Brevet FR2543355A1 — publié le 19840928

J 55 La présente invention concerne un perfectionne- ment apporté à un procédé et à une installation pour réu- nir des corps cylindriques de forme allongée, spéciale- ment, bien que non exclusivement, d'âmes de câbles élec- triques multipolaires pour le transport d'énergie à hau- te tension, en particulier de câbles qui doivent être construits en tronçons de grande longueur, pouvant at- teindre plusieurs kilomètres, par exemple de câbles sous- marins. Le brevet italien N O 721 804 de la même demande- resse décrit un procédé et une installation pour la fa- brication de câbles multipolaires, spécialement de câ- bles de grande longueur Selon ce procédé, chacune des âmes d'une plura- lité d'âmes, préalablement traitée et imprégnée et possé- dant la longueur prédéterminée est enroulée sans torsion sur une plate-forme réceptrice correspondante ou plate- forme auxiliaire tournante Les plates-formes auxiliai- res tournantes, qui sont en nombre au moins égal au nom- bre des âmes, sont soutenues par une plate-forme princi- pale, qui tourne elle aussi mais dans le sens inverse de la rotation des plates-formes précédentes. Lorsqu'on veut procéder à la réunion de plu- sieurs âmes entre elles, on prélève chacune de ces âmes sur son propre enroulement et on la fait défiler vers le haut, vers une plaque de réunion, coaxiale à l'axe de la plate-forme principale et placée à une hauteur au-dessus de cette plate-forme qui est de préférence au moins de l'ordre du diamètre de la plate-forme principale Les opérations de prélèvement des âmes sont rendues possi- bles par la rotation de la plate-forme principale et des plates-formes auxiliaires Ces dernières tournent dans le sens inverse du sens adopté pour l'enroulement, en ef- fectuant une rotation d'une valeur angulaire déterminée afin d'obtenir une réunion exempte de torsion La vites- se de la plate-forme principale est fonction de la vites- se de l'avancement des âmes réunies. Le procédé et l'installation qui ont été men- tionnés ci-dessus permettent non seulement de réunir en- tre elles des âmes simplement composées de conducteurs entoures de rubans isolants traités et imprégnés mais également, par exemple, de réunir une pluralité d'âmes déjà contenues dans une gaine métallique ou encore des âmes déjà revêtues de toute façon d'une ou plusieurs cou- ches protectrices, éventuellement armées, comme on l'a décrit dans le brevet italien N O 1 054 421 de la même de- manderesse. Pour la commodité de la description, les corps cylindriques de forme allongée, que l'on peut travailler par le procédé et l'installation perfectionnés de la pré- sente invention seront appelés ci-après des "âmes", et on entendra, par exemple, par ce terme, des âmes nues ou des conducteurs revêtus de papier isolant traité et im- prégné aussi bien que des âmes mises sous gaine métalli- que et revêtues d'une ou plusieurs couche(s) protectri- ce(s) d'une matière quelconque, ou armée(s) ou encore des câbles unipolaires munis d'un isolant extrudé ou au- tre. Le procédé et l'installation précités donnent des résultats que l'on peut considérer comme satisfai- sants pour le prélèvement et la réunion d'âmes pour câ- bles électriques normaux, qui peuvent accumuler en soi une certaine torsion résiduelle Cette torsion est due au fait que chaque âme déposée sur une plate-forme auxi- liaire est enroulée en couches successives de spires ad- jacentes qui forment dans leur ensemble un tore d'épais- seur notable. Etant donné que la vitesse d'enroulement de cha- que spire, à égalité d'avancement des âmes réunies par la plaque de réunion, dépend du rayon de courbure de la spire qui se déroule, il est évident que, si la vitesse de rotation de la plate-forme auxiliaire reste constan- te, cette rotation sera trop rapide pour quelques spires et trop lente pour d O autres et que l'âme qui se détache de l'écheveau prend un peu de torsion ou de torsion rési- duelle. Il existe toutefois des cas dans lesquels ladi- te torsion résiduelle pourrait devenir particulièrement dangereuse et o elle n'est donc absolument pas toléra- ble Un exemple consiste dans le cas o un câble sous-ma- rin est utilisé comme parcours pour des câbles compre- nant des fibres optiques, qui sont utilisés