Brevet FR2685121A1 — publié le 19930618

"Machine pour la fabrication d'un câble à plusieurs éléments notamment d'un câble à fibres optiques" La présente invention concerne une machine pour la fabrication T d'un câble à plusieurs éléments. Actuellement, les câbles, en particulier les câbles à fibres optiques, sont réalisés en plusieurs opérations ou dans plusieurs machines. Une première opération, après la fabrication du jonc constituant l'liement porteur du futur câble, on réalise les fibres optiques gainées. Celles-ci sont soit gainées en recevant une gaine qui s'accroche solidairement aux fibres, soit que les gaines sont de diamètre intérieur plus grand que les fibres de sorte que les fibres sont libres à l'intérieur de leur gaine ; plusieurs fibres peuvent être placées dans la même gaine. Puis on assemble le jonc et les fibres gainées pour former le câble. Ce procédé de fabrication connu présente l'inconvénient de ne pas réaliser le câble en une seule opération ; les éléments sont munis individuellement de leur gaine ou conduite, suivant un montage libre ou serré. Ils sont dévidés de leur bobine en début d'opération puis rembobinés après la réalisation de la gaine ou conduite pour être de nouveau dévides pour l'assemblage du câble. Les différentes opérations sou mettent les éléments à des fatigues risquant même de rendre l'élément inutilisable aussi faut-il effectuer des contrôles intermédiaires Ainsi, la technique connue est coûteuse en temps et en matériel et les parties constitutives du câble sont soumises à des efforts néfastes. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients et solutions connues et se propose de créer une machine permettant de réaliser un câble à éléments multiples (fibres optiques, éléments conducteurs d'électricité) par une seule opération protégeant et ménageant ces éléments en réduisant le nombre d'opérations effectuées sur ceux-ci. A cet effet, l'invention concerne une machine du type défini ci-dessus, caractérisée par les moyens et caractéristiques explicités ci-après et représentés aux dessins Les figures 1 et 2 sont des sections respectives de deux câbles réalisables à l'aide de la machine selon l'invention. La figure 3 est une vue schématique d'ensemble de la machine selon l'invention. La figure 4 montre le poste d'émission du jonc et des éléments. La figure 5 montre le poste d'extrusion à filières multiples. La figure 6 représente le'poste d'assemblage. La figure 7 montre le poste de traction tirant le câble à travers la machine. La figure 8 montre le poste de réception du câble terminé, en sortie de machine. La figure 9 est un schéma d'une machine selon l'invention réalisant un assemblage de type SZ. La figure 1 montre en coupe transversale un premier exemple de câble fabriqué par la machine selon l'invention. Ce câble se compose d'un porteur central 1 ou jonc de type quelconque mais de préférence réali sé en un matériau non métallique qui est entouré d'un nombre également quelconque de fibres optiques 2 ou de conducteurs électriques protégés chacun par un revêtement plastique 3 serré sur la fibre. L'ensemble est entouré d'une gaine de protection mécanique 4 assurant en môme temps l'étanchéité. Cette gaine 4 entoure l'assemblage des fibres gainées 2, 3 disposées en hélice autour du porteur central 1. Le câble selon la figure 2 diffère de celui de la figure 1 uniquement par les fibres 2 qui sont logées, libres, chacune dans un élément tubulaire 3'; elles ne sont pas serrées dans ltélément tubulaire 3' comme à la figure 1. Le porteur central 1 est un élément métallique ou en fibres synthétiques assurant la tenue mécanique du câble et la reprise des efforts notamment de traction. Le nombre d'éléments 3, 3' gainés de manière serrée ou libre qui entourent le porteur central 1 peut être quelconque. Ce nombre est nécessairement su périeur à trois. Les éléments 3, 3' sont des fibres optiques ou des conducteurs électriques. Dans le cas des fibres optiques elles peuvent être soit libres, soit serrées dans leur