niveau du poste d'injection avec un mouvement de rotation apparent à la vitesse V telle que V = VL/P, où VL est la vitesse linéaire du jonc et P le pas (théoriquement constant) de l'hélice de chaque rainure.Ce dispositif suiveur commande à la fois le dispositif d'injection des fibres dans les rainures et un plateau tournant supportant les bobines débitrices de fibres. L'ensemble dispositif d'injection/plateau tournant est ainsi entraîné. en rotation à la vitesse V définie précédemment, ce qui permet aux fibres de suivre sensiblement tou jours le même cheminement entre leur bobine débitrice et leur point d'injection respectif dans le jonc. Ce type de procédé présente un certain nombre d'inconvénients lorsque l'on recherche des vitesses de production élevées.Ainsi, d'une part, la vitesse de production de l'élément de câble est limitée à cause des effets de la force centrifuge qui s'exercent à la fois - sur les bobines débitrices de fibres, ce qui a tendance à accroître les efforts mécaniques sur l'axe de chaque bobine et,par voie de conséquence, de modifier la tension exercée sur la fibre débitée à partir de la bobine; et - sur la fibre elle-même entre sa bobine débitrice et le dispositif d'injection. Or, si la trajectoire de la fibre se trouve modifiée, même de façon minime, les forces de frottement s'intensifient au niveau des points de contact, notamment dans le dispositif d'injection. La couche de protection des fi bres, ayant généralement seulement quelques microns d'épaisseur, peut ainsi être partiellement ou gravement détériorée, ce qui contribue à réduire les caractéristiques tant mécani- ques qu'optiques de la fibre, ainsi que sa durée de vie. D'autre part, le fait d'accroître les vitesses de production demande nécessairement des moyens de contrôle plus évolués, notamment le contrôle pendant la fabrication de l'affaiblissement linéique par la mesure d'un signal rétro-diffusé sur l'extrémité interne de la fibre sur sa bobine débitrice. Ce contrôle permet en effet de détecter les casses de fibres ou les zones d'absorption dues aux contraintes exercées sur la longueur de la fibre, par exemple, sous l'effet d'un coincement d'une fibre par les rubans de protection enroulés autour du jonc pour en fermer les rainures. Dans les procédés connus évoqués ci-dessus il est difficile de concevoir ces techniques de détection et de mesure des qualités des fibres sans avoir recours à des solutions extrêmement sophistiquées. La présente invention a pour objet de proposer un procédé et un dispositif de fabrication d'un élément de câble optique à structure compartimentée éliminant la plupart des inconvénients évoqués ci-dessus. La présente invention a pour autre objet de proposer un procédé de fabrication d'un élément de câble optique permettant une injection optimale permanente des fibres dans les rainures, indépendamment des fluctuations éventuelles des conditions de fabrication, notamment des variations de pas apparent des rainures, en supprimant ainsi les contraintes exercées sur les fibres,notamment au niveau du dispositif d'injection. La présente invention a pour autre objet de proposer un procédé de fabrication d'un élément de câble optique du type précité permettant d'atteindre des vitesses de production très élevées, sans nuire aux qualités optiques ou mécaniques de l'élément de câble optique. Pour ce faire, selon une caractéristique de la présente invention, le procédé de fabrication d'un élément de câble optique comprenant un jonc cylindrique comportant des rainures hélicoidales de pas déterminé pour recevoir les fibres optiques, comprend l'étape de faire défiler le jonc à une vitesse linéaire sensiblement uniforme,d'insérer en continu suivant un angle d'injection déterminé des fibres optiques, provenant de bobines débitrices de fibres, dans les rainures du jonc au niveau d'un dispositif d'injection de fibres, comporte les étapes plus spécifiques de faire tourner de façon contrôlée le jonc en défilement,à une vitesse de rotation sensiblement uniforme corrélée à la vitesse de défilement et au pas des rainures, de détecter les variations de pas apparent des rainures du jonc en défilement et en rotation pour fournir un signal de détection, et d'exploiter ce signal de détection pour fournir un signal de commande de conservation de l'angle d'injection déterminé des fibres dans les rainures. