Brevet FR2714680A1 — publié le 19950707

"Dispositif d'entraînement en rotation d'un élément filiforme et installation notamment de câblerie équipée d'un tel dispositif" La présente invention concerne un dispositif d'entraînement en rotation d'un élément filiforme et une installation pour fabriquer des fils isolés à haute performance comprenant au moins un tel dispositif. On connaît déjà de multiples procédés et installations pour fabriquer des fils isolés à haute performance. De tels fils isolés se composent d'une corde (partie conductrice) formée de sept brins ou d'un ensemble de sept brins avec une torsion à droite entourés par un ensemble à douze brins avec une torsion à gauche. La corde est isolée par un ruban à pas court, à droite D ou à gauche G, ce ruban étant usuellement appelé ruban K. Ce ruban est lui-même entouré d'un ruban à pas long ou ruban T, à pas à gauche, sachant que les sept brins sont à pas à droite et les douze brins à pas à gauche. De tels fils isolés sont fabriqués dans des installations du type défini ci-dessus. L'inconvénient de ces installations est que le chemin de guidage de la corde ou du fil isolé à l'émission de la corde dans l'émetteur et à la réception du fil isolé dans le ré cepteur sont constitués par un équipage tournant formé de galets de renvoi. Cet équipage tournant doit tourner à la vitesse de rotation fixée pour le rubanage. Or, la vitesse de fabrication du fil isolé dépend de la vitesse de rotation de la corde pour le rubanage. Comme les équipages tournants (lyres) à galets de l'émetteur et du récepteur sont des ensembles rotatifs, relativement lourds et compliqués, cela complique d'autant les moyens de mise en rotation et crée des problèmes très difficiles à résoudre de sorte que la vitesse de rotation de la corde sur elle-même est limitée à 3000 t/mn. De plus, à l'entrée et à la sortie de la lyre il y a une variation brusque de vitesse détruisant le rangement des fils. A cela s'ajoutent différents problèmes de régulation des vitesses car les matériaux utilisés pour le rubanage sont des matériaux relativement fragiles à ce stade de rubanage. La constance de la vitesse de rotation est un élément extrêmement important pour la qualité des fils isolés fabriqués, aussi, le respect de cette condition nécessite-t-il la mise en oeuvre de moyens importants dans les installations connues. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer une installation pour fabriquer des fils isolés à haute performance, permettant de travailler rapidement, à des vitesses de fabrication très supérieures aux vitesses actuelles sans compliquer l'installation ni nécessiter une rotation plus importante des équipages tournants. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'entraînement en rotation d'un élément filiforme (élément de corde, corde, câble en cours de rubana ge) pour faire passer sa vitesse de rotation d'une première valeur N1 à une seconde valeur N2 autour de son axe, avec un équipage tournant, dispositif caractérisé en ce que l'équipage tournant comprend - un support entraîné en rotation autour de l'axe, à la vitesse de rotation relative (N), - un élément de guidage tubulaire dont une extrémité constitue l'entrée et l'autre la sortie pour être traversé par l'élément filiforme arrivant de l'axe et repartant sur cet axe dans le même sens, - cet élément de guidage tubulaire formant une boucle dont les deux extrémités arrivent sur l'axe de rota tion du support dans le même sens pour recevoir et restituer l'élément filiforme sur l'axe de rotation, - cet élément de guidage tubulaire étant supporté li brement par le support tournant, pour être entraîné en rotation autour de l'axe, - l'une des extrémités du support de guidage tubulaire tournant à une vitesse imposée N1, l'autre tournant à la vitesse N2 = N1 + 2N. Ce dispositif utilisé pour le rubanage d'une corde peut également servir à la fabrication de la corde elle-même en partant du septain (ensemble des sept brins tournés à droite constituant le coeur de la corde). Pour toronner les douze brins à gauche entourant le septain, on peut également utiliser le dispositif selon l'invention. L'ensemble peut alors recevoir le ruban K et le ruban T, soit directement, dans la même ligne de fabrication, soit avec rupture de charge, c'est-à-dire d'abord réception de la corde ainsi fabriquée sur un touret puis