gaine ou conduit 3, 3'. Dans le cas de fibres libres, chaque gaine forme un conduit et peut recevoir une ou plusieurs fibres. Ce conduit peut également être rempli d'un matériau d'étanchéité. I1 est intéressant, voire important, que les éléments 2, 3, 3' puissent être identifiés sur le câble. Pour cela, les conduits des fibres peuvent être marqués par un marquage ponctuel ou linéaire ou des traces de peinture, des marques, etc... Enfin, les fi bres peuvent être pré-tordues au cours d'une opération précédente ; elles peuvent également ne pas être tordues et sont alors émise à détorsion. Enfin, les fibres munies de leur conduit peuvent être légèrement collées sur le porteur central. Les intervalles entre le porteur central et les fibres sont éventuellement remplis d'un matériau d'étanchéité et l'ensemble de l'assemblage peut être renforcé par un faisceau d'éléments de renfort, le tout étant muni d'une gaine d'étanchéité extérieure. Ainsi, les éléments composant le câble et entourant le porteur central peuvent être des fibres optiques ou des conducteurs électriques. Les problèmes de fabrication sont les mômes. Dans le cas des fibres optiques, on pourra avoir non seulement le mode de réalisation de la figure 1 mais également celui de la figure 2 alors que ce dernier ne présente que peu d'intérêt pour des conducteurs électriques. La figure 3 est un schéma d'ensemble de la machine selon l'invention pour la fabrication d'un câble à plusieurs éléments. Cette machine comprend un poste d'émission 100 formé d'un organe d'émission 101 du jonc 1 et d'organes d'émission 102 des éléments 3. L'organe d'émission 101 du jonc émet le jonc 1 en ligne sur l'axe général XX de la machine. Les organes d'émission 102 des éléments 3 entourent l'axe XX sensiblement au niveau de l'organe d'émission du jonc 101, à la manière de satellites. Les éléments 3 sont dirigés suivant des axes auxiliaires YY, ZZ. En aval de ce poste d'émission 100 se trouve la tête d'extrusion à filières multiples 200 qui est traversé suivant l'axe XX par le jonc 1 et en parallè le à cet axe XX, suivant les axes YY, zZ par les e' élé- ments 3. Cette tête d'extrusion à filières multiples 200 se compose d'une extrudeuse 201 à plusieurs filières 202 traversées chacune par un élément 3 pour recevoir le conduit soit serré, soit libre, suivant la forme de la filière d'extrusion correspondante. Ces filières d'extrusion 202, 202 sont si- tuées sur les axes auxiliaires YY, zz alignés sur les orifices de la grille du poste d'assemblage. En aval des filières d'extrusion 202 se trouvent des moyens de refroidissement 203 des produits extrudés par exemple des bains, traversés par les éléments munis de leur conduit. En aval de l'extrudeuse 201 à filières multiples 202, se trouve le poste d'assemblage et de gainage du câble 300. A I'entrée de ce poste d'assemblage 300, il y a des organes optionnels de blocage de torsion 301 qui interdisent à la torsion aval de remonter en amont (dans le sens contraire du sens de circulation A. Ces organes de blocage de torsion 301 sont également si- tués sur les axes auxiliaires respectifs Yy, ZZ, en amont de la grille fixe 302. Il s'agit d'un organe à orifices 303 pour le passage des éléments 3 munis de leur conduit, en amont de l'organe de commettage 304. L'organe de commettage 304 assure la réunion des élé- ments 3 et du jonc 1, par un enroulement hélicoïdal avec éventuellement adjonction de renforts périphériques sous la forme de câbles ou de rubans et injection de graisse pour lubrifier les interstices entre les éléments 3 et le jonc 1. En aval de l'organe de commettage 304 se trouve la tête d'extrusion 305 réalisant le gainage du câble. En aval de cette tête d'extrusion 305, le câble est refroidi dans un bac 306. La traction à travers l'ensemble de l'in stallation est assurée par un poste de traction 400 en aval du bac de refroidissement 306 suivant l'extrudeuse de gainage 305. Ce poste de traction est constitué de préférence par une chenille de traction. En aval du poste de