Brevet FR2581472A1 — publié le 19861107

L'invention concerne un procédé de câblage SZ de câbles ou de faisceaux de conducteurs selon lequel les éléments de câblage passent dans le sens axial par un rotor de câblage et par un emniagasineur de longueurs et avec lequel, par modification de la vitesse de rotation ou du sens de rotation des tetes de câblage un sens du tors est réalisé par tron çons e Lorsqu'on fabrique des câbles ou conducteurs électriques, on cherche à grouper dans une seule et même suite d'opérations plusieurs opérations technologiques séparées dans le temps, comme par exemple la réalisation de paires ou de quartes en étoiles et le câblage subséquent du faisceau élémentaire. Un tel groupage s'effectue en recourant au câblage en sens alterné ou à couches croisées dit également câblage SZ.Mais, en raison du principe même de l'opération, il se forme ainsi des tronçons avec des sens du tors opposés des éléments câblés. I1 en résulte la formation aux emplace ment s des inversions de torsion de tronçons qui sont faiblement câblés ou qui ne le sont pas du tout et qui, par conséquent, nuisent à la qualité du produit fini. Grâce au DE-PS 22 30 972 ainsi qu'â la revue "Draht" (Cobourg 1971, nO 9, pages 615 à 625), on connaît des procédés de câblage SZ dans lesquels les sections d'inversion de torsion sont aussi courtes que possible tandis que les distances entre les emplacements d'inversion de torsion dans le matériau collé fini sont augmentées. Pour réaliser les procédés, on a mis en oeuvre des dispositifs de câblage avec des magasins intermédiaires. Le magasin intermédiaire sert à recevoir le matériau de câblage entrant et joue également le rôle de magasin de prélèvement pour le tronçon de longueur sortant. La distance entre les emplacements d'inversion de torsion dans le faisceau de cables terminé est déterminée par la longueur d'emmagasinement du magasin intermédiaire. Le DE-AS 17 65 452 décrit un autre procédé pour le câblage SZ. Suivant ce procédé le faisceau formé par les éléments de câblage restant entre deux points fixes à l'état de prétorsion est tordu par tronçons par un dispositif de torsion saisissant le faisceau par action de force perpendiculaire ment à son axe. Chaque tronçon de longueur de produit câblé présentant un même sens de torsion est au plus égal à trois fois la distance entre le point d'attaque du dispositif de torsion et le point d'entrée ou de sortie. Le périodique "Wire and wire Products" (1967, pages 90 à 97) ainsi que le DE-AS 15 15 730 décrivent des procédés de câblage SZ dans lesquels le faisceau formé par les éléments de câblage qui se trouve entre deux points fixes traverse un magasin à rouleau tournant autour de l'axe de câblage.Les distances entre les emplacements d'inversion de torsion dépendent du nombre de spires d'enroulesient du faisceau à l'intérieur du magasin à rouleau. L'inconvénient de ces-procédés est que les magasins à rouleau présentent une masse à'inertie importante de sorte que les vitesses de câblage obtenues sont limitées. En outre il se forme avec ces procédés des emplacements d'inversion de torsion relativement grands qui sont une cause de diminution de la qualité du faisceau câblé. Dans le DE-PS 21 09 801 et dans la revue "Nachrichtentechnische Zeitschrift", (24, 1970, pages 472 à 480) sont présentés des procédés de câblage dans lesquels le faisceau formé par les éléments de câblage qui se trouve entre deux points fixes passe dans un magasin à rouleau entrainé à une vitesse de rotation constante. En modifiant de façon continue la longueur d'emmagasinement, on obtient un changement alternatif du sens de torsion du faisceau câblé. Ces procédés ont pour inconvénient de soumettre les éléments de câblage à une contrainte mécanique due aux variations de tension qui se produisent de façon permanente. En outre, lorsqu'on utilise ces procédés, il se forme des emplacements d'inversion de torsion relativement grands et la distance entre les emplacements d'inversion de torsion est déterminée par la longueur du matériau qui se trouve dans le magasin. L'invention a pour but d'améliorer la qualité des câbles ou faisceaux de conducteurs obtenus en utilisant le câblage SZ. L'invention se propose donc de mettre au point un procédé de câblage SZ, de préférence pour faisceaux de câbles ou de conducteurs, avec lequel on obtienne dans le matériau câblé à des vitesses de levée élevées des emplacements d'inversion de torsion de petite dimension ainsi que des tron çons présentant dans un sens de torsion une grande longueur qui peut être modifiée dans des limites étendues. Ce résultat est obtenu par l'invention grâce au fait que les éléments de câblage sont saisis par action de force entre les deux points fixés par une ou plusieurs têtes de câblage entraînées par un servomoteur et qui effectuent le câblage. La vitesse de rotation des têtes de câblage augmente de façon continue en fonction de la longueur des éléments de câblage entrant dans le point fixe. En même temps est prédéfinie une augmentation de la vitesse de rotation qui dépend de la vitesse de levée et du pas de câblage voulu des éléments de câblage.Lorsqu'est atteinte pour un tronçon d'éléments de câblage présentant le même sens de torsion une longueur définie pouvant être