Brevet FR2574951A1 — publié le 19860620

La présente invention se rapporte à un procédé et à une installation perfectionnés pour la production de noyaux rainurés destinés à loger des fibres optiques ou des composants de câbles de télécommunications à fi- bres optiques. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d'un noyau de forme générale cy- lindrique, en matière plastique renforcée, sur la surfa- ce duquel sont prévues des rainures en hélice ouverte destinées à loger des fibres optiques, et elle concerne également une installation pour la mise en oeuvre du pro- cédé. On entend dans le présent mémoire par des rainu- res en hélice ouverte des rainures dont le profil longi- tudinal est constitué par des segments d'une configura- tion en Z ou en S qui se succèdent en une série. Les câbles élémentaires ou composants de câbles de télécommunications à fibres optiques du type en ques- tion sont déjà connus en soi. Ces cables élémentaires connus comprennent un noyau, généralement cylindrique, en matière plastique, renforcé par un élément résistant -à-la traction et à la compression, et ils présentent sur leur périphérie une pluralité de rainures en hélice ouverte du type défini ci-dessus, dans lesquelles des fibres optiques sont lo- gées en montage lâche. Autour du noyau, il est prévu en outre un revêtement constitué, soit par un enroulement de ruban, soit par une gaine extrudée, qui, en le recou- vrant, ferme les rainures, pour protéger ainsi les fi- bres optiques logées dans ces rainures. On connaît déjà des procédés et des dispositifs pour la fabrication de câbles élémentaires à fibres opti- ques du type sommairement décrit ci-dessus. Dans les procédés et les dispositifs connus, la formation du noyau rainuré s'effectue selon l'une dès deux modalités suivantes. Dans un type de procédé connu, le noyau est formé par extrusion d'une matière plastique autour d'un élément résistant à la compression et à la torsion et, après le durcissement de cette matière plastique, on f:r- me les rainures par enlèvement de matière mécanique. Dans un deuxième type de procédé et d'installa- tion connus pour la formation du noyau rainuré, on forme ce noyau en extrudant une matière plastique autour d'un élément résistant à la traction et à la compression de manière à donner naissance à un corps cylindrique muni de rainures longitudinales et la conformation d'hélice ouverte des rainures est obtenue pendant le durcissement du noyau extrudé, en imprimant à ce dernier un mouvement rotatif alternatif autour de l'axe longitudinal. A cet effet, on prévoit des moyens qui saisissent le noyau en un point o la matière plastique est déjà consolidée et lui impriment un mouvement rotatif alternatif. De cette façon, les rainures qui sont formées dans le noyau au mo- ment de sa formation par extrusion prennent un profil longitudinal en hélice ouverte sous l'effet d'une défor- mation permanente de la matière plastique du noyau non encore consolidée. Les procédés et installations pour la formation du noyau rainuré qui ont été cités ci-dessus présentent des inconvénients. En particulier, le procédé et l'installation avec lesquels les rainures sont obtenues dans le noyau par usinage mécanique exigent l'utilisation d'outillages complexes et, par conséquent, extrêmement délicats, qui impliquent des mises au point d'une grande précision si l'on veut obtenir des rainures en hélice ouverte qui pos- sèdent un profil longitudinal régulier et uniforme. En outre, le noyau est soumis -à d'importantes sollicita- tions longitudinales pendant l'usinage. D'un autre côté, dans les procédés et les ins- tallations connus du deuxième type décrit plus haut, des- tinés à la production de noyaux rainurés possédant des rainures en hélice ouverte, la longueur de l'installa- tion utilisée pour la mise en oeuvre du procédé est très grande, en raison du fait qu'on doit interposer une dis- tance importante entre l'extrudeuse et le mécanisme avec lequel on imprime le mouvement rotatif oscillant au noyau, si l'on veut être certain que la matière plasti- que du noyau en prise avec le mécanisme cité en dernier sera parfaitement consolidée. En outre, il peut se pro- duire des distorsions dans le profil longitudinal