traction 400 se trouve le poste de réception 500 avec un organe de régulation 501 sous la forme d'un pantin de régulation et un organe de réception 502. Il est à remarquer que pour réaliser l'assemblage hélicoïdal, les éléments 3 à assembler restent fixes dans l'espace (absence de rotation) alors que le jonc 1 tourne sur l'axe principal XX. Pour cela, l'organe d'émission du jonc 101 et le poste de réception 500 ainsi que le poste de traction 400 sont entraînés en rotation autour de l'axe XX et leur rotation est asservie comme cela est représenté schématiquement par la ligne 600. Les différents postes de la machine seront décrits ci-après de manière plus détaillée à l'aide des figures 4 à 8. Selon la figure 4, l'organe d'émission 101 du jonc 1 se compose d'un touret 103 coaxial à l'axe principal XX de la machine. L'axe 104 du touret 103 porte une poulie 105 pour entraîner en rotation le touret par l'intermédiaire d'une courroie crantée 106 et d'une poulie 107 appartenant au moyen d'entralne- ment en rotation 600 qui commande la rotation synchrone de l'entraînement de l'ensemble de la machine. Le jonc 1 dévidé du touret 103 est dirigé sur l'axe principal XX de la machine par les poulies 108, 109 solidaires d'une lyre 110 elle-même entraînée en rotation à la vitesse angulaire de rotation du jonc 1 dans la machine. Cette vitesse de rotation est imposée par la rotation du poste d'entraînement 400. La vitesse de rotation du touret 103 dépend de la vitesse de rotation du jonc 1, de la vitesse de défilement du jonc 1, du diamètre de la nappe de jonc en cours de dévidage sur le touret 103, etc... . Ces différentes vitesses de rotation sont asservies par des moyens 600 non représentés en détail. La tension du jonc 1 est assurée par un frein électromagnétique 111 dont le stator 112 appartient à la lyre 110 et dont le rotor 113 est sur l'arbre 104. La connaissance de la vitesse linéaire, de la vitesse de rotation du jonc 1 et de la vitesse de rotation du touret 103, permet de calculer le rayon de déroulement de la nappe en cours de déroulement sur le touret 103. La relation qui lie le couple de freinage du frein électromagnétique 111 au courant de commande permet de calculer ce courant de commande et de réaliser la tension correcte du jonc 1. Le poste d'émission 100 comprend également des organes d'émission des éléments 102 émettant chacun un élément 3. La figure 4 montre deux organes d'émission différents 102, 102', l'un 102 des organes assurant une émission d'éléments à détorsion et l'autre 102' une émission statique d'éléments pré-tordus dans un sens approprié. Ces moyens sont connus en eux-mêmes en câblerie. L'organe d'émission à détorsion 102 permet de dévider un élément 3 d'un touret 114 à l'aide d'une lyre 115. L'organe d'émission d'un élément pré-tordu 102' consiste simplement à émettre directement l'élé- ment 3 du touret 116. Cet organe comporte un dispositif réglant la tension. La rotation du touret 116 est assurée par un moteur 117 asservi par un circuit de commande 118 mesurant la tension de l'élément 3. Selon la figure 5, le poste d'extrusion à têtes multiples 200 se compose, pour chaque élément 3, d'une poulie d'entrée 204 et d'une poulie de sortie 205 constituées par un organe optionnel de blocage de torsion définissant l'axe auxiliaire YY, ZZ respectif. Le poste 200 comprend également l'extrudeuse à têtes multiples 201 avec une tête 202 associée à chaque axe auxiliaire YY, ZZ. Cette tête 202 est traversée suivant cet axe auxiliaire par l'élément 3 à munir d'une gaine. La figure 5 montre deux têtes de cette extrudeuse à têtes multiples. Cette extrudeuse comporte une vis d'extrusion débouchant dans une couronne 206 commune aux têtes multiples 202. En aval de la tête d'extrusion 202 il est prévu un organe de marquage 207 qui donne à la fibre gainée, correspondante, un repère de couleur (ponctuel, linaire, etc...) permettant de distinguer cette fibre gainée. En aval de l'autre tête d'extrusion, il n'est pas prévu de tel organe. En aval des différentes