Brevet FR2515411A1 — publié le 19830429

La présente invention concerne la fabrication de câbles à fibres optiques et plus précisément la fabrication de jonc à structure cylindrique rainurée susceptible de supporter et pro- téger les fibres dans un cable. Un jonc à structure cylindrique rainurée a été décrit dans le brevet 2 312 788 Il consiste à former autour d'un jonc cy- lindrique des cannelures hélicoïdales régulièrement réparties, le jonc pouvant être renforcé par un câble métallique central. Au moment de la mise en place des fibres sur le jonc, le câble métallique est soumis à une forte tension pour l'allonger de sorte que les fibres disposées avec une faible tension se retrou- vent détendues dans les cannelures après relaxation du jonc La forme hélicoïdale des cannelures permet à chaque fibre d'avoir une tension moyenne nulle lors des différentes courbures impo- sées au jonc pendant et après l'assemblage, sous réserve que le pas de torsion soit judicieusement choisi en fonction de la va- leur de ces différentes courbures. De tels joncs doivent être de fabrication très précise et compatible avec un repérage des fibres Le procédé habituel de fabrication de tels joncs à rainures hélicoïdales consiste à usiner un jonc cylindrique uniforme après extrusion dudit jonc. Une telle technique a été décrite dans le brevet français 2 470 979 Elle rend quasiment impossible le marquage des rai- nures facilitant le repérage des fibres sur le câble. La présente invention consiste à extruder en une seule opération un jonc à rainures hélicoïdales. La présente invention consiste en outre à marquer les rainures pendant la même opération que l'extrusion. Le procédé de fabrication d'un jonc selon l'invention con- siste essentiellement à extruder le jonc au moyen d'une filière en rotation, ladite filière comportant un nombre N de canaux égal au nombre de rainures souhaitées Il permet de faire tour- ner la filière soit toujours dans le même sens soit d'alterner le sens de rotation tous les m tours, m étant prédéterminé. Le dispositif de fabrication d'un jonc à structure cylin- drique rainurée consiste à extruder le jonc au moyen d'une fi- lière en rotation, ladite filière comportant N canaux, lesdits caraux étant alimentés par au moins une extrudeuse. Selon une autre caractéristique, le dispositif de fabrica- tion d'un jonc selon l'invention est tel que une extrudeuse alimente au moins un canal de la filière en matière de couleur donnée. Selon une autre caractéristique, les canaux sont parallè- les à l'axe de révolution de la filière sur une longueur choi- sie de façon appropriée. Selon une autre caractéristique les canaux sont disposés en hélice autour de l'axe de révolution de la filière sur une longueur choisie de façon appropriée. Selon une autre caractéristique la vitesse de rotation de la filière tournante est asservie à la vitesse d'extrusion de la matière proprement dite. Selon une autre caractéristique, la poussée de matière d'extrusion est supportée, d'une part, par un écrou fixe soli- daire de la tête d'équerre, d'autre part, par une rondelle en- tourant la filière tournante, une butée à billes étant inter- calée entre ladite rondelle et ledit écrou. Dans une autre version de l'invention, on intercale une butée en matériau autolubrifiant entre la rondelle et l'écrou. Le jonc à structure cylindrique rainurée, selon l'inven- tion présente au moins une rainure colorée. Selon une autre caractéristique plusieurs rainures sont colorées par une même couleur par exemple la première, la troi- sième et la quatrième rainures en tournant dans le sens direct. Selon une autre caractéristique de l'invention les rainures du jonc sont repérées au moyen de plusieurs couleurs. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description suivante illustrée par des dessins. La figure 1 représente un jonc à rainures hélicoïdales pour cable à fibres optiques obtenu par le procédé de l'inven- tion. La figure 2 représente la ligne de fabrication selon l'in- vention du jonc de la figure 1. La figure 3 représente la tête d'extrusion de l'extrudeuse de la figure 2. La figure 4 représente une vue axiale en coupe de la filiè- re de l'extrudeuse de la figure 3. La figure 5 représente en vue de côté la filière de l'ex- trudeuse de la figure 3. La structure souhaitée du jonc à rainures hélicoïdales tel que décrit dans le brevet 2 312 788 est représentée sur la figure 1 Ce jonc