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le procédé de fabrication comprend l'étape de faire tourner à faible vitesse un bâti porteur des bobines dé bitrices de fibres concentriquement à l'axe du jonc en fonction du signal de détection pour maintenir, le cas échéant, en fonction des variations du pas apparent, les conditions d'injection d'as fibres constantes. Selon encore une autre caractéristique de la présente invention, le procédé de fabrication comprend les étapes de contrôler la vitesse de défilement du jonc et/ou la vitesse de rotation du jonc en défilement en fonction du signal de détection, pour corriger les variations de pas apparent éventuellement constatées et garder un dispositif d'injection, mais également le bâti porteur des bobines de fibres, stationnaire en rotation. De cette façon, d'une manière générale, au lieu de faire tourner les bobines débitrices de fibres, on fait tourner le jonc de manière sensiblement uniforme pour tendre à maintenir les bobines débitrices de fibres fixes, afin d'atteindre ainsi des vitesses de production élevées en s'affranchissant des problèmes de contraintes résultant de la force centrifuge et en autorisant en outre, si requis, le contrôle de l'atténuation en continu de ces fibres insérées dans le jonc. Selon une autre caractéristique de la présente invention,l'appareil de fabrication d'éléments de câbles optiques pour la mise en oeuvre de ce procédé,comprend une bobine de réception de jonc, un moteur d'actionnement pour faire tourner la bobine de réception de jonc un dispositif d'injection de fibres dans les rainures du jonc, un bâti support de bobines débitrices de fibres, ainsi qu'une bobine débitrice de jonc,des moyens moteurs d'entraînement pour faire tourner en synchronisme la bobine débitrice de jonc et la bobine réceptrice du jonc pourvu de fibres, un senseur sur le trajet du jonc entre ces deux bobines, pour détecter les variations du pas apparent des rainures et fournir un signal de détection de variation de pas, et des moyens exploitant le signal de détection pour fournir un signal de commande modifiant un paramètre de fonctionnement de l'appareil. Selon une autre caractéristique de l'invention, le paramètre de fonctionnement de l'appareil est une mise en rotation lente contrôlée du bâti support des bobines débitrices de fibres, une modification de la vitesse de défilement du jonc et/ou une modification de la vitesse de rotation du jonc autour des vitesses d'affichage. Le senseur, monté en un point fixe de l'unité de production, en amont du dispositif d'injection des fibres, sert ainsi à capter instantanément les variations lentes et rapides entre le pas de l'hélice du jonc et le pas de la machine. Ainsi, si VL est la vitesse linéaire du jonc, P1 le pas de l'hélice des rainures et P2 le pas de la machine, le senseur, généralement couplé mécanique-ment au jonc en engageant ces rainures, tourne à la vitesse 1 I V5 = ~1) 1 2 Comme P2 sera toujours ajusté à une valeur voisine de P1, le senseur tendra à être normalement immobile (ce qui est recherché) mais sera toutefois animé d'un mouvement de rotation faible dans un sens ou dans l'autre en cas de variations du pas de l'hélice des rainures et/ ou, le cas échéant, du pas de la machine. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation donnés à titre illustratif mais nullement limitatif faite en relation avec les dessins annexés bur lesquels La figure 1 représente un premier mode de réalisation d'un appareil de fabrication selon l'invention; et La figure 2 représente schématiquement un second mode de réalisation d'un appareil de fabrication selon l'invention. Sur les figures 1 et 2, les éléments analogues ou identiques portent les mêmes chiffres de référence, éventuellement indicés. L'appareil de fabrication d'éléments de câbles optiques selon l'invention, vise à introduire dans des rai nures hélicoldales d'un jonc 1, éventuellement armé, des fibres optique 2 débitées à partir de bobines débitrices de fibres 3,normalement entraînées ou freinées chacune par un dispositif débitant la fibre 2 à la même vitesse linéaire que la vitesse de défilement de l'hélice des rainures .Conformément à l'invention le jonc 1 préfabriqué,et réalisé par exemple par extrusion,est débité à partir d'une bobine débitrice de jonc 4, montée sur un bati tournant 5 entraîné en rotation (comme figuré par les flèches) par un moyen d'entraînement à moteur 6. De façon similaire, la bobine 7 de réception du jonc équipé de ses fibres optiques 1' est montée sur un bâti tournant 8, entrainé en synchronisme par le moyen moteur d'entraînement 6. La bobine réceptrice 7 est entrai née en rotation autour de son axe 9 par un dispositif 10 dont la vitesse de rotation, commandable, définit la vitesse de défilement du jonc 1 entre les deux bobines 4 et 7. Sur son trajet de défilement entre ces deux bobines, le jonc 1 passe dans un dispositif d'injection de fibres 11 axialement fixé, de structure connue, au niveau duquel les fibres 2 sont insérées par des guides dans les rainures du jonc 1, après quoi le jonc passe dans un dispositif de fermeture des rainures 12 réalisant par exemple un rubannage extérieur du jonc ayant reçu les fibres et/ou une extrusion d'une gaine autour du jonc.Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'appareil comporte en outre en amont du dispositif d'injection 11, un senseur 13 captant instantanément les variations lentes ou rapides entre le pas de l'hélice des rainures du jonc (P1) et le pas (P2) de la machine et fournissant en conséquence, dans le cas d'une variation d'un de ces paramètres, un signal de détection 14 à un dispositif de commande 15 pilotant un moteur 16 commandant en rotation, autour de l'axe du jonc, un plateau 17 sur lequel sont répartis angulaîrement les étriers 18 de support des bobines débitrices de fibres 3, et l'amener ainsi à suivre, dans un sens ou dans l'autre, la rotation lente constatée au niveau du senseur 13. La vitesse de défilement du jonc 1 et la vitesse de rotation des bâtis 5 et 8 étant corrélées pour définir un pas de machine P2 normalement égal au pas nominal P1 des rainures, il devrait normalement n'exister aucune dérive du pas du jonc ou du pas de la machine, de sorte que, dans cette condition optimale,le plateau 17 et le dispositif d'injectionll sont fixes. En réalité, il est extrêmement difficile d'atteindre cet équilibre, et il apparat en permanence une rotation lente positive ou négative du senseur 13 qui commande ainsi une rotation lente, positive ou négative, correspondante du plateau 17 de façon que l'angle d'injection des fibres dans leurs rainures respectives soit exactement conservé, même à des vitesses de défilement élevées du jonc 1. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, on retrouve la plupart des éléments du mode de réalisation de la figure 1. Ce mode de réalisation se distingue toutefois du précédent dans la mesure où il comprend des moyens de pilotage de l'appareil permettant d'utiliser un bâti fixe 17' supportant les étriers 18 des bobines débitrices de fibres 3, ce qui permet d'associer à chacune de ces bobines débitrices un dispositif 21 de mesure et de contrôle de l'affaiblissement linéique des fibres.Le senseur 13 est placé avantageusement à distance du dispositif d 'injection ll,toujours en amont de celui-ci, pour tenir compte de l'inertie des moyens moteurs d'entraînement et garantir ainsi une parfaite immobilité apparente en rotation des rainures du jonc 1 au niveau du dispositif d'injection 11.Dans ce mode de réalisation, le senseur 13 fournit un signal de détection 14 (résultant d'une variation du pas de l'hélice des rainures et/ou du pas de la machine) à un dispositif de commande 19 asservissant soit le moteur 10 d'entraînement en rotation de la bobine réceptrice 7, pour ajuster ainsi la vitesse de défilement linéaire du jonc, soit le moyen moteur 6 d'entraînement en rotation des bobines 5 et 8 du jonc pour corriger momentanément la vitesse normalement constante de rotation de ce jonc. I1 est ainsi possible d'atteindre des vitesses de production extrêmement élevées sans que des contraintes notables soient exercées sur les fibres 2, notamment au niveau du dispositif d'injection 11. Comme on le voit sur la figure 2, les bobines 3 étant stationnaires dans l'espace (quoique tournant normalement autour de leur propre axe), il est possible de positionner l'extrémité interne 20 de chaque fibre 2 dans l'axe de sa bobine débitrice 3 et de lui adjoindre un dispositif de contrôle 21 utilisant une fibre optique d'envoi d'un signal laser dans la fibre 2 et une fibre optique de lecture du signal rétro-diffusé, ce signal rétro-diffusé étant adressé à une centrale de mesure 22 contrôlant tour à tour chacune des fibres 2 et enregistrant l'évolution de l'atténuation linéique du signal de lumière cohérente introduit dans chaque fibre. Le senseur 13 comporte avantageusement une bague intérieure 23 susceptible de tourner folle dans le boîtier du senseur et comprenant des protubérances s'étendant radialement vers l'intérieur pour être normalement reçues dans les rainures du jonc 1. Cette bague est solidaire d'un index 24 formant codeur optique pour un dispositif de lecture 25 permettant un pilotage de l'installation. Ce système de codeur optique est commercialisé par exemple par la société dite "MCB" ou par la société dite "Equipements Scientifiques". Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'un élément de câble optique comportant un jonc cylindrique comportant des rainures hélicoldales de pas déterminé pour recevoir les fibres optiques,comprenani les étapes de faire défiler le jonc à vitesse sensiblement uniforme et d'insérer en continu suivant un angle d'injection déterminé les fibres optiques provenant de bobines débitrices de fibres dans les rainures au niveau d'un dispositif d'injection de fibres, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - faire tourner de façon contrôlée le jonc à une vitesse sensiblement uniforme corrélée à la vitesse de défilement et au pas des rainures; - détecter les variations de pas apparent des rainures du jonc en défilement et en rotation pour fournir un signal de détection; et - exploiter le signal de détection pour fournir un signal de commande de conservation de l'angle d'injection déterminé des fibres dans les rainures. 2 - Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce qu'il comprend l'étape de faire tourner un bâti (17) porteur des bobines débitrices de fibres (3) concentriquement à l'axe du jonc (1) en fonction du signal de détection. 3 - Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce qu'il comprend l'étape de contrôler la vitesse de défilement linéaire du jonc (1) en fonction du signal de détection. 4 - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape de con tracer la vitesse de rotation du jonc (1) en fonction du signal de détection. 5 - Appareil de fabrication d'un élément de câ- bles optique pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant : une bobine de réception du jonc équipé de fibres; un moteur d'entraînement pour faire tourner la bobine de réception, un dispositif axialement fixé d'injection de fibres optiques dans les rainures du jonc sur le trajet du jonc; et un bâti support de bobines débitrices de fibres optiques, caractérisé en ce qu'il comprend : une bobine débitrice (4) de jonc (1); des moyens moteurs d'entraînement (6) pour faire tourner en synchronisme la bobine débitrice (4) et la bobine réceptrice de jonc (7), un senseur (13) sur le trajet du jonc (1) entre les bobines débitrice (4) et réceptrice (7) pour détecter les variations instantanées du pas apparent des rainures et fournir un signal de détection (14), et des moyens (15;19) exploitant le signal de détection potr fournir un signal de commande modifiant un paramètre de fonctionnement de l'appareil. 6 - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bâti (17) porte-bobines de fibres (3) est monté tourillonnant autour d'un axe coaxial à l'axe du jonc (1), et en ce qu'il comprend un moyen moteur (16) d'entraî- nement du bâti tournant (17) et un dispositif de commande (15) de ce moyen moteur pour faire tourner le bâti portebobines de fil en fonction du signal de détection fourni par le senseur (13). 7 - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (19) pour commander le moteur (10) d'entraînement de la bobine réceptrice de jonc (7) en fonction du signal de détection fourni par le senseur (13). 8 - Appareil selon la revendication 5 ou la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (19) pour commander les moyens moteurs (6) d'entraînement des bobines débitrice (4) et réceptrice (7) du jonc (1). 9 - Appareil selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que le bâti (17') porteur des bobines débitrices de fibres (3) est stationnaire. 10 - Appareil selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend, en aval du dispositif d'injection (11), un dispositif (12) de fermeture des rainures du jonc ayant reçu les fibres optiques (2). 11 - Appareil selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que le senseur (13) comprend un co deur (24,25). 12 - Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que le senseur (13) comprend une bague centrale (23) comportant au moins un élément saillant vers l'intérieur destiné à être reçu dans une rainure du jonc (1) et solidaire d'un index (24) comportant des éléments de codage coopérant avec un lecteur (25) pour fournir le signal de détection (14). 13 - Appareil selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce qu'à chaque bobine débitrice de fibre (3) est associé un dispositif (21, 22) de contrôle de l'affaiblissement linéique d'un signal lumineux cohérent rétro-diffusé dans la fibre (2).