des rainures en hélice ouverte, en raison de la grande dis- tance qu'il est nécessaire de ménager entre le point d'extrusion et le point d'application des rotations angu- laires au noyau. Le but de l'invention est de surmonter les in- convénients précités des procédés et installations con- nus qui sont utilisés pour la production de noyaux rainu- rés pour câbles à fibres optiques. L'invention a pour objet un procédé de produc- tion d'un noyau cylindrique en matière plastique renfor- cée par au moins un élément longitudinal résistant à la traction et à la compression, ce noyau étant muni, sur sa surface extérieure, d'au moins une rainure en hélice ouverte capable de loger une ou plusieurs fibre(s) opti- que(s), le procédé étant caractérisé en ce que lesdites rainures en hélice ouverte, formées par extrusion d'une matière plastique autour dudit élément longitudinal ré- sistant, sont obtenues par la phase consistant à soumet- tre ledit élément longitudinal résistant à la traction et à la compression à une torsion alternée avant son en- trée dans l'extrudeuse. L'invention a encore pour autre objet une ins- tallation pour la production d'un noyau rainuré destiné à loger une ou plusieurs fibre(s) optique(s) selon le procédé exposé ci-dessus, ladite installation étant ca- ractérisée en ce qu'elle comprend une tête d'extrusion destinée à la formation du noyau cylindrique en matière plastique renforcée, muni d'au moins une rainure hélicol- dale ouverte sur sa surface extérieure, et, en amont de la tête d'extrusion,des moyens servant à imprimer un mou- vement rotatif alternatif à l'élément de renforcement du noyau, afin de donner aux rainures une configuration d'hélice ouverte. Selon une forme de réalisation, les moyens ser- vant à imprimer un mouvement rotatif alternatif à!'éié- ment de renforcement du noyau comprennent un dispositif de tirage, par exemple, un élément rectiligne à patins continus, tel qu'une chenille, monté sur un bâti qui est lui-même animé d'un mouvement rotatif alternatif. En variante, les moyens servant à imprimer un mouvement rotatif alternatif à l'élément de renforcement du noyau comprennent une poulie sur laquelle ledit élé- ment de renforcement s'enroule avant de pénétrer dans l'extrudeuse, qui est elle-même montée sur un support animé d'un mouvement rotatif alternatif. Les figures du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, feront bien comprendre comment l'in- vention peut être réalisée. Sur ce dessin, la figure 1 représente schématiquement une ins- tallation pour la production de noyaux rainurés selon l'invention; la figure 2 représente par une vue en perspecti- ve des moyens servant à imprimer une rotation alternati- ve à l'élément résistant du noyau; la figure 3 est une vue en perspective d'une variante de réalisation des moyens servant à imprimer une rotation alternative à l'élément résistant du noyau. L'invention se rapporte à un procédé de produc- tion d'un noyau cylindrique en matière plastique renfor- cée, muni sur sa surface de rainures en hélice ouverte dans lesquelles seront logées des fibres optiques. La phase fondamentale du procédé selon l'inven- tion consiste à donner une conformation d'hélice ouverte aux rainures du noyau en matière plastique renforcée en imprimant un mouvement rotatif alternatif à l'élément ré- sistant du noyau pendant la formation par extrusion. On donnera ci-après la description d'une forme particulière de mise en oeuvre du procédé selon l'inven- tion. On alimente une extrudeuse avec un élément ré- sistant à la traction et à la compression en imprimant à cet élément un mouvement rotatif alternatif en amont de son entrée dans l'extrudeuse. On recouvre l'élément de renforcement résistant à la traction et à la compression de matière plastique à l'intérieur -d'une tête d'extrusion comprenant un moule femelle qui présente des saillies fixes pour former des rainures, en donnant ainsi naissance, en aval de l'extru- deuse, à un noyau en matière plastique renforcée qui est muni de rainures sur sa surface. On prévoit de faire refroidir la matière plasti- que extrudée à la sortie de l'extrudeuse sous l'action du mouvement rotatif alternatif de torsion imprimé à l'élément résistant à la traction