doit présenter une structure b quasi cylin- drique renforcée axialement par un élément de traction c cons- titué par un câble par exemple métallique Cette structure b doit présenter des rainures a également réparties tout autour du jonc,de dimensions judicieusement choisies comme décrit dans le brevet précité De plus ces rainures doivent être hélicol- dales ceci afin que la tension moyenne des fibres logées dans les rainures soit nulle lors des différentes courbures imposées au câble pendant et après l'assemblage. La figure 2 représente schématiquement le procédé de fa- brication selon l'invention d'un tel jonc La ligne de fabrica- tion comporte une bobine 1 de cible métallique ou non,(repré- senté par c sur la figure 1) enroulé sur un cabestan 2 Ce c&- ble c est entraîné en rotation au moyen d'un groupe motoréduc- teur 3 déterminant la vitesse de la ligne Ce câble c passe dans la tête 5 de l'extrudeuse 4 o il reçoit le gainage à struc- ture cylindrique à cannelures hélicoidales selon l'invention. L'extrudeuse 4 est également asservie en vitesse à celle imposée par le moto-réducteur 3. Ce jonc rainuré est refroidi à sa sortie de l'extrudeuse dans une goulotte 6 de refroidissement avant d'être mesuré au moyen d'un appareil 7 de contrôle de diamètre puis réceptionné sur une bobine 8 L'invention consiste donc essentiellement à fabriquer les rainures (d) pendant la phase d'extrusion au moyen de l'extrudeuse 4 au niveau de sa tête 5 d'extrusion. La figure 3 représente de façon détaillée l'agencement pré- féré de l'invention permettant de réaliser les cannelures héli- coldales pendant l'extrusion L'extrudeuse 4, essentiellement représentée par sa vis d'extrusion est orthogonale à la ligne d'extrusion matérialisée par le fil c métallique fourni par le cabestan 2 Cette extrudeuse 4 est équipée d'une tête d'é- querre 5 entourant le poinçon 10 guidant le fil (c) métallique (ou non> Une filière tournante 11 maintenue à une distance fixe du poinçon 10 par l'intermédiaire d'une rondelle d'appui 12 à portée sphérique qui elle-même est maintenue dans la tête d'é- querre 5 par un écrou 13 Comme la matière extrudée exerce une poussée très importante sur la filière 11, poussée supportée par l'écrou 13, on intercale entre la rondelle 12 et l'écrou 13 une butée 14 à billes Ceci permet de diminuer considérablement l'ef- fet de cette poussée de la matière extrudée et donc de réduire également le couple d'entraînement de la filière Le contact sphérique de la rondelle 12 avec la filière 11 tournante assure une bonne étanchéité. Les conditions de température et de pression, bien connues de l'homme de l'art, sont telles qu'il est très difficile d'as- surer en même temps une liberté de rotation et une étanchéité satisfaisante Cette butée à bille ( 14) peut encore être rempla- cée par une rondelle ( 14 a) en matériau autolubrifiant, en gra- phite par exemple, capable de supporter les conditions de tempé- rature et de pression, qui, du fait de son bon coefficient de frottement réduit les contraintes au niveau des surfaces de con- tact des pièces 12, 13 et 14 De fait la rotation n'a lieu qu'en- tre les pièces 12 et 14 a ce qui entraîne un glaçage continu des surfaces en contact et une étanchéité vers l'avant satisfai- sante Un orifice 15 représenté sur la figure 4 prévu sous la rondelle 12 suivant la partie inférieure de la filière 11 permet d'évacuer les fuites de matériau d'extrusion. La filière il peut être entraînée en rotation de diverses manières: il est ainsi possible d'entraîner la filière 11 soit par un entraîneur, soit par un pignon, soit par une courroie extérieure La présente invention se propose de décrire un mode d'entraînement par entraîneur, la filière étant rendue solidaire du pignon 22 au moyen d'un entraîneur muni d'encoches et de dents, comme représenté sur la figure 3. La filière 11 est pourvue d'encoches 16 régulièrement ré- parties sur sa face avant Un tube creux 17 ou entraîneur cou- lissant selon l'axe de la ligne d'extrusion en avant de la li- gne, est pourvu quant à lui de dents 18 susceptibles de s'emboî- ter dans les encoches 16 Le tube 17 est entraîné en rotation au moyen d'un moyeu 20 Ce tube 17 peut coulisser selon l'axe de la ligne d'extrusion lorsqu'il est manoeuvré par un levier 21 dont l'extrémité est engagée dans la gorge 19 Un pignon 22 assure la rotation du moyeu 20 dès que le cabestan 2 est mis en marche. Après avoir procédé aux