choisie librement, la vitesse de rotation des têtes de câblage est modifiée dans un court laps de temps de façon que la différence de vitesse résulte du rapport entre le double de la vitesse de levée et le pas de câblage voulu. Lorsque cette différence de vitesse est atteinte, il est imposé aux têtes de câblage une augmentation de vitesse en sens inverse mais de même valeur que pour le tronçon de câblage précédent. Selon un autre point remarquable de l'invention, les têtes de câblage présentent dans le détail un cycle de vitesse de même genre mais ce cycle est prédéfini avec un échelonnement des conditions de vitesse. Selon un développcu.ent avantageux de l'invention chaque tête de câblage est entraînée par un servomoteur à haute caractéristique dynamique dont l'arbre est percé axialement et qui a pour rôle de recevoir et guider le matériau de câblage, cet arbre étant relié par action de force a un support de rouleau et, avant d'entrer dans l'alésage de l'arbre ou après en être sorti, le matériau de câblage est enroulé autour du rouleau, de sorte que la rotation de l'arbre du servomoteur provoque le câblage. Un autre point remarquable essentiel de l'invention est que plusieurs machines câbleuses de ce genre sont disposées les unes à côté des autres et que les éléments qui y ont été câblés pénètrent dans un point fixe commun disposé en aval pour y être câblés à leur tour et former un faisceau de câbles. Les têtes de câblage des machines câbleuses parallèles sont commandées suivant la marche générale rotation-torsion décrite ci-dessus, les instants d'inversion de marche étant déterminés par un générateur aléatoire ou suivant un schéma prédéterminé, et des pas de torsion différents dans les machines câbleuses élémentaires étant réalisés grâce a des choix différents de l'augmentation des vitesses de rotation. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel la figure 1 représente schématiquement une machine à câbler SZ la figure 2 représente l'allure de marche vitesse de rotation-torsion la figure 3 représente une tête de câblage la figure 4 représente schématiquement un groupe de câblage SZ la figure 5 est un diagramme des vitesses de rotation. Exemple de réalisation 1 La figure 1 montre une machine de câblage SZ en représentation schématique, qui comprend plusieurs unités de câblage 1. Les éléments de câblage 2 venant de dérouleuses non représentées arrivent à une entrée 3 fixe. Entre l'entrée 3 et la sortie 4, le faisceau 5 en état tendu de prétorsion est saisi par la tête de câblage 6 rotative Sous l'effet de torsion de la tête de câblage 6, un certain nombre de tours de câblage sont appliqués au faisceau 5. La tête de câblage 6 forme avec le servomoteur 7 qui lui est associé une unité de construction. La longueur des parcours de câblage 8 et 9 est calculée de telle façon que le parcours 8 est beaucoup plus grand que le parcours 9. Le faisceau 5 qui est câblé par tronçons avec des sens de torsion différents est amené par l'intermédiaire d'une roue de tirage 10 entraînée par un moteur électrique 11 à un dispositif de bobinage non représenté ou à une autre machine de câblage. L'organe de mesure 12 enregistre la vitesse de levée et la transmet à la source de valeur de consigne de vitesse de rotation 13. La source de valeur de consigne de vitesse de rotation 13 transmet au servomoteur 7 une marche de valeur de consigne de vitesse de rotation déterminée. Sur le parcours de câblage 8, le mouvement de rotation de la tête de câblage 6 applique au faisceau 5 une torsion D1. Lorsque le faisceau câblé 5 entre dans le parcours de câblage 9 il re çoit la torsion définitive D2.La transformée de Laplace donnant la fonction de torsion D2 est représentée en fonction de la vitesse de rotation par l'égalité suivante dans laquelle D2 - torsion sur le parcours 9 n - vitesse de rotation de la tête de câblage 9 vO - vitesse de levée Tia - temps mis par un point pour effectuer le parcours Tib - temps mis par un point pour effectuer le parcours p - laplacien En prenant comme base une vitesse de rotation de tête de câblage suivant la fonction n i + p . Tia (2) p . Tia on obtient la torsion D2. La figure 2 montre une variation de la torsion en fonction du temps. Après extinction de la fonction transitoire le tors D2 reste constant jusqu'au changement de vitesse de rotation si la vitesse de rotation de la tête de câblage est prédéfinie avec une augmentation n . v dn n - dt A (4) A étant égal à la longueur du parcours de câblage 8 Aux instants t1, t2, t3 t tn, la vitesse de rotation de la tête de câblage doit être modifiée d'une quantité 2v n Ls s L étant le pas de torsion et An le bond de vitesse, s les instants eux-mêmes pouvant être choisis à volonté. Dans la pratique ils sont limités par la vitesse maximum des têtes de câblage. De cette façon, la distance entre les emplacements d'inversion de torsion sur le faisceau câblé fini n'est pas déter minée par la longueur du parcours de câblage 8 mais elle est fonction du choix de l'instant du bond de vitesse an. La longueur de l'emplacement d'inversion de torsion est déterminée non seulement par la rapidité d'exécution du bond de vitesse hn mais également par la constante de temps T1b et par conséquent essentiellement par la longueur du parcours