dans la tech- nique moderne des transmissions. La demanderesse a observé qu'on peut éviter toute torsion résiduelle si, pendant le prélèvement de l'âme, on maintient sans changement l'orientation, par rapport au monde extérieur, du point de séparation o cette âme se détache de l'enroulement. La présente invention se propose donc pour but de créer un procédé et une installation qui permettent d'obtenir des câbles multipolaires dans lesquels les âmes réunies entre elles sont entièrement exemptes de toute torsion. Plus précisément, l'objet de l'invention est un procédé perfectionné de réunion d'une pluralité d'âmes, plus spécialement bien que non exclusivement, d'âmes de câbles multipolaires sous-marins, qui consiste à: prépa- rer un enroulement sans torsion de chacune des âmes, pré- alablement fabriquée à la longueur voulue, sur une plate- forme auxiliaire correspondante qui tourne autour de son propre axe vertical, plusieurs plates-formes auxiliaires étant supportées par une plate-forme principale tournan- te, laquelle tourne en sens inverse des plates-formes auxiliaires; prélever chaque âme de son enroulement res- pectif, à partir d'un point de séparation, en la diri- geant vers une phase de réunion avec les autres âmes de la pluralité d'âmes et finalement, réunir lesdites âmes, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on pré-établit l'o- rientation dudit point de séparation par rapport au mon- de extérieur ladite orientation étant maintenue constan- te pendant toute la durée du prélèvement. Dans un mode préféré de mise en oeuvre, ce pro- cédé perfectionné est caractérisé en ce que la constance de l'orientation est entretenue par une régulation ins- tantanée de la vitesse de rotation de la plate-forme auxiliaire, en réponse à chaque déviation du point de sé- paration par rapport à l'orientation pré-établie. L'invention concerne en outre une installation pour la mise en oeuvre du procédé précité, cette instal- lation comprenant au moins une plate-forme principale qui tourne autour de son axe vertical propre et qui por- te une pluralité de plates-formes auxiliaires, dont cha- cune tourne autour de son propre axe vertical, en sens inverse du sens de rotation de la plate-forme principa- le, chaque plate-forme, auxiliaire ou principale, étant équipée d'un groupe moteur indépendant; et une plaque de réunion montée avec son axe en coïncidence avec l'axe de ladite plate-forme principale et placée audessus de cette dernière, cette installation étant caractérisée en ce qu'elle est équipée, pour chaque plate-forme auxiliai- re, d'un capteur destiné à détecter les éventuelles dévi- ations du point de séparation par rapport à l'orienta- tion pré-établie et à engendrer simultanément un signal qui est envoyé à l'alimentation du groupe moteur corres- pondant pour régler la vitesse de rotation de la plate- forme auxiliaire correspondante Dans une forme de réalisation, ledit capteur est un moyen destiné à convertir une grandeur mécanique en un signal électrique. Dans une forme préférée de réalisation, ledit moyen est un potentiomètre connecté à l'alimentation du groupe moteur de la plate-forme correspondante et dont l'équipage mobile est orienté comme ledit point de sépa- ration et est monté en porte-à-faux au-dessus de ladite plate-forme auxiliaire, sur un arbre coaxial à celle-ci, cet arbre passant à travers une lumière centrale prévue dans la plate-forme auxiliaire, pour entrer en prise mé- caniquement avec ladite plate-forme principale, par l'in- termédiaire de chaînes cinématiques qui lui permettent d'effectuer un tour de 3600 sur lui-même pendant chaque tour complet de ladite plate- forme principale, mais en sens inverse. Dans une forme de réalisation préférée, ledit équipage mobile est une fourchette disposée à cheval sur une zone prédéterminée de passage de l'âme sur le trajet que cette âme parcourt à partir du point de séparation et en se dirigeant vers la plaque de réunion, cette four- chette s'articulant sur son arbre respectif et pouvant osciller dans le plan horizontal sur un angle compris en- tre 20 et 60 . Les figures du dessin annexé feront bien com- prendre comment l'invention peut être réalisée, sur ces dessins, la figure 1 est une vue en plan d'une forme de réalisation