têtes d'extrusion, se trouve le bain de refroidissement 203, par exemple un bac à déversoirs dont la longueur est suffisante pour assurer le refroidissement complet des éléments munis de leur gaine. En sortie de bac 203 il est prévu une unité de séchage 208 qui sèche les éléments 3 pour éviter qu'il ne subsiste de l'humidité au moment de l'assemblage du câble. Selon la figure 6, le poste d'assemblage du câble 300 se compose des organes optionnels de blocage de torsion 205 déjà évoqués ci-dessus qui permettent de bloquer l'orientation des éléments 3 munis des conduits pour éviter que la torsion induite en aval ne puisse remonter dans l'extrudeuse à têtes multiples 201. En aval de ces organes optionnels de blocage 205 se trouve la grille 302 du poste d'assemblage 300. Cette grille 302 reçoit le jonc ou porteur central 1 qui défile toujours suivant l'axe principal XX de la machine ainsi que les éléments 3 arrivant suivant leur axe auxiliaire YY, zz aligné sur l'orifice 303 correspondant de la grille 302. Le porteur central 1 passe dans une unité d'encollage 307 optionnelle qui l'enduit de colle et assure à l'assemblage une certaine liaison entre le porteur central 1 et les éléments 3. Les éléments 3 et le porteur central 1 arrivent dans l'organe de commettage 304 formé d'une filière 308 précédée le cas échéant d'un organe d'injection de lubrifiant 309. Comme déjà indiqué, le porteur central 1 tourne sur lui-même suivant une certaine vitesse de rotation alors que les éléments 3 sont fixes dans l'espace. Il en résulte un enroulement en hélice des éléments 3 sur le porteur central 1. Après l'organe de commettage 308 il est prévu le cas échéant un second organe de commettage 311 qui permet d'assembler des éléments de renfort 5 périphériques, sur le sous-ensemble ainsi formé du câble. En aval de cet organe de commettage auxiliaire 311 se trouve l'extrudeuse 305 pour réaliser la gaine du câble 6 suivie d'un bac de refroidissement 306. Cette extrudeuse 305 est équipée avantageusement d'une tête fixe pour déposer une gaine 7 sur l'ensem- ble tournant 6. En variante, la tête peut être tournante et synchronisée sur le mouvement général de rotation autour de l'axe principal XX. La figure 7 représente le poste de traction 400 du câble à travers la machine. Ce poste de traction 400 est constitué par une chenille 401 tournant autour de l'axe principal XX pour suivre la rotation du câble 8 et ne pas induire de torsion. Ce poste 400 assure le mouvement de translation dans la direction longitudinale (A) suivant l'axe principal XX. La chenille 401 est montée dans une cage 402 tournant autour de l'axe principal XX pendant que les bandes sans fin 403, 404 formant la chenille sont entraînées à la vitesse de défilement souhaitée pour tirer le câble 8 à travers la machine. Cet ensemble tournant reçoit sa vitesse de rotation synchronisée à partir du moyen d'entraînement général 600 ou par un moteur synchronisé sur ce moyen d'entraînement général, ces moyens n'étant pas détaillés ici. Selon la figure 8, le poste de réception 500 comprend l'organe de régulation 501 et l'organe de réception 502. L'organe de régulation est constitué par un équipage formé de deux poulies 503, 504 sur lesquelles passe le câble 8 suivant un tracé sensiblement en forme de boucle de longueur variable. Ces poulies 503, 504 sont portées par des axes 505, 506 perpendiculaires à l'axe principal XX dans une cage rotative 507. De plus, l'une des poulies 504'est mobile (s) dans la direction de l'axe principal XX pour se déplacer par rapport à l'autre poulie 503 et augmenter ou diminuer la longueur de câble 8 enroulée sur cet organe 501. Ce mouflage est commandé par un détecteur servant à regler la tension du câble. En aval de cet organe de régulation 501 se trouve l'organe de réception 502 également constitué par un touret 508 rotatif suivant l'axe principal XX et lui-meme entouré par une lyre 509 portant des poulies 510, 511, 512 de renvoi assurant l'enroulement du câble 8 avec trancanage. Cet organe de