rubanage par des opérations séparées consistant à dévider la corde du touret pour la faire passer dans les postes de rubanage T, K, etc... Ainsi l'invention concerne une installation pour fabriquer un fil électrique isolé à haute performance par rubanage et toronnage, installation caractérisée en ce qu'elle comprend un poste de dévidage d'un septain, suivi d'un dispositif d'entraînement en rotation, d'émission, traversé par le septain pour être twisté et tourner sur son axe à une vitesse de rotation déterminée et en réception un dispositif d'entraînement en rotation pour alimenter un touret de réception, le dispositif d'entraînement en rotation d'entrée et celui en sortie tournant à une vitesse de rotation moitié de celle de l'élément filiforme traversant l'installation, cet élément étant accéléré d'une première vitesse de rotation, en général nulle à une seconde vitesse de rotation par le dispositif d'entrée et l'élément filiforme est de nouveau décéléré de sa vitesse de rotation à une vitesse de rotation en général nulle peut être embobiné sur un touret. Suivant une autre caractéristique de l'invention entre l'installation d'entraînement en rotation à l'émission et celle à la réception il y a un poste de dévidage fixe appliquant les douze brins extérieurs sur le septain tournant pour former la corde. L'installation selon l'invention, notamment les moyens de guidage de la corde ou du fil à l'émission et à la réception, permet grâce à leur structure hélicoïdale, de ne tourner qu'à une certaine vitesse pour communiquer à la corde une vitesse de rotation sur elle-même, double. Ainsi, pour des équipages tournant à la vitesse usuelle, on fait tourner le septain ou la corde à une vitesse double, doublant ainsi la vitesse de fabrication sans modifier les autres conditions de fonctionnement de l'installation. Pendant sa rotation, le tube formé d'un fil enroulé en hélice et qui guide la corde ou le fil, augmente la vitesse de rotation de celui-ci pour la faire passer d'une vitesse nulle à l'entrée jusqu'à la vitesse demandée à la sortie sur l'axe ou, inversement, à recevoir sur l'axe le fil isolé ou la corde ayant reçu les douze brins, tournant à la vitesse demandée pour décélérer cette vitesse de rotation jusqu'à la vitesse de rotation zéro, au niveau du touret de réception. Enfin l'invention concerne une installation pour fabriquer un fil électrique isolé à haute performance par rubanage et toronnage, installation caractérisée en ce qu'elle comprend - un émetteur de corde muni d'un touret émettant la corde et d'un dispositif d'entraînement en rotation pour émettre la corde à la vitesse de rotation de rubanage, - un chemin de rubanage avec une ou plusieurs têtes de rubanage pour déposer les rubans ainsi que d'une éventuelle tête complémentaire pour guipper le fil rubané parcourant le chemin en tournant sur lui même, les têtes de rubanage étant fixes et/ou en ro tation suivant le sens de l'enroulement des rubans par rapport à la corde, - un récepteur recevant la corde rubanée, tournant sur elle-même à la vitesse de rubanage, ce récepteur comprenant un dispositif d'entraînement en rotation pour le fil rubané, - un touret recevant le fil rubané, le dispositif d'entraînement en rotation de l'élément filiforme (élément de corde) d'émission accélérant cet élément filiforme (élément de corde ou corde), d'une première vitesse de rotation à une deuxième vitesse de rotation et en sortie le dispositif d'entraînement en rotation faisant passer ltélément filiforme (câble rubané) de la seconde vitesse de rotation à la première vitesse, ces dispositifs d'entraînement en rotation étant conformes au dispositif de la revendication 1. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'une extrémité de fil isolé haute performance susceptible d'être fabriqué par l'installation selon l'invention. - la figure 2 est un schéma d'un dispositif d'entraînement ou d'un élément filiforme. - la figure 3 est un schéma d'ensemble de principe de l'installation de fabrication de fil isolé selon l'invention. Selon la figure 1, un fil isolé, haute performance, se compose en principe d'une corde 1 recevant un ruban K (2) rubané à pas court à droite ou à gauche et l'ensemble reçoit un ruban T, (3) rubané à gauche suivant un pas important. La corde 1 elle-même se compose d'un coeur formé par sept brins 4 toronnés à droite (septain) et ce septain est enveloppé d'une nappe de douze brins 5 toronnés à gauche. A titre de remarque, il convient de noter que le pas P du rubanage est donné par la formule suivante : P = n dans laquelle V est la vitesse de défilement ou de tirage de câble dans l'installation et n est la vitesse de rotation de câble par rapport au poste de rubanage. Selon la figure 2, l'invention concerne un dispositif d'entraînement en rotation d'un élément filiforme tel qu'un élément de corde, la corde elle-même ou le câble en cours de rubanage, comme défini cidessus. Ce dispositif d'entraînement en rotation a pour but de faire tourner l'élément filiforme pour faire passer sa vitesse de rotation d'une première vitesse de rotation N1 à une seconde vitesse de rotation N2, autour de l'axe et en utilisant un équipage tournant. Usuellement, à l'émission le câble non rubané ne tourne pas sur lui-même (N1 = 0) bien que l'on puisse également envisager que le câble soit fourni avec une vitesse de rotation Nt non nulle. Le dispositif d'entraînement tournant luimême à une vitesse de rotation N, communique à l'élément filiforme une vitesse de rotation double (2N) dans les conditions examinées ci-après. Le dispositif d'entraînement en rotation comprend un équipage tournant entraîné en rotation autour de l'axe X-X avec un support 10 qui est représenté schématiquement comme un bras de support 11 en forme de U porté par des paliers de rotation 12 dont un seul est représenté. Ce support 10 entraîne autour de l'axe X-X un élément de guidage tubulaire 13 formant une boucle comme celle représentée à la figure 2 et dont les deux extrémités El, E2 sont tournées du même côté (vers la gauche) selon la figure. Les deux extrémités E1, E2 sont situées sur l'axe de rotation X-X ou au moins au voisinage de celui-ci, pour prendre l'élément filiforme 14 au niveau de l'axe de rotation X-X et le faire revenir de nouveau sur cet axe de rotation X-X, au moins au niveau de l'entrée et de la sortie de l'élément de guidage tubulaire 13. Les entrées/sorties E1, E2 sont interchangeables, l'une des extrémités peut indifféremment jouer le rôle d'entrée et de sortie, pendant que l'autre extrémité joue, dans les mêmes conditions, le rôle de sortie/entrée. L'élément de guidage 13 est constitué par un élément tubulaire dont l'exemple le plus caractéristique est un ressort hélicoïdal ; cet élément tubulaire tourne non seulement autour de l'axe XX mais également sur lui-même aussi doit-il être déformable et non rigide (tout en conservant sa forme d'ensemble en boucle) car le rayon de courbure en tout point de la surface varie à chaque rotation, d'une valeur négative à une valeur positive ou inversement. Cet élément de guidage 13 est reçu dans des paliers 15, 16, 17 portés librement en rotation par le bras 11 du support 10 entraîné en rotation. Ces supports 15-17 sont, par exemple, des manchons dont la surface intérieure est la cage d'un palier de roulement et le tube de l'élément de guidage 13 peut tourner librement par rapport au palier 17 pendant qu'il est entraîné globalement en rotation autour de l'axe X-X. Selon les lois de la cinématique, si l'extrémité E1 n'est pas libre mais tourne à une vitesse de rotation N1 (nulle ou non nulle), l'entraînement du support 10 autour de l'axe X-X à une vitesse relative N fait que l'extrémité E2 de l'élément tubulaire 13 tourne à la vitesse de rotation relative 2N (vitesse double). La vitesse de rotation absolue de l'extrémité E2 sera ainsi N2 = N1 + 2N. Cette expression est algébrique, N pouvant être positif ou négatif et N1 avoir n'importe quelle valeur positive, nulle ou négative. En théorie on peut envisager un dispositif dont l'extrémité E1 tourne à sa vitesse N1, l'extrémité E2 en rotation tournant à la vitesse N2 = N1 + 2N. Cette hypothèse est vérifiée si l'élément tubulaire 13 a une structure parfaitement élastique et continue. En pratique il n'en est pas ainsi et même si la vitesse de rotation N2 sera en moyenne celle indiquée ci dessus, la vitesse instantanée variera. Or il est indispensable pour obtenir un câble d'excellente qualité, que la variation de vitesse de l'élément filiforme soit aussi régulière que possible, sans variation brusque. Pour cela il est indispensable d'imposer à l'extrémité E2, une vitesse de rotation N2 rigoureusement donnée par la formule N2 = Na + 2N, par exemple