et à la compression, qui imprime une conformation d'hélice ouverte aux rainu- res dudit noyau. Sur la figure 1, on a représenté par une vue schématique une installation selon l'invention destinée à la fabrication-de câbles élémentaires à fibres opti- ques. Comme on peut le voir sur la figure 1, l'instal- lation comprend une' bobine 1 qui porte et contient un élément longitudinal 2, résistant à la traction et à la compression, par exemple un câblé, un fil métallique ou une barre ronde de matière non métallique suffisamment rigide, élément qui est destiné à former le renforcement du noyau cylindrique rainuré en matière plastique d'un câble élémentaire comprenant des fibres optiques. En aval de la bobine 1, se trouve une tête d'ex- trusion 3 au moyen de laquelle l'élément longitudinal ré- sistant, câblé, fil ou barre ronde 2, est recouvert de matière plastique pour former un noyau cylindrique rainu- ré 4. Entre la bobine 1 et la tête d'extrusion 3, sont prévus des moyens 5 servant à imprimer un mouvement alternatif à l'élément longitudinal résistant 2 pendant son avancement. Des formes particulières de réalisation des moyens 5 indiquées de façon schématique sur la figure 1 seront décrites en détail dans la suite. A l'extrémité de l'installation, est prévue une bobine 14 destinée à collecter le noyau rainuré 4 pro- duit par l'installation. Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, l'installa- tion comprend des moyens, désignés par la référence 5 sur la figure 1, qui servent à imprimer un mouvement ro- tatif oscillant à l'élément longitudinal résistant à la traction et à la compression du noyau 4. Sur la figure 2, on a représenté une forme de réalisation des moyens 5. Comme on le voit sur la figure 2, ces moyens comprennent une paire d'éléments de transmission conti- nus 16, accouplés l'un à l'autre. Les éléments de transmission continus 16 sont constitués chacun par une paire de poulies 17 et 18 en- tre lesquelles est tendue une bande 19. Les bandes 19 des deux éléments continus 16 sont munies d'une rainure 20 sur leurs surfaces extérieu- res, et plus précisément, sur les surfaces destinées à entrer en contact mutuel, de manière à définir dans la zone de contact mutuel une cavité traversante 21 dans laquelle est serré l'élément longitudinal résistant à la traction 2 du noyau 4 à former. Les arbres 22 autour desquels se produit la ro- tation des poulies 17 et 18 de chacun des éléments conti- nus 16 sont supportés par des anneaux 23 reliés entre eux par des barres 24 de façon à définir un bâti, le- quel est monté dans un support= (non représenté) qui permet de faire tourner le bâti autour de son axe lon- gitudinal, lequel coïncide avec l'axe de l'élément résis- tant 2 saisi par les éléments de transmission continus. Sur l'un des anneaux 23, est calée une roue den- tée 24' adaptée pour entrer en prise avec une courroie crantée 25 reliée à une deuxième poulie dentée 26 soli- daire en rotation d'un moteur 27 qui est en mesure de lui imprimer des rotations alternatives. Sur la figure 3, on a représenté une variante de réalisation des moyens 5 de la figure 1 servant à im- primer un mouvement rotatif alternatif à l'élément longi- tudinal 2 résistant à la traction et à la compression. Comme on peut le voir sur la figure 3, les moyens 5 comprennent une poulie 28 présentant une gorge 29 autour de laquelle s'enroule l'élément longitudinal résistant 2. La poulie 28 est montée librement rotative sur un support 30 qui fait saillie en porte-à-faux sur un ar- bre creux 31. Sur cet arbre, est calée une poulie dentée 32 appartenant à une transmission qui comprend une autre poulie dentée 33 et une courroie crantée 34. La poulie 33 est montéé- sur l'arbre d'un moteur qui est en mesure d'imprimer un mouvement rotatif al- ternatif à la poulie dentée 33. L'élément de renforcement, câblé ou fil métalli- que 2 se dévide de la bobine d'alimentation 1 et est en- voyé à l'extrudeuse 3 en passant à travers les moyens 5 qui, par leur mouvement rotatif alternatif, impriment à l'élément 2 un mouvement également rotatif alternatif. Dans l'extrudeuse 3, l'élément de renforcement 2 se recouvre de la matière plastique de façon à former le noyau rainuré 4. Sous l'effet du