Brevet FR2553902A1 — publié le 19850426

1. La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un câble à fibres optiques ne comportant aucun matériau conducteur de l'électricité. Il est connu par la demande de brevet déposée le 12 août 1983 sous le n 83/132 090 au nom de la demanderesse,de réaliser un câble à fibres optiques ne comportant aucun matériau conducteur de l'électricité Toutefois, ce nouveau type de câble à fibres optiques pose pour sa fabrication un certain nombre de problèmes. En effet, dans l'art antérieur, les câbles à fibres optiques comportaient des éléments en matériau conducteur de l'électricité, dont un blindage mécanique assurant la protection du câble contre les contraintes radiales Sur ce blindage était extrudée une couche en matériau élastomé15 re,dont le retrait lors de son refroidissement ne pouvait avoir aucune influence néfaste sur les caractéristiques des fibres optiques. Lorsque pour les raisons vues dans la demande citée ci-dessus, on retire les matériaux conducteurs de l'électricité de la constitution d'un câble à fibres optiques, on n'est plus gêné par les phénomènes électriques, mais ce moment là on se heurte à des problèmes de fabrication,dus au fait que les matériaux constitutifs des revêtements externes, en particulier les matériaux thermoplas- tiques subissent lors de leur refroidissement une contraction qui exerce une contrainte sur l'âme centrale du câble et par conséquent peuvent faire varier les longueurs des éléments les uns par rapport aux autres et induire ainsi des contraintes internes, Par ailleurs,du fait de la suppression du blindage mécanique continu, on ne dispose plus d'une barrière étanche à l'eau. Ainsi,lorsque l'on veut produire un câble à fibres optiques tel que celui représenté à la figure 1,cons10 titué d'une Ame centrale comportant une pluralité de fibres optiques,d'un tube de renfort 2 entourant cette âme centrale,d'une armature 3 en matériau non conducteur de l'électricité et d'une gaine thermoplastique 4 enrobant le tout, on se heurte à ces problèmes de retrait lorsque l'on extrude la 15 couche de renfort 2 et la gaine thermoplastique 4. Par conséquent,même si l'on prévoit une traction sur l'âme centrale et une vitesse d'extrusion permettant après refroidissement d'obtenir une âme centrale enrobée d'un tube de renfort 2 sans contrainte, lorsque l'on passe20 ra à la pose de l'armature 3 et de la gaine 4,celles-ci lors du retrait radial de la gaine engendreront une contrainte sur le tube de renfort 2 et,par conséquent,sur l'âme du câble. La présente invention a donc pour objet principal 25 un procédé de fabrication permettant de pallier les inconvénients cités ci-dessus et de fabriquer un câble à fibres optiques exempt de contrainte et ne comportant aucun matériau conducteur. Selon l'invention,le premier but est atteint par 30 le fait que le procédé de fabrication d'un câble à fibres optiques comprenant une âme centrale 1 comportant une pluralité de fibres optiques et ne comportant aucun matériau conducteur de l'électricité comprend la réalisation d'un ensemble de protection en continu autour de l'âme centrale 35 1 entra 5 née en déplacement linéaire à vitesse constante, l'ensemble protecteur étant constitué dans l'ordre indiqué, d'un revêtement de renfort, d'une armature,d'une gaine externe,et l'ensemble de protection, n'étant pas solidaire 3 ' 2553902 ou étant partiellement solidaire de l'âme l,est entraîné à la même vitesse que celle-ci. Un deuxième but de l'invention est la réalisation d'un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon le but principal. Ce deuxième but est obtenu par le fait que le dispositif de mise en oeuvre du procédé comporte, disposée en ligne entre un dispositif dérouleur et un dispositif enrouleur assurant la vitesse de déplacement de l'âme du câ10 ble,une machine d'extrusion dont le diamètre interne du tube extrudé est supérieur au diamètre externe de l'âme,suivie d'un bac de refroidissement, un dispositif de pose d'une armature et une deuxième machine d'extrusion suivie d'un deuxième bac de refroidissement,et une machine assurant une 15 traction sur l'ensemble de protection de façon que la vitesse de déplacement de l'ensemble de protection soit identique à la vitesse de déplacement de l'âme. Le dispositif de mise en oeuvre du procédé permet également de réaliser l'étanchéité longitudinale du câble 20 au niveau de l'âme comportant une ou plusieurs fibres optiques,ainsi que dans l'armature et sous le revêtement. