Brevet FR2718565A1 — publié le 19951013

DISPOSITIF POUR CABLER. AVEC INVERSION DU SENS DE C BLAGE, DES ÉLÉMENTS À C BLER. L'objet de la présente invention est un dispositif pour câbler avec inversion du sens de câblage, des éléments à câbler, constitué d'un disque de guidage fixe et d'un disque de câblage qui en est disposé à une certaine distance et peut être entraîné en rotation autour de son axe. disques qui présentent, tous les deux. des trous de passage, alignés axialement, pour y guider les éléments à câbler. ainsi que d'un point fixe pour bloquer les éléments à câbler, câblés. au point de câblage, dans lequel, entre le disque de guidage et le disque de câblage est disposé au moins un élément porteur, résistant à la traction. sur lequel est rapporté, à une certaine distance du disque de guidage d'une part et du disque de câblage d'autre part. au moins un élément de maintien qui présente des trous de passage alignés selon la direction axiale pour y guider les éléments à câbler. Des éléments à câbler au sens de l'invention sont par exemple des conducteurs de câbles électriques et optiques ou des lignes de différents types. Des éléments à câbler peuvent également être des éléments d'ordre plus élevé, dans le cas desquels plusieurs éléments câblés sont déjà regroupés. Ce sont par exemple des paires, des quartes. des faisceaux et analogues. En ce qui concerne les éléments à câbler, il peut également s'agir de fils de plastique ou de fils métalliques nus qui sont par exemple employés pour le conducteur de protection concentrique dans le cas des câbles pour courant fort ou comme blindage dans le cas des câbles haute tension ou des câbles de transmission de l'information. Le câblage avec inversion du sens de câblage, qui, à certaines distances, change le sens de câblage des éléments à câbler, présente, par rapport au procédé de câblage à sens de câblage constant. l'avantage qu'il ne nécessite pas d'allures tournantes des bobines, ce qui n'autorise qu'une longueur limitée pour le produit câblé à fabriquer. Le câblage avec inversion du sens de câblage offre la possibilité d'une fabrication continue à haute vitesse de sortie. Présente en particulier ici des avantages le dispositif conforme au modèle (DE-OS 42 26 514) dans le cas duquel. au contraire d'un autre dispositif connu (DE-AS 22 62 705), les éléments à câbler sont exposés, pendant le processus de câblage, à un frottement extrêmement faible. Les éléments de maintien employés, de préférence des disques de maintien, présentent une faible masse, de sorte que. même pour un nombre assez élevé de disques de maintien, il n'y a pas de masses supplémentaires sensibles à déplacer pendant le câblage des éléments à câbler. Du fait du faible moment d'inertie de rotation, on peut également maintenir très faibles les temps d'inversion lors du câblage. Une salissure des disques de maintien ou de leurs trous de passage est exclue, des particules de poussière ou des incrustations entraînées ne peuvent pas se fixer sur les disques de maintien, au contraire des tubes souples de guidage connus. Les conditions de câblage peuvent donc être considérées comme constantes. En partant de l'état connu de la technique avec des éléments de maintien disposés sur des éléments porteurs résistants à la traction et présentant des trous de passage pour les éléments à câbler, l'invention a pour but d'améliorer ce dispositif en élevant les vitesses de fabrication et en prolongeant la durée de vie utile du dispositif de câblage de façon qu'il soit possible de procéder, sans incidents, à la fabrication continue de longueurs même importantes. Selon l'invention, on atteint ce but par le fait que les extrémités des éléments porteurs sont fixées dans des supports qui peuvent pivoter et/ou tourner par rapport au disque de câblage. La torsion et la flexion provoquées par la rotation permanente, dans un sens et dans l'autre. du disque de câblage peuvent donc être éliminées sans risque pour les extrémités encastrées des éléments porteurs. On évite une rupture ou un effilochage des éléments porteurs même après une longueur durée d'exploitation. Dans la mise en oeuvre de l'invention, les supports prévus pour les extrémités des éléments porteurs sont disposés avec liberté de pivoter en direction verticale et en direction horizontale. Servent avantageusement à cela des joints de type cardan, connus en soi, à l'aide desquels sont portés les supports. On peut encore améliorer la sécurité d'exploitation, avant tout la durée de vie utile du dispositif conforme à l'invention si, comme également prévu selon l'invention, les supports pour les extrémités des éléments porteurs sont portés par des paliers à effet axial et à effet radial. Le mouvement de rotation obtenu de ce fait permet d'annuler de façon sûre les contraintes de torsion dans les éléments