préférée de l'installation destinée à la mi- se en oeuvre du procédé selon l'invention, la figure 2 est une vue en élévation de l'ins- tallation de la figure 1; la figure 3 représente schématiquement une vue partielle en plan de l'installation des figures précéden- tes, avec le dispositif de régulation de la vitesse rela- tif à une seule plate-forme auxiliaire. Sur la figure 1, on a représenté une installa- tion de réunion d'un câble multipolaire qui comprend au moins une plateforme principale 10, trois plates-formes auxiliaires 11, 12, 13 supportées par la plate-forme principale et une plaque de réunion 14. L'installation est prévue pour la réunion d'un câble tripolaire et les plates-formes -auxiliaires sont donc au nombre de trois; toutefois, si les corps de for- me allongée à réunir ou âmes étaient en nombre différent de trois, par exemple en nombre supérieur à trois, si le câble possédait un plus grand nombre de pôles ou bien si l'on voulait réunir aux âmes d'un câble de puissance un autre corps de forme allongée, constitué par un câble à fibres optiques ou autre, les plates-formes auxiliaires seraient en nombre égal à celui des corps de forme allon- gée à réunir. La plate-forme principale 10 tourne autour de son axe vertical. Au-dessus de la plate-forme principale 10, co- axialement à celle-ci, et à une hauteur qui est de préfé- rence au moins de l'ordre du diamètre de la plate-forme principale, est prévue la plaque de réunion 14. Les plates-formes auxilaires 11, 12, 13 tour- nent autour de leurs propres axes verticaux B-B, C-C, D-D, toutes dans le même sens mais en sens inverse de la plate-forme principale. La plate-forme principale 10 et les plates-for- mes auxiliaires 11, 12, 13 sont équipées de groupes mo- teurs indépendants, dont seul le moteur 22, muni de son alimentation 21, prévu pour la plate-forme Il (voir figu- re 3) est représenté sur le dessin Les trois plates-for- mes auxiliaires doivent pouvoir tourner même lorsque la plate-forme principale est immobile et indépendamment l'une de l'autre, par exemple au début de l'opération d'enroulement de chaque âme sur sa plate-forme auxiliai- re respective. Chaque plate-forme auxiliaire 11, 12, 13 est équipée d'un capteur; ce dernier est de préférence un moyen destiné à convertir une grandeur mécanique en un signal électrique. Dans le cas de l'exemple, les capteurs sont constitués par des potentiomètres, dont on a indiqué uni- quement le potentiomètre 20 (voir figure 3) qui corres- pond à la plate-forme 11 et est connecté à l'alimenta- tion 21 du groupe moteur 22. L'équipage mobile 23, 24, 25 de chaque potentio- mètre est monté au-dessus de la plate-forme auxiliaire correspondante 11, 12, 13, en porte-à-faux sur un arbre 27, 28, 29 coaxial à cette plate-forme. Chaque arbre 27, 28, 29 passe par une lumière centrale 15, 16, 17 ménagée dans la plate-forme auxiliai- re correspondante 11, 12, 13, pour entrer en prise méca- niquement avec ladite plate-forme principale 10, au moyen de chaînes cinématiques, non représentées, qui lui permettent d'exécuter un tour de 3600 sur lui-même pen- dant un tour complet de ladite plate-forme principale 10 mais en sens inverse. L'équipage mobile 23, 24, 25 est orienté de fa- çon constante, ou bien il possède son propre domaine de sensibilité orienté de façon constante dans le temps par rapport au monde extérieur Dans l'installation dont la figure 1 donne un exemple, tous les équipages mobiles 23, 24, 25 sont orientés vers le Nord; naturellement, ils pourraient aussi bien avoir une orientation différen- te de celle indiquée et également chacune différente des autres, pourvu que l'orientation reste constante dans le temps pour chaque équipage mobile. L'équipage mobile 23, 24, 25 peut être, par exemple, une fourchette oscillante articulée sur son pro- pre arbre 27, 28, 29 respectivement L'angle d'oscilla- tion dans le plan horizontal pourrait avoir une amplitu- de comprise entre 20 et 60 mais il est de préférence d'environ 440 (+ 220) La fourchette se trouve à cheval sur une zone prédéterminée de passage de l'âme, qui pro- vient de la plate-forme correspondante, dans le trajet qu'elle parcourt à partir du point de séparation et en se dirigeant vers la plaque de réunion. On supposera que l'on doit réunir