divers réglages de l'extrudeuse 4, mise en température, réglage du débit, on fait coulisser le tube 17 en actionnant le levier 21 afin d'emboiter les dents 18 dans les encoches 16 et de rendre solidaire la filière 11 du tube 17 La filière il entre alors en rotation avec le tube 17 qui est verrouillé dans cette position par une bille 23 poussée par un ressort 24. La figure 4 représente une vue détaillée de la filière il équipée de la rondelle 12, de son dispositif 14 de roulement ainsi que de l'écrou 13 La filière il tournante comporte une cavité, non représentée sur la figure, alimentant les canaux 31 en matière d'extrusion fournie par l'extrudeuse 4 Les canaux 31, par exemple au nombre de dix, sont disposés sur la surface in- terne de la filière 11 Ces canaux 31 sont longitudinaux, paral- lèles à l'axe de révolution de la filière il sur une longueur prédéterminée Cette longueur ne doit pas être trop grande si- non elle arracherait les rainures, ni trop petite Les dimen- sions de ces canaux 31, suivant leur partie parallèle à l'axe de révolution, déterminent les dimensions des rainures Le nom- bre des canaux 31 et leur pas détermine également le nombre de rainures du jonc. La vitesse de rotation du pignon 22, asservie à la vitesse linéaire du cabestan 2, détermine le pas de l'hélice des rainu- res Ce pas peut être ajusté, en intercalant un variateur de vitesse 25 mécanique entre le cabestan 2 et le pignon 22 Tout autre dispositif peut être également utilisé par exemple un asservissement électrique commandant des moteurs. Le procédé de fabrication des rainures au moyen d'une fi- lière comportant des canaux, ladite filière étant en rotation a pour conséquence première une parfaite régularité et répartition des rainures, une simplicité de fabrication et une seconde con- séquence de permettre le repérage des rainures. On sait que les rainures servent chacune de réceptacle à une fibre optique Dans les techniques de fabrication des cables de télécommunications il était déjà connu de repérer les fils par des couleurs La présente invention vise également à faci- liter le repérage des rainures à défaut de repérage des fibres. Le procédé d'extrusion de jonc à hélices au moyen de filière rotative facilite un tel procédé de repérage En effet en se référant aux figures 3 et 4, il est aisé d'accoupler à l'extru- deuse 4 principale une extrudeuse auxiliaire 26 injectant une matière colorée dans une cavité annulaire 27 pratiquée dans la tête 5 d'équerre Cette seconde extrudeuse ( 26) est par exemple disposée perpendiculairement à la ligne d'extrusion et débouche dans une cavité annulaire 27 pratiquée dans la tête d'équerre 4. Un trou 29, choisi de grandeur appropriée, pratiqué sur le corps de la filière tournante 11 permet à la matière colorée de la seconde extrudeuse d'être injectée dans un nombre choisi de con- duits 30 en traversant la cavité 28 Chaque conduit 30 débouche par un trou 32 sur un canal 31 donné. Dans la pratique on choisit avantageusement trois conduits alimentant trois canaux 31 en matière colorée. Selon une autre caractéristique de l'invention on choisit une disposition de canaux 31 recevant la matière colorée telle qu'ils ne soient pas adjacents mais occupent une position rela- tive telle qu'illustrée sur la figure 1 On peut ainsi choisir le premier canal, le troisième et le quatrième en tournant dans le sens direct Les rainures (d) colorées permettent de la sorte un repérage des fibres au moyen d'une seule couleur. Selon une autre caractéristique de l'invention, on choisit plusieurs couleurs différentes A cet effet on dispose perpendi- culairement à la ligne d'extrusion plusieurs extrudeuses auxi- liaires chacune extrudant une matière de couleur appropriée L' importance des filets colorés est réglée en agissant sur la vi- tesse de l'extrudeuse auxiliaire ( 26) considérée Un asservisse- ment de vitesse des moteurs des extrudeuses principale et auxi- liaire permet de régulariser le débit de couleur au débit de ma- tière extrudée Chaque extrudeuse auxiliaire j débite séparément dans une cavité 27 j individuelle puis débite la matière colorée par un trou 29 j dans la cavité 28 j qui débouche sur un ou plu- sieurs canaux ( 31) Il y a autant de cavités 28 j que d'extru- deuses auxiliaires. La figure 5 représente un autre mode de réalisation de la filière 11 de l'invention pour lequel les canaux 31 ne sont plus parallèles à l'axe de révolution