porteurs. Participe en outre à la sécurité de l'exploitation du dispositif conforme à l'invention le fait que les éléments porteurs soient rabattus, par leurs extrémités. à l'intérieur des supports et soient bridés à l'intérieur des supports dans cet état rabattu car la durée de vie utile du dispositif de câblage conforme au modèle dépend aussi en principe de la durée de vie utile des éléments porteurs employés pour contraindre les éléments de maintien et en particulier la conception de leurs extrémités ou la fixation à leurs extrémités. En plus des portées décrites des extrémités des éléments porteurs il peut souvent être avantageux d'employer comme élément porteur des câbles qui sont constitués d'une pluralité de fils métalliques individuels câblés ou torsadés les uns avec les autres et qui, comme expliqué, sont encastrés, sans usure aux extrémités. Cette conception particulière conduit à prolonger encore la durée de vie utile, ce qui est particulier intéressant lorsque l'on passe à des vitesses de fabrication assez élevées. Du fait du changement permanent du sens de rotation du dispositif de câblage et de la contrainte élevée de flexion et de torsion qui y est liée pour les éléments porteurs. il importe avant tout aussi d'éviter, pour les éléments porteurs, des dommages superficiels qui peuvent en pratique conduire, par un effet d'entaille suivi, à une rupture ou à un effilochage des éléments porteurs après une contrainte permanente correspondante. De ce point de vue, il est apparu comme particulièrement avantageux que les câbles métalliques soient revêtus de plastique, et il est intéressant que ce soit de façon que le revêtement de plastique, constitué par exemple d'un plastique à haute résistance à l'usure, pénètre, de l'extérieur, dans les coins de pincement du câble constitué des fils individuels. De cette façon. ces fils sont en outre maintenus de façon sûre dans l'assemblage du câble. La zone qui apparaît entre le disque de guidage fixe et le disque de câblage rotatif forme la zone dite d'accumulation dans laquelle les éléments à câbler sont guidés de façon sûre par les éléments de maintien. Pour garantir un déroulement régulier du câblage pendant la durée d'exploitation, les distances entre les différents éléments de maintien sont choisies différentes, par exemple de façon qu'en partant des extrémités, des deux côtés, des éléments supports qui y sont portés, les distances aillent en croissant vers le milieu. Pour adapter ces distances, ou d'autres, aussi, aux caractéristiques respectives attendues du produit final, dans la mise en oeuvre de l'invention, les éléments de maintien sont maintenus à distance l'un de l'autre par des petits tubes entourant les éléments supports et sont maintenus en position par les supports prévus des deux côtés. Il peut y être souvent avantageux que les petits tubes qui maintiennent la distance soient constitués, au moins dans la zone jouxtant les supports prévus, des deux côtés, pour les extrémités des éléments porteurs, de fils d'acier bobinés avec gaine de protection située à l'extérieur. De tels petits tubes d'écartement. montés de façon analogue aux gaines des câbles dits Bowden, conviennent spécialement pour guider de façon sûre les éléments de maintien, en particulier dans les zones d'extrémité et écarter des contraintes mécaniques extérieures qui pourraient conduire à endommager la surface. En outre, ces petits tubes servent simultanément de protection à l'égard d'un croquage aux extrémités des éléments porteurs qui sont introduits dans les supports. Il est avantageux que servent à maintenir l'écartement des éléments porteurs eux-mêmes, des anneaux d'écartement particuliers présentant des perçages. répartis sur la périphérie. pour le passage des éléments porteurs. Dans la zone des perçages de guidage, ces anneaux d'écartement peuvent également y présenter un renforcement supplémentaire de l'épaisseur de paroi. Les anneaux d'écartement pour les éléments porteurs sont d'un coût de fabrication plus favorable que les éléments de maintien pour les éléments à câbler, mais ils présentent également un poids plus faible et un plus faible moment d'inertie de masse que ceux-ci. Étant donné que les éléments à câbler sont guidés librement à travers les anneaux d'écartement, il n'apparaît pas de problèmes de frottement dans la zone de ces anneaux d'écartement, une usure des brins est exclue. Pour ce motif, dans la mise en oeuvre de l'invention, il est apparu comme particulièrement favorable que 60-80% du nombre des éléments de maintien soient remplacés par un nombre correspondant d'anneaux d'écartement. Comme déjà indiqué, l'avantage particulier des éléments de maintien conformes au modèle réside dans le fait que. avec un faible frottement pour les éléments à câbler qui y passent, il ne sont salis ou même obturés ni par