entre elles trois âmes 30, 31, 32, pour la formation d'un câble mul- tipolaire On prépare sur sa plate-forme respective 11, 12, 13, un enroulement 33, 34, 35 sans torsion de chaque âme préalablement fabriquée à la longueur voulue. On entend par enroulement la disposition de l'a- me en couches successives de spires adjacentes qui for- ment dans leur ensemble un solide de forme toroldale. Lorsque, dans un enroulement 33, 34, 35 la tête avant de l'âme (on entend par tête avant la tête qui res- te en position supérieure dans l'enroulement) occupe une position orientée d'une façon différente de celle de la fourche 23, 24, 25, c'est- à-dire différente du Nord dans l'exemple considéré, on procède, par des rotations des plates-formes auxiliaires, 11, 12, 13, à l'orienter de la façon voulue De cette façon, on pré-établit l'orien- tation du point de séparation de l'âme de l'enroulement correspondant par rapport au monde extérieur. Pour procéder à la réunion des trois âmes 30, 31, 32, on prélève simultanément les trois âmes de bas en haut, en direction de la plaque de réunion 14, à par- tir du point de séparation pré-établi, en faisant tour- ner les plates-formes auxiliaires 11, 12, 13 avec un sens de déroulement inverse de celui qui avait déterminé l'enroulement et en faisant tourner la plate-forme prin- cipale 10 en sens inverse des plates-formes auxiliaires 11, 12, 13, avec une vitesse qui tient compte de la vi- tesse d'avancement du câble réuni et du pas de câblage et qui contribue à la détorsion du câble. Pendant son trajet en direction de la plaque de réunion 14, chacune des âmes 30, 31, 32 passe dans le champ de sensibilité de la fourchette 23, 24, 25 qui cor- respond à la plate-forme auxiliaire 11, 12, 13 sur la- quelle l'âme est respectivement prélevée Pour simplifier, on examinera le comportement pendant le prélèvement de la seule âme 30 qui provient de l'enroulement 33 disposée sur la plate-forme 11; les mêmes considérations étant également valables pour le prélèvement des âmes 31 et 32 qui s'effectue à partir des autres enroulements 34 et 35 portés par les plates- formes 12 et 13. L'âme 30, prélevée de bas en haut à partir d'un point de séparation préétabli, orienté au Nord, comme on l'a indiqué plus haut, et qui correspond au point de séparation de la tête avant de la spire supérieure, pas- se, dans son parcours dirigé vers la plaque de réunion 14 dans le champ de sensibilité de la fourchette 23, c'est-à-dire que cette dernière vient embrasser une zone de passage de l'âme 30 dans l'opération de prélèvement. Avec une vitesse constante de la plate-forme auxiliaire, tous les segments de l'âme 30 qui appartien- nent à la même spire auront le même point de séparation orienté au Nord; toutefois, lorsque l'âme passe à des spires de plus en plus intérieures (son parcours passe par exemple de 30 a à 30 b) ou, alternativement plus exté- rieures, c'est-à-dire avec des diamètres de déroulement de plus en plus petits ou, respectivement, de plus en plus grands, la vitesse de rotation de la plate-forme auxiliaire correspondante n'est plus appropriée pour con- server le point de séparation au Nord. L'invention supprime cet inconvénient puisque, lorsque l'âme 30 présente son point de séparation avec une orientation déviée par rapport à l'orientation d'ori- gine, c'est-à-dire différente du Nord dans le cas de l'exemple, cette âme s'appuie sur un bras de la fourchet- te 23 et déplace cette dernière d'un certain angle par rapport à la direction Nord. Le potentiomètre 20 évalue alors la déviation de l'âme 30 et engendre un signal électrique qu'il en- voie à l'alimentation 21 et qui est d'une grandeur appro- priée pour régler le groupe moteur 22, en accélérant ou en freinant de cette façon la plate-forme 11 L'âme est ainsi ramenée vers le Nord Le point de séparation prédé- terminé pouvant ainsi être instantanément rétabli en ré- ponse à chaque déviation, il reste pratiquement constant pendant toute la durée du prélèvement. Il est donc évident que le procédé et le dispo- sitif selon l'invention ne sont pas seulement utiles pour rendre la vitesse de rotation de la plate-forme auxiliaire appropriée pour tenir compte du passage d'une spire à l'autre mais qu'ils sont également efficaces lorsque la vitesse