réception 502 comporte également des moyens de commande de la rotation du touret en fonction des différents paramètres d'enroulement. La lyre tourne en synchronisme avec la vitesse de rotation du câble. La figure 9 montre une machine pour la fabrication d'un câble à plusieurs éléments présentant une torsion SZ, c'est-à-dire une torsion de plusieurs tours dans un sens (S) suivie d'une détorsion ou tor sion dans le sens opposé (z). Cette machine reprend le principe général de l'invention sauf que le porteur central ne tourne pas sur lui-même. Pour simplifier la description on utilisera les mêmes références pour désigner les mômes éléments qu'aux figures précédentes et une description détail lée ne sera pas reprise, alors que les éléments analogues auront la môme référence suivie du suffixe Z. La machine comprend un poste d'émission lOlZ de jonc ou de porteur central 1Z fixe et non rotatif autour de l'axe XX de la machine. Les organes d'émission 102 sont identiques aux précédents ; ils émettent des éléments 3 dirigés suivant les axes auxiliaires YY, ZZ pour passer dans la tête d'extrusion à filières multiples 200 également traversée par le jonc 1Z suivant l'axe XX. Comme précédemment la tête d'extrusion 200 comprend une extrudeuse 201 à plusieurs filières 202 situées sur les axes YY, ZZ alignés par ailleurs sur les orifices 303 d'une grille fixe 302 du poste d'assemblage 300Z. Pour réaliser l'assemblage SZ, le poste 300Z comporte une grille mobile 302Z qui tourne autour de l'axe XX suivant une rotation alternée. Au niveau du point de commettage 304z, il y a un double guirlandage croisé par le maintien de l'assemblage. En aval il y a une tête d'extrusion 305 réalisant le gainage du câble refroidi dans un bac 306. Le poste de traction 400Z est fixe sur l'axe XX (et non rotatif) ; il en est de même de l'organe de régulation 501Z et du poste de réception 502. Dans cette machine il n'y a pas de moyen d'entraînement général comme le moyen 600 comme dans la première machine. REVENDICATIONS 1") Machine pour la fabrication d'un câble à plusieurs éléments, comprenant - un moyen d'assemblage du câble recevant les éléments et le porteur central pour les assembler en torsion sur le porteur, - un moyen de gainage par extrusion suivi d'un bain de refroidissement avec en aval du point d'assemblage - un moyen de traction tirant le câble et ses e élé- ments à travers la machine, - un moyen de réception comprenant un moyen de régula tion du câble et un organe de réception sur lequel s'enroule le câble, machine caractérisée en ce qu'elle comporte - un organe d'émission (101) du porteur central (1) et des organes d'émission (102) des éléments (3), l'or gane d'émission (101) du porteur central étant di rectement relié au poste d'assemblage (300) alors que les organes d'émission (102) des éléments (3) alimentent une tête d'extrusion à filières multiples (200), une filière (208) étant associée à chaque élément (3) réparti autour du porteur central (1) pour réaliser simultanément un conduit autour de chaque élément (3), la trajectoire (YY, ZZ) traver sant chaque filière d'extrusion (202) étant alignée sur un orifice (303) de la grille (302) du poste d'assemblage (300). 2") Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'entra2ne- ment en rotation relative (600) du porteur central (1) et du câble assemblé (8) en aval de l'organe de com- mettage (304) par rapport aux éléments (3) en amont de l'organe de commettage (304). 3") Machine selon la revendication 1 pour la réalisation de câbles à torsion (SZ), caractérisée en ce que le poste d'assemblage (300z) comprend une gril le mobile (302z) tournant autour de l'axe (XX) suivant une rotation alternée et le porteur central (1Z) défile sans rotation suivant son axe (XX) à travers la machine. 4") Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins certaines filières d'extrusion (202) sont suivies par un organe de marquage (207) individualisant l'élément (3) qui le traverse pour permettre son identification dans le câble (8).