de câblage 9. Il faut donc que le parcours de câblage 9 soit aussi court que possible. La figure 3 montre une variante de l'arbre 17 percé du servomoteur 7 et de la tête de câblage 6 qui est en liaison avec cet arbre par action de force. Dans ce mode de réalisation la tête de câblage 6 est constituée par un rouleau 16 fixé à l'arbre percé 17 au moyen d'un support de fixation 15. L'avantage d'un tel mode de construction est que les moments d'inertie de masse qui en résultent sont faibles et que, par conséquent, les vitesses de changement de vitesse de rotation sont élevées. I1 en résulte que les emplacements d'inversion de torsion dans le faisceau câblé sont de faible longueur. En utilisant d'autres unités de câblage 1 le long du parcours de câblage 8 pour faciliter la torsion du faisceau 5, on évite des défauts d'homogénéité à l'intérieur du faisceau 5. La figure 3 montre la disposition de ces unités de câblage.Elles sont commandées avec la même valeur de consigne de vitesse que pour le moteur 7, celle-ci étant toutefois diminuée par les amplificateurs 14 de quantites égales aux facteurs k à k i v Exemple de réalisation 2 La figure 4 montre un autre mode de réalisation de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Ce dispositif est utilisé pour câbler des faisceaux élémentaires téléphoniques. La figure montre cinq unités de câblage formées par des machines de câblage SZ pour le câblage de paires ou de quartes en étoile. Ces unités de câblage sont du type que représente la figure 1. Les paires ou les quartes passent dans la machine de câblage de faisceaux élémentaires 23 qui est elle àus- si une machine de câblage SZ et presente la même marche de variation de vitesse de rotation. L'organe de mesure 24 enregistre la longueur déroulée et la transmet à la calculatrace 25 de sorte que celle-ci transmet les valeurs de consigne de vitesse de rotation aux commandes d'entraînement des machines lö à 23, avec l'échelonnement voulu, par l'in- termédiaire des amplificateurs 26, 27, 28, 29, 30. Une telle répartition possible des valeurs de consigne de vitesse de rotation est représentée a la figure 5. Les instants de changemment de marche sont prédéfinis dans la calculatrice au moyen d'une génératrice aléatoire ou bien, dans un autre mode de réalisation, grâce à un schéma pouvant être choisi librement. On obtient de cette façon un bon découplage entre les différentes paires ou quartes. 1?EVENDlCATI ONS 1. Procédé de câblage SZ de préférence pour la fabrication de câbles et de faisceaux de conducteurs dans lequel les éléments de câblage élémentaires sont tirés de dérouleuses fixes et amenés à la tête de câblage, le produit câblé fini étant enlevé et bobiné par un dispositif d'évacuation, caractérisé en ce qu'entre les deux points fixes (3,4), les éléments de câblage (2) sont saisis et câblés par action de force par une ou plusieurs têtes de câblage (6) qui sont entraînées chacune par un servomoteur t7J. la vitesse de rotation des têtes de câblage (6) allant en augmentant de façon continue en fonction de la longueur des éléments de câblage (2) entrant dans le pont fixe (3), une augmentation de la vitesse définie étant prédonnée en fonction de la vitesse de levée et du pas de torsion voulu du faisceau (5). 2. Procédé de câblage SZ selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsqu'a été obtenue une longueur prédéfinie d'un tronçon câblé présentant le même sens de torsion, il est effectué dans un court laps de temps une modification de la vitesse de rotation telle que la différence de vitesse résulte du rapport entre le double de la vitesse de levée et le pas de torsion prédonné, et, après que cette différence de vitesse a été obtenue, il est prédéfini une augmentation de vitesse des têtes de câblage (6) en sens opposé et de mê- me grandeur comme pour le tronçon câblé précédent. 3. Procédé de câblage SZ selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, pour effectuer la torsion des éléments de câblage (2), il est prédéfini pour les têtes de câblage (6) un cycle de vitesses de genre identique pour les différentes têtes de câblage (6) mais avec des rapports de vitesses étagés. 4. Procédé de câblage SZ selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que plusieurs machines à câbler (18,19,20,21,22) sont disposées les unes à côté des autres, et que les éléments qui y sont câblés entrent dans un point fixe (31) commun monté en aval pour continuer à être câblés dans la machine à câbler le faisceau élémentaire (23) en formant un faisceau fini, les têtes de câblage des machi nes à câbler parallèles (18,19,20,21,22) étant commandées selon les revendications 1 et 2 et les instants de changement de marche ainsi que l'allure des vitesses étant déterminés par une calculatrice (25), tandis que sont prédonnés dans les différentes machines à câbler, grâce au choix de valeurs différentes pour l'augmentation des vitesses, des pas de torsion différents et, en faisant varier les instants des inversions de marche, des longueurs différentes dans le même sens de torsion. 5. Procédé de câblage SZ selon la revendication 4, caractérisé en ce que les instants de l'inversicn de marche des machines à câbler parallèles (18,19,20,21,22) sont déterminés par un générateur aléatoire.