pour une transmission par des engrenages. Ce mouvement de rotation de l'élément de guidage tubulaire 13 applique à l'élément filiforme 14 que reçoit cet élément tubulaire 13, une rotation sur lui-même qui augmente en continu d'une première vitesse de rotation N1 à l'entrée du dispositif d'entraînement en rotation, jusqu'à une vitesse de rotation N2 en sortie, selon la relation N2 = N1 + 2N : la vitesse de rotation de sortie de l'élément filiforme sur luimême est égale à sa vitesse de rotation d'entrée augmentée du double de la vitesse d'entraînement en rotation de l'élément de support 10. Pour ne pas détruire le rangement des fils de la corde ou du câble, il est impératif d'éviter les variations brusques de la vitesse de rotation de l'élément filiforme, non seulement dans l'élément de guidage 13 mais également à son entrée et à sa sortie, ainsi est-il impératif que la vitesse de rotation N1 imposée à l'entrée E1 soit rigoureusement celle de l'élément filiforme, et qu'il en soit de même à la sortie E2. Dans le cas général, si l'élément filiforme 14 est dévidé d'un touret 18 fixe dans l'espace, la vitesse de rotation N1 de l'élément filiforme 14 à l'entrée El du dispositif est nulle et la seconde vitesse de rotation N2 en sortie est alors égale au double 2N de la vitesse de rotation N du support 10. La réversibilité du dispositif fait qu'il est possible, dans les mêmes conditions de décélérer la vitesse de rotation d'un élément filiforme qui, à l'entrée E21 tourne sur lui-même à la vitesse 2N (vitesse N2) pour faire passer sa vitesse de rotation à la vitesse Na en sortie E, cette vitesse Nt pouvant être la vitesse nulle si l'élément filiforme en sortie doit, par exemple, être enroulé sur un touret comme le touret 18. On remarque également à la figure 2 que le touret d'alimentation ou de réception 18 est fixe selon cet exemple et se trouve placé dans la boucle enveloppée par le support entraîné 10, les extrémités E1 et E2 étant nécessairement tournées vers le même côté (vers la gauche sur la figure 2). De façon générale, un tel dispositif d'entraînement en rotation peut servir à l'accélération et à la décélération en rotation d'un élément filiforme pour le faire passer d'une vitesse de rotation N1 à une vitesse de rotation N2, sachant que le support entraîné tournera à une vitesse égale à la demidifférence des vitesses d'entrée et de sortie. Un tel dispositif peut s'appliquer en différents endroits notamment d'une installation servant à fabriquer une partie de corde, une corde ou un câble électrique haute performance. La figure 3 montre un tel exemple d'application du dispositif d'entraînement en rotation. Le dispositif d'entraînement en rotation est appliqué à la fabrication d'un fil électrique isolé à haute performance. L'installation ainsi réalisée se compose d'un dispositif d'entraînement en rotation 100, placé à l'entrée et d'un dispositif d'entraînement en rotation 200, placé en sortie. Les deux dispositifs d'entraînement en rotation qui ne sont représentés que schématiquement sans que ne soient référencées leurs parties constitutives de la figure 2, tournent tous deux à la vitesse de rotation N. Le dispositif d'entrée 100 reçoit d'un touret 101, un élément filiforme 102, par exemple le septain ou la corde destinée à la fabrication du fil électrique. Cet élément filiforme 102 traverse l'élément de guidage tubulaire figuré par une spire hélicoïdale du dispositif 100, en pénétrant dans cet élément et en en sortant au point 103, sur l'axe X-X de l'installation. On remarque que, dans cet exemple, le touret 101 tourne autour d'un axe fixe dans l'espace. Après le point 103, l'élément filiforme passe dans un poste de traitement 104 où il reçoit un premier rubanage. On remarquera qu'en vertu du principe exposé à la figure 2, l'élément filiforme tourne à la vitesse de rotation 2N en traversant l'installation. Après le poste de traitement 104, il y a un poste 105 pour la dépose du ruban K. Cette dépose se fait suivant un sens de rotation opposé au sens de rotation à la vitesse 2N de l'élément filiforme. Puis, dans le poste 106, il y a dépose du ruban T. Ce ruban T est déposé dans le même sens que la torsion des brins extérieurs de la corde : le dispositif de rubanage est fixe dans l'espace, le ruban T s'enroulant autour de la corde qui défile. Au point 107, l'élément filiforme pénètre dans