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-dessous faite en référence aux dessins 25 annexes dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe d'une âme comportant une ou plusieurs fibres optiques rendues étanches longitudinalement; La figure 2 est une vue schématique de la chaîne 30 de fabrication permettant la mise en oeuvre du procédé de fabrication de ces cables; La figure 3 est une vue schématique d'une variante d'une étape du procédé de fabrication de la figure 2; La figure 4 est une vue schématique d'une varian-. 35 te d'une autre étape du procédé de fabrication de la figure 2, Le procédé de fabrication de la figure 2 permet d'obtenir en bout de ligne un cable à fibres optiques tel que celui représenté à la figure 1 dans lequel une âme 1 4. est constituée de fihres optiques disposées suivant la circonférence externe de l'âme autour soit d'une fibre centrale soit d'un jonc porteur central,non représenté,Cette âme est entourée d'un tube de renfort 2 constitué en matériau plastique tel que par exemple du polyéthylène de haute densité Ce tube de renfort 2 est lui-même entouré d'une armature 3 constituée de porteurs monobrins,ou de fils rigidifiés à haute résistance mécanique ou bien de fibres ne présentant pas de résistance à la compression,mais qui par la 10 suite sont solidarisées et rigidifiées par un liant Cette armature 3 est elle-même entourée par une gaine thermoplastique 4 qui constitue la gaine externe. Pour obtenir le câble à fibres optiques décrit en rapport avec la figure l,on utilise de préférence le procé15 dé de fabrication schématisé à la figure 2 dans lequel on trouve disposé de la gauche vers la droite un dérouleur 21 autour duquel est enroulée l'âme 1 du câble à fibres opti-, ques,puis une extrudeuse 22 suivie de son bac de refroidissement 23, suivie d'une caâleuse à plusieurs brins 24,suivie 20 d'une deuxième extrudeuse 25 accompagnée de son bac de refroidissement 26,suivie d'un dispositif de tirage 27 et enfin d'un dispositif enrouleur 28 sur lequel on enroule le câble à fibres optiques du type de la figure 1 obtenu en bout de chalne L'extrudeuse 22 avec son bac de refroidisse25 ment 23 permet de réaliser le tube de renfort 2 en matière thermoplastique La câbleuse a plusieurs brins 24 permet de déposer les fils à haute résistance mécanique ou les porteurs monobrins Ces fils ou porteurs peuvent être câblés soit dans le même sens soit en sens alterné selon le prin30 cipe dit "SZ" Une deuxième unité d'extrusion 25, 26 permet de réaliser la gaine externe 4 en matière thermoplastique. Dans la suite de la description,nous appellerons ensemble de protection l'ensemble constitué par le tube de renfort 2,1 'armature 3 et la gaine de thermoplastique ex35 terne 4, Lors de la fabrication,le renfort tubulaire lorsqu'il sort de l'extrudeuse 22 subit dans le bac de refroidissement 23 un retrait Ce renfort tubulaire introduit dans la 5. câbleuse à plusieurs brins 24 subit lors de cette opération un tréfilage qui résulte en un allongement du renfort tubulaire 2 ainsi que des monobrins ou fils rigidifiés constituant l'armature 3 Enfin, lors de la dernière opération 5 d'extrusion,l'ensemble armaturetube de renfort est enrobé d'une gaine thermoplastique qui lors de son passage dans le bac de refroidissement subit un retrait Lors de ces différentes opérations,on comprend donc que l'âme pourrait subir successivement des contraintes d'allongement et/ou 10 de retrait suivant les opérations successives de fabrication auxquelles il est soumis Un des avantages du procédé de la présente invention est justement d'obtenir en fin de ligne de fabrication un câble dont l'âme comprenant les fibres optiques n'est soumise à aucune contrainte résultante. 15 Pour ce faire, l'extrudeuse 22 réalise autour de l'âme du câble un tube de renfort 2 dont le diamètre interne est supérieur au diamètre externe de l'âme l Ceci permet donc à l'âme 1 du câble de coulisser dans l'ensemble de protection au cours de la fabrication de celui-ci et ainsi se soustraire aux différentes contraintes auxquelles l'âme aurait pu être soumise Par ailleurs, l'élément de tirage 27 permet d'exercer une traction sur l'ensemble de protection constitué par les différents éléments gaine externe 4,armature 3,renfort tubulaire 2 Cette traction exercée sur l'ensem25 ble de protection permet de résorber les différentes contraintes qui ont été appliquées aux différentes couches de l'ensemble de protection lors du processus de fabrication. Ainsi,en sortie de l'élément de tirage,l'ensemble de protection est pratiquement exempt de contrainte interne et l'élé30 ment de tirage 27 permet de s'assurer que la vitesse de sortie de l'ensemble de protection est égale à la vitesse d'avancement de l'âme 1 du câble et que les vitesses sont constantes D'autre part,pour que l'âme du câble coulisse dans l'ensemble de protectiondon devra choisir comme on l'a in35 diqué précédemment,le rapport entre le diamètre interne du tube de renfort 2 et le diamètre externe de l'âme 1 en fonction de la longueur de la ligne de fabrication et des coefficients d'adhérence des matériaux en présence. 