de la plate-forme auxiliaire, par exemple par suite d'une erreur humaine ou pour des cau- ses non prévisibles, ne correspond pas à la valeur appro- priée pour la spire intéressée par le prélèvement. Il va de soi que différentes modifications peu- vent être apportées au mode de réalisation qui vient d'ê- tre décrit, notamment par substitution des moyens techni- ques équivalents, sans pour cela sortir du cadre de l'in- vention. il R E V E N D I C A T I O N S 1 Procédé perfectionné de réunion d'une plura- lité d'âmes, spécialement bien que non exclusivement d'â- mes pour câbles électriques multipolaires sous-marins, consistant à: préparer un enroulement sans torsion de chacune des âmes, préalablement fabriquée à la longueur voulue, sur une plate-forme auxiliaire correspondante, qui tourne autour de son axe vertical propre, plusieurs plates-formes auxiliaires étant supportées par une plate- forme principale tournante, laquelle tourne en sens in- verse des plates-formes auxiliaires; prélever chaque âme de son enroulement respectif, à partir d'un point de séparation, en la dirigeant vers une phase de réunion avec les autres âmes de la pluralité d'âmes et, finale- ment, réunir lesdites âmes, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on pré-établit l'orientation dudit point de sé- paration par rapport au monde extérieur, ladite orienta- tion étant maintenue constante pendant toute la durée du prélèvement. 2 Procédé perfectionné selon la revendication 1, caractérisé en ce que la constance de l'orientation est entretenue par une régulation instantanée de la vi- tesse de rotation de la plate-forme auxiliaire, en répon- se à chaque déviation du point de séparation par rapport à l'orientation pré-établie. 3 Installation pour la mise en oeuvre du pro- cédé selon la revendication 1, comprenant au moins une plate-forme principale vertical propre et qui porte une pluralité de plates-for- mes auxiliaires ( 11, 12, 13) dont chacune tourne autour de son axe vertical propre en sens inverse du sens de ro- tation de la plate-forme principale, chaque plate-forme, auxiliaire ou principale, étant équipée d'un groupe mo- teur indépendant, et une plaque de réunion ( 14) montée avec son axe en coïncidence avec l'axe de ladite plate- forme principale et placée au-dessus de cette dernière, caractérisée en ce qu'elle est équipée pour chaque plate- forme auxiliaire, d'un capteur ( 20) destiné à détecter les éventuelles déviations dudit point de séparation par rapport à l'orientation pré-établie et à engendrer simul- tanément un signal qui est envoyé à l'alimentation du groupe moteur correspondant pour régler la vitesse de ro- tation de la plate-forme auxiliaire correspondante ( 11, 1-2, 13). 4 Installation selon la revendication 3, ca- ractérisée en ce que ledit capteur ( 20) est un organe ca- pable de convertir une grandeur mécanique en un signal électrique. Installation selon la revendication 4, ca- ractérisée en ce que ledit organe est un potentiomètre ( 20) connecté à l'alimentation du groupe moteur de la plate-forme correspondante ( 11, 12, 13) et dont l'équipa- ge mobile est orienté comme ledit point de séparation et est monté en porte-à-faux au-dessus de ladite plate-for- me auxiliaire ( 11, 12, 13), sur un arbre ( 27, 28, 29) coaxial à cette plate-forme, cet arbre passant à travers- une lumière centrale ( 15, 16, 17) prévue dans la plate- forme auxiliaire correspondante pour entrer en prise mé- caniquement avec ladite plate-forme principale ( 10) par l'intermédiaire de chaînes cinématiques qui lui permettent d'effectuer un tour de 3600 sur lui-même pendant chaque tour complet de ladite plate-forme principale mais en sens inverse. 6 Installation selon la revendication 5, ca- ractérisée en ce que ledit équipage mobile est une four- chette ( 23, 24, 25) disposée à cheval sur une zone prédé- terminée de passage de l'âme sur le trajet qu'elle par- court à partir du point de séparation et en se dirigeant vers la plaque de réunion ( 14), cette fourchette s'arti- culant sur son arbre respectif ( 23, 24, 25) et oscillant dans un plan horizontal, d'un angle compris entre 20 et 600. 7 Installation selon la revendication 6, ca- ractérisée en ce que l'amplitude de l'angle d'oscilla- tion est d'environ 44 (+ 22 ).