de la filière il mais sont dis- posés en hélice sur la surface cylindrique interne de la filiè- re 11 Un tel mode de réalisation de jonc à rainures en hélice est également compatible avec le repérage des rainures selon l'invention. Il serait également possible de réaliser un jonc à hélice alternée bien connu de l'homme de l'art sous le nom de système SZ Il suffit alors d'inverser périodiquement le sens de rota- tion du pignon 22 au moyen d'un dispositif mécanique non repré- senté sur la figure Le jonc alors présente des rainures héli- coldales dont le sens des hélices est alterné à-chaque tour ou chaque fraction de tour ou encore tous les m tours, m étant prédéterminé Un tel mode de réalisation de jonc rainuré est toujours compatible avec le repérage au moyen d'extrudeuses au- xiliaires débouchant sur une même filière tournante, chaque ca- nal d'extrusion étant également susceptible d'être individualisé par une alimentation particulière de couleur souhaitée au moyen d'une extrudeuse auxiliaire individuelle Certaines rainures (d) comportent comme représenté sur la figure 1 de façon hachurée, un filet coloré net et bien localisé sur leur sommet. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un jonc à structure cylindrique rainurée, lesdites rainures s'étendant hélicoidalement sur la- dite structure caractérisé par le fait qu'on extrude ledit jonc au moyen d'une filière en rotation, ladite filière comportant un nombre N de canaux égal au nombre de rainures souhaitées. 2 Procédé de fabrication d'un jonc à structure cylindrique rainuré seloh la revendication l caractérisé par le fait qu'on fait tourner ladite filière toujours dans le même sens. 3 Procédé de fabrication d'un jonc selon la revendication i caractérisé par le fait qu'on alterne le sens de rotation de ladite filière tous les m tours, m étant prédéterminé. 4 Dispositif de fabrication d'un jonc à structure cylindri- que rainurée, lesdites rainures s'étendant hélicoldalement sur ladite structure caractérisé par le fait que ledit jonc est ex- trudé au moyen d'une filière en rotation, la dite filière compor- tant un nombre N de canaux, lesdits canaux étant alimentés par au moins une extrudeuse. Dispositif de fabrication d'un jonc selon la revendica- tion 4 caractérisé par le fait que sur au moins un canal débou- che une extrudeuse auxiliaire alimentant ladite filière en ma- tière de couleur donnée. 6 Dispositif de fabrication d'un jonc selon l'une des re- vendications 4, 5 caractérisé par le fait que lesdits canaux sont parallèles à l'axe de révolution de la filière sur une longueur choisie de façon appropriée. 7 Dispositif de fabrication d'un jonc selon l'une des re- vendications 4, 5 caractérisé par le fait que lesdits canaux sont disposés en hélice autour de l'axe de révolution de la fi- lière sur une longueur choisie de façon appropriée. 8 Dispositif de fabrication d'un jonc selon l'une des re- vendications 4, 5, 6, 7 caractérisé par le fait que la vitesse de rotation de ladite filière tournante est asservie à la vi- tesse d'extrusion de la matière proprement dite. 9 Dispositif de fabrication d'un jonc selon l'une des re- vendications 4, 5, 6, 7, 8 caractérisé par le fait que la pous- sée de matière d'extrusion est supportée d'une part par un écrou fixe solidaire de la tête d'équerre d'autre part par une ron- delle entourant ladite filière tournante et en ce que on inter- cale entre ladite rondelle et ledit écrou une butée à billes. Dispositif de fabrication d'un jonc selon l'une des re- vendications 4, 5, 6, 7, 8 caractérisé par le fait que la pous- sée de matière d'extrusion est supportée d'une part par un é- crou fixe solidaire de la tête d'équerre, d'autre part par une rondelle entourant ladite filière tournante et en ce qu'on in- tercale entre ladite rondelle et ledit écrou une butée en maté- riau autolubrifiant. il Jonc à structure cylindrique rainurée, lesdites rainures s'étendant hélicoldalement sur ladite structure cylindrique caractérisé par le fait que au moins une rainure est colorée - 12 Jonc à structure cylindrique rainurée selon la revendica- tion il caractérisé par le fait que en tournant dans le sens di- rect,la première rainure, la troisième et la quatrième rainures par exemple sont colorées par une même couleur. 13 Jonc à structure cylindrique rainurée selon la revendica- tion il caractérisé par le fait que les rainures sont repérées par plusieurs couleurs.