6. La figure 3 représente une variante de réalisation de l'étape correspondant à la fabrication du renfort tubulaire,étape représentée par les appareils 22 et 23 à la figure 2 Sur cette figure,on a conservé les mêmes référen5 ces que celles de la figure 2 pour les dispositifs qui étaient identiques Comme on peut le voir,un enrouleur 21 déroule l'âme du cable 1 en direction d'un appareil 30 réalisant l'enroulage suivant un grand pas d'un film en polyester 390,ou tout autre matériau plastique délivré par un 10 enrouleur 39 Le film 390 est enroulé à grand pas autour d'un manchon,non représenté,dont le diamètre externe est supérieur au diamètre externe de l'âme du c 1 ble Ce film est ensuite maintenu soit par collage soit par ligaturage, ces opérations étant effectuées par le dispositif 30 Par la suite,on retrouve le dispositif réalisant l'armature 24. La figure 4 représente une variante de réalisation de l'armature après l'étape de fabrication du renfort tubulaire De même que précédemment,nous avons gardé pour les étapes identiques à celles de la figure 2 la même numé20 rotation Après l'étape de refroidissement 23,le tube de renfort 2 est acheminé vers l'appareil 24 permettant de disposer autour de ce tube des fibres n'ayant pas de résistance à la compression L'ensemble est ensuite acheminé vers un dispositif 11 de pose d'un liant puis vers un four 25 de séchage 12 Enfin, le tube de renfort 2 muni de son armature 3 est acheminé comme dans le procédé classique vers la deuxième extrudeuse 25 Dans cette variante,l'ensemble des fibres est solidarisé et rigidifié par un liant tel que la résine de polyester déposée par trempage ou injection dans 30 le dispositif 11. Bien entenducomme dans le cas de la figure 2, les dispositifs is en oeuvre dans les variantes sont synchronisés À partir de l'élément de tirage 27, D'autres Variantes font également partie de l'in35 vention, ainsi l'étancbéité longitudinale du cable peut être obtenue par une opération supplémentaire introduisant des produits de iemplissage ou des produits gonflant en présence d'eau entre l'ame du câble 1 et le tube de ren- 7. fort 2 et dans l'ensemble de protection constitué par l'armature 3 et la gaine externe 4. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décritselle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art, 8. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un cêble à fibres optiques comprenant une âme centrale comportant une ou plusieurs fibres optiques et ne comportant aucun matériau 5 conducteur de l'électricité,caractérisé en ce qu'on réalise en continu autour de l'âme centrale, entraînée en déplacement linéaire à vitesse constante, un ensemble de protection constitué dans l'ordre indiqué d'un revêtement de renfort ( 2), d'une armature ( 3), d'une gaine externe ( 4) 10 et que l'ensemble de protection n'est pas solidaire de l'âme ( 1) et est entraîné a la même vitesse que celle-ci. 2 Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce que le revêtement de renfort ( 2) est constitué par un film en matériau plastique ( 390) enroulé suivant 15 un grand pas,et maintenu par collage ou ligaturage. 3 Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce que l'armature ( 3) est constituée de fibres n'ayant pas de résistance à la compression rigidifiée par un liant 4 Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce que la gaine externe ( 4) est obtenue par extrusion. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le revêtement de renfort ( 2) est obtenu par extrusion. 6 Procédé selon les revendications 1 à 5,caractérisé par le fait que l'étanchéité longitudinale du cable peut être obtenue en introduisant des produits de remplissage ou des produits gonflant en présence d'eau entre l'âme du câble ( 1) et le tube de renfort ( 2) et dans l'ensemble 30 de protection ( 3 et 4) 7 Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on dispose en ligne,entre un dispositif dérouleur ( 21) et un dispositif enrouleur ( 28) assurant la vitesse de déplacement de l'âme 35 ( 1) du câble,une machine d'extrusion C 22) dont le diamètre interne du tube extrudé est supérieur au diamètre externe de l'âme ( 1), suivi d'un bac de refroidissement ( 23), un dispositif ( 24) de pose d'une armature ( 4) et une deuxième machine d'extrusion ( 25) suivie d'un deuxième bac de refroidissement ( 26) et une machine ( 27) assurant une traction sur l'ensemble de protection de façon que la vitesse de déplacement de l'ensemble de protection soit identique à la vitesse de déplacement de l'âme, -