Brevet FR2505497A1 — publié le 19821112

DISPOSITIF DE MESURE DIRECTE D'UNE FORCE NOTAMMENT DE TRACTION EXERCEE SUR UN CABLE, ET DISPOSITIF DE COMMANDE L'INCORPORANT La présente invention a pour objet un. dispositif de mesure d'une force, notamment de traction, exercée sur un câble, ainsi qu'un dispositif de commande l'incorporant. On connaît déjà des dispositifs permettant de mesurer directement les forces de tractions exercées sur les câbles lors de leur enroulement et de leur déroulement. Ces dispositifs mesurent la tension du câble à l'aide d'un palpeur mécanique consistant en une poulie en contact avec le câble et sont en général utilisés en combinaison avec une boucle électronique d'asservissement qui maintient constante la tension du câble. De tels palpeurs ont pour inconvénient- d'exercer des contraintes sur le câble qui peuvent détériorer celui-ci et donnent en outre des mesures seulement approximatives. On connaît d'autre part des dispositifs permettant de mesurer indirectement les forces de traction exercées sur les câbles lors de leur enroulement et de leur déroulement en mesurant le couple moteur ou le couple résistant nécessaire à ces opérations et en tenant compte en outre, à chaque instant ou par degrés, du diamètre d'enroulement ou de déroulement du câble. De tels dispositifs sont compliqués à mettre en oeuvre et ne donnent qu'une valeur approchée de la tension du câble. Dans le cas où ils sont utilisés pour un asservissement, un à-coup préjudiciable se produit lors de chaque changement de couche étant donné que la mesure du diamètre d'enroulement ou de déroulement est souvent réalisée par comptage des spires, c'est-à-dire d'une manière elle-même indirecte. La présente invention concerne donc un dispositif de mesure directe d'une force, notamment de traction, exercée sur un câble et qui n'implique pas de contact mécanique entre le capteur et le câble. Un tel dispositif est particulièrement avantageux dans le cas des câbles ou éléments de câbles destinés aux transmissions optiques. L'invention concerne un dispositif de mesure directe d'une force de traction exercée sur un câble enroulé ou déroulé à partir d'un touret caractérisé en ce qu'il comporte un chariot supportant ledit touret et mobile dans la direction de déplacement du câble et en ce qu'un capteur de force est disposé entre ledit chariot et une butée fixe. L'invention concerne également un dispositif de mesure directe d'une force exercée sur un câble par un poste de travail traversé par ledit câble caractérisé en ce qu'il comporte un chariot supportant ledit poste de travail et mobile dans la direction de déplacement du câble et en ce qu'un capteur de force est disposé entre ledit chariot et une butée fixe. L'invention concerne en outre un dispositif de commande d'une force de traction exercée sur un câble mettant en oeuvre un dispositif de mesure de la force de traction mentionné ci-dessus et un asservissement de la force de traction du câble. L'invention concerne enfin un dispositif de commande d'une force exercée sur un câble par un poste de travail traversé par celui-ci et mettant en oeuvre un dispositif de mesure de la force exercée sur le câble, tel que mentionné ci-dessus, et un asservissement agissant sur au moins un paramètre du poste de travail ou sur la vitesse de défilement du câble de manière à asservir la force exercée sur la câble par ledit poste de travail, à une valeur de consigne donnée. On notera que le terme générique câble employé dans la description englobe outre les câbles proprement dits, les éléments de câbles, c'est-à-dire par exemple les câbles coaxiaux élémentaires destinés à être câblés, les joncs cylindriques rainurés avec ou sans fibres optiques, les conducteurs centraux des câbles coaxiaux élémentaires et les fibres optiques unitaires. L'invention sera mieux comprise dans la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins où: - les figures la et lb représentent un dispositif de mesure de la force de traction, suivant l'invention, respectivement en vue latérale et en coupe suivant AA, - la figure 2 représente une variante des figures la et lb; - la figure 3 représente un dispositif de mesure de la force exercée sur un câble par un poste de travail, selon l'invention, - la figure 4 est un diagramme d'asservissement, selon l'invention, - la figure 5 