mouvement alternatif rotatif dont est animé l'élément de renforcement 2, câ- blé, fil métallique ou barre ronde de matière non métal- lique, les rainures qui se forment sur la surface du noyau à la sortie de l'extrudeuse 3 (cette extrudeuse étant munie d'un profil capable de donner naissance à des rainures) présentent la conformation d'une hélice ou- verte. Le noyau ainsi formé et muni de rainures en hé- lice ouverte est collecté sur la bobine 14. Il ressort clairement de la description d'un procédé et d'une installation selon l'invention qui a été donnée cidessus que ce procédé et cette installa- tion permettent d'atteindre les buts visés. En effet, la formation de rainures en hélice ou- verte sur un noyau en matière plastique, qui est obtenue sous l'effet de rotations alternatives imprimées à l'élé- ment résistant du noyau, permet d'obtenir une plus gran- de précision dans la formation des rainures, ceci parce que les rotations alternatives peuvent être imprimées dans le voisinage immédiat du point d'extrusion et que ceci évite qu'il ne se produise des retards ou déphasa- ges dans les rotations alternatives, comme cela pourrait se produire au contraire dans les procédés et installa- tions déjà connus, dans lesquels on imprime le mouvement rotatif alternatif en serrant le noyau déjà formé et con- solidé, de sorte que ce mouvement est imprimé dans une zone éloignée du point d'extrusion o l'effet des rota- tions se manifeste. En outre, le fait d'obtenir la formation de rai- nures en hélice ouverte par des rotations imprimées à l'élément résistant du noyau permet de raccourcir la li- gne de production des câbles élémentaires à fibres opti- ques, en ce sens que l'on n'a pas à laisser libre en aval de l'extrudeuse la grande longueur qui est néces- saire pour assurer une consolidation parfaite de la ma- tière plastique extrudée du noyau. Il va de soi que différentes modifications pour- ront être apportées par l'homme de l'art au procédé et à l'installation décrits ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs, notamment par substitution des moyens techni- ques équivalents, sans pour cela sortir du cadre de l'in- vention. R EV E N D IC A T I ON S 1 - Procédé de production d'un noyau cylindri- que en matière plastique renforcée par au moins un élé- ment longitudinal résistant à la traction et à la com- pression, le noyau étant muni, sur sa surface extérieu- re, d'au moins une rainure en hélice ouverte capable de loger une ou plusieurs fibre(s) optique(s), le procédé étant caractérisé en ce que lesdites rainures en hélice ouverte, formées par extrusion d'une matière plastique autour dudit élément longitudinal résistant, sont obte- nues par la phase consistant à soumettre ledit élément longitudinal résistant à la traction et à la pression à une torsion alternée avant son entrée dans l'extrudeu- se. 2 - Installation pour la production d'un noyau rainuré destiné à loger une ou plusieurs fibre(s) opti- que(s), selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une tête d'extrusion (3) destinée à la formation du noyau cylindrique en matière plastique ren- forcée (4), muni d'au moins une rainure hélicoidale ou- verte sur sa surface extérieure, et, en amont de la tête d'extrusion, des moyens (5) servant à imprimer un mouve- ment rotatif alternatif à l'élément de renforcement (2) du noyau afin de donner aux rainures une configuration d'hélice ouverte. 3 - Installation pour la production d'un noyau rainuré destiné à loger une ou plusieurs fibre(s) opti- que(s), selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens (5) servant à imprimer un mouvement rotatif alternatif à l'élément de renforcement (2) du noyau cy- lindrique (4) comprennent un dispositif comprenant des patins continus (16) et qui est monté dans un bâti animé d'un mouvement rotatif alternatif. 4 - Installation pour la production d'un noyau rainuré selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens (5) servent à imprimer un mouvement rotatif alternatif à l'élément de renforcement (2) du noyau (4) comprennent une poulie (28) sur laquelle ledit élément de renforcement (2) s'enroule, et qui est elle-même mon- tée sur un support (30, 31) animé d'un mouvement rotatif alternatif.