l'élément de guidage tubulaire du second dispositif d'entraînement en rotation 200 qui tourne, luiaussi, à la même vitesse de rotation N, (même amplitude et même sens), que celle du dispositif d'entrée 100 pour décélérer la vitesse de rotation du fil électrique maintenant rubané et terminé, jusqu'à la vitesse 0 permettant son enroulement sur un touret de réception 108 également fixe dans l'espace. REVENDICATIONS 1') Dispositif d'entraînement en rotation d'un élément filiforme (élément de corde, corde, câble en cours de rubanage) pour faire passer sa vitesse de rotation d'une première valeur (N1) à une seconde valeur (N2) autour de son axe, avec un équipage tournant, dispositif caractérisé en ce que l'équipage tournant comprend - un support (10) entraîné en rotation autour de l'axe (XX), à la vitesse de rotation relative (N), - un élément de guidage tubulaire (13) dont une ex trémité (E1) constitue l'entrée et l'autre (E2) la sortie pour être traversé par l'élément filiforme (14) arrivant de l'axe (XX) et repartant sur cet axe dans le même sens, - cet élément de guidage tubulaire (13) formant une boucle dont les deux extrémités (El, E2) arrivent sur l'axe de rotation (XX) du support (10) dans le même sens pour recevoir et restituer l'élément fili forme (14) sur l'axe de rotation, - cet élément de guidage tubulaire (13) étant supporté librement par le support tournant (10), pour être entraîné en rotation autour de l'axe (XX), - l'une des extrémités du support de guidage tubulaire (13) tournant à une vitesse imposée (N1), l'autre tournant à la vitesse (N2 = N1 + 2N). 2 ) Installation pour fabriquer une partie de corde ou corde de fil électrique isolé à haute performance par rubanage et toronnage, installation caractérisée en ce qu'elle comprend un poste de dévidage à sept brins pour former un septain, suivi d'un dispositif d'entraînement en rotation, d'entrée, traversé par le septain pour être twisté et tourner sur son axe à une vitesse de rotation déterminée et en sortie un dispositif d'entraînement en rotation de sortie, pour alimenter en sortie un touret de réception, le dispositif d'entraînement en rotation (13) d'émission et celui en réception, conformes au dispositif de la revendication 1, tournant à une vitesse de rotation relative (N) moitié de celle (2N) de l'élément filiforme (14) traversant l'installation, cet élément étant accéléré d'une première vitesse de rotation (N1), en général nulle à une seconde vitesse de rotation (N2) par le dispositif d'entrée et l'élément filiforme (14) est de nouveau décéléré de sa vitesse de rotation (N2) à une vitesse de rotation (nit) en général nulle peut être embobiné sur un touret. 3 ) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'entre l'installation d'entraînement en rotation à l'entrée et celle à la sortie, il y a un poste de dévidage fixe (104) appliquant les douze brins extérieurs sur le septain (103) tournant pour former la corde. 4 ) Installation pour fabriquer un fil électrique isolé à haute performance par rubanage et toronnage, installation caractérisée en ce qu'elle comprend - un émetteur de corde muni d'un touret (101) émettant la corde (102) et d'un dispositif d'entraînement en rotation (100) pour émettre la corde à la vitesse de rotation de rubanage, - un chemin de rubanage avec une ou plusieurs têtes de rubanage (105, 106) pour déposer les rubans (T) et (K) ainsi que d'une éventuelle tête complémentaire pour guipper le fil rubané parcourant le chemin en tournant sur lui-même, les têtes de rubanage étant fixes et/ou en rotation suivant le sens de l'enrou- lement des rubans par rapport à la corde, - un récepteur (200) recevant la corde rubanée, tour nant sur elle-même à la vitesse de rubanage, ce ré cepteur comprenant un dispositif d'entraînement en rotation pour le fil rubané, - un touret recevant le fil rubané, le dispositif d'entraînement en rotation (100, 200) de l'élément filiforme (élément de corde) d'émission accélérant cet élément filiforme (élément de corde ou corde), d'une première vitesse de rotation (N1) à une deuxième vitesse de rotation (N2) et en sortie le dispositif d'entraînement en rotation faisant passer l'élément filiforme (câble rubané) de la seconde vitesse de rotation (N2) à la première vitesse (N1), ces dispositifs d'entraînement en rotation étant conformes au dispositif de la revendication 1.