représente une variante de l'invention adaptée à un enroulement ou un déroulement suivant un axe vertical. Les figures 1 Les figures lá et lb représentent un touret 1 d'axe horizontal 3 sur lequel un câble 2 doit être enroulé ou à partir - duquel il doit être déroulé. L'axe 3 du touret est porté par une paroi 13 d'un chariot 4 rendu mobile par des roulements 10 par rapport à un bâti fixe 11. Dans le cas d'un enroulement, on peut utiliser un moteur 5 entraînant le touret 1 par l'intermédiaire d'un coupleur 6. Dans le cas d'un déroulement, on peut utiliser un frein asservi ou un moteur bloqué assurant un freinage avec asservissement de courant. Une paroi 7 perpendiculaire à la paroi 13 est susceptible de venir en butée sur une paroi 9 qui porte un capteur de force 8. A titre de variante, le capteur est porté par la paroi 7 ou simplement interposé. La paroi 9 est solidaire du bâti fixe 11. Le câble 2 est dévidé par la partie inférieure du touret 1 à travers une fenêtre 12 ménagée dans la paroi 7 et dans la paroi 9. Le capteur 8 mesure ainsi une force dont la valeur absolue est égale, aux frottements des roulements 10 près, à la force de traction exercée sur le câble 2. La figure 2 est une variante des figures la et lb où un touret 1' reçoit ou dévide un câble 2' à sa partie supérieure. Le touret 1' est porté par un chariot 4' rendu mobile par des roulements 10' par rapport à un bâti fixe 11'. Le chariot 4' porte une paroi 7' qui s'étend au plus jusqu'au fût de la bobine 3', si celle-ci est d'axe horizontal. La paroi 9' sert de butée à la paroi 7'. Un capteur de force 8' est disposé entre la paroi 7' et la paroi 9', soit solida e de la paroi 7' ou de la paroi 9', soit simplement interposé entre celles-ci. La figure 3 représente un dispositif de mesure de la force exercée sur un câble 32 par un poste de travail 33 traversé par celui-ci. Le poste de travail 33 est solidaire d'un chariot 34 rendu mobile par rapport à un bâti fixe 36 par l'intermédiaire de roulements 40. Le câble défilant selon le sens indiqué par la flèche est enroulé sur un touret récepteur 31. Le chariot 34 porte une paroi 37 susceptible de venir en butée sur une paroi fixe 39 solidaire du bâti 36. Un capteur de force 38 est porté par la paroi 37 ou la paroi 39 ou bien est simplement interposé entre celles-ci, de telle sorte qu'il mesure la force d'appui du chariot sur la paroi fixe 39. Cette force est égale en valeur absolue à la force exercée sur le câble par le poste de travail 33. A titre de variante non représentée, le capteur de force peut être disposé à l'arrière du chariot et travailler en extension. La figure 4 représente un amplificateur différentiel 41 qui reçoit à son entrée non inverseuse une tension de référence VREF et à son entrée inverseuse la tension VM de mesure donnée par le capteur de force. Un boîtier d'asservissement 42, classique, assure la commande d'un moteur 45 ou d'un frein de telle sorte que VM soit à chaque instant pratiquement égal à VREF. Lorsqu'un câble est déroulé ou enroulé à partir d'un touret, on peut mettre en oeuvre un moteur relié où l'axe du touret par un coupleur électro-magnétique, le moteur étant commandé par le boîtier 42 dans un sens correspondant à l'enroulement du câble. Dans le cas où le câble est déroulé, l'ensemble. moteur-coupleur agit comme un frein, et dans le cas où il est enroulé, il agit comme un moteur d'enroulement, et on obtient un asservissement de la tension du câble. Lorsqu'un câble est déroulé à partir d'un touret, on peut mettre en oeuvre un frein commandé par le signal de sortie du boîtier 42 et on obtient également un asservissement de la tension du câble. Lorsqu'un câble traverse un poste de travail (voir figure 3), l'asservissement peut jouer sur au moins un paramètre du poste de travail de manière à asservir la force exercée sur le câble à une valeur de consigne donnée. Par exemple, si le poste de travail est un poste de découpe, à l'aide d'un outil chauffé, de rainures dans un jonc cylindrique, le paramètre peut être la température de l'outil de coupe. L'asservissement peut, en variante, agir sur la vitesse de défilement du câble de manière à asservir la force exercée sur celui-ci à une valeur de consigne donnée, par exemple en agissant sur un moteur d'enroulement du touret récepteur 31. La figure 5 représente une variante de l'invention, correspondant à un défilement d'un câble 52 dans une direction verticale. Un touret 51 d'axe- horizontal 53 est relié par des moyens de fixation 64 à un chariot 54. La partie inférieure 57 du chariot repose sur un bâti fixe 59 par l'intermédiaire d'au moins un capteur de force 58. Le touret 51 peut être couplé à un frein ou à un moteur. Le mouvement du chariot 54 est préférentiellement guidé dans une direction verticale par des moyens 60 qui peuvent consister en au moins deux guides d'axe vertical-répartis dans un plan ou en un ou plusieurs guidages cylindriques classiques. Il faudra, bien entendu, tenir compte du poids du câble déroulé de manière à effectuer la correction correspondante. Suivant une autre variante non représentée, un câble défile dans une direction verticale à travers un poste de travail. Le poste de travail repose sur un bâti par l'intermédiaire d'au moins un capteur de force. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation explicitement décrits. Ainsi, la mobilité entre le chariot et le bâti peut être réalisée par tout moyen introduisant de faibles frottements (microrouleaux, suspension par coussin d'air, film d'huile, etc...). On remarquera que l'on mettra de préférence en oeuvre des capteurs de force qui ne présentent que des déplacements propres de faible amplitude (par exemple des capteurs piézo-résistifs). En effet, on minimise ainsi en proportion les forces de frottement induites par la liaison entre le bâti et le chariot et/ou les moyens de guidage. La mesure et/ou l'asservissement peuvent être réalisés aussi bien en technique analogique que numérique. R.E V E N Dl C A T I ON S 1. Dispositif de mesure directe d'une force de traction exercée sur un câble enroulé ou déroulé à partir d'un touret caractérisé en ce qu'il comporte un chariot (4, 4', 54) supportant ledit touret (1, 1', 51) et mobile dans la direction de déplacement du câble (2, 2', 52) et en ce qu'un capteur de force (8, 8', 58) est disposé entre ledit chariot (4) et une butée fixe (9, 9', 59). 2. Dispositif de mesure directe d'une force exercée sur un câble par un poste de travail (33) traversé par celui-ci caractérisé en ce qu'il comporte un chariot (34) supportant ledit poste de travail et mobile dans la direction de déplacement du câble et en ce qu'un capteur de force (38) est disposé entre ledit chariot (34) et une butée fixe (39). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un moteur (5) entrainant en rotation ledit touret (4, 4') par l'intermédiaire d'un coupleur (6), dans un sens correspondant à un enroulement du câble. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le câble est déroulé à partir dudit touret (1, 1', 51) et en ce que celuici est retenu par un frein. 5. Dispositif de commande d'une force de traction exercée sur un câble caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une des revendications 30u 4 et un asservissement (41, 42) agissant sur le frein ou le moteur (5) de manière à asservir la force de traction du câble (2, 2', 52) à une valeur de consigne donnée. 6. Dispositif de commande d'une force exercée sur un câble par un poste de travail traversé celui-ci caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon la revendication 2 et un asservissement agissant sur au moins un paramètre du poste de travail de manière à asservir la force exercée sur le câble (32) à une valeur de consigne donnée (VREF). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit poste de travail est un poste de découpe, à l'aide d'un outil chauffé, de rainures dans un jonc cylindrique et en ce que ledit paramètre est la température de l'outil. 8. Dispositif de commande d'une force exercée sur un câble par un poste de travail traversé par ledit câble caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon la revendication 2 et un asservissement agissant sur la vitesse de défilement du câble (32) de manière à asservir la force exercée sur le câble à une valeur de consigne donnée. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit poste de travail est un poste de découpe, à l'aide d'un outil chauffé, de rainures dans un jonc cylindrique. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chariot (4, 4', 34) st disposé sur des roulements à micro-rouleaux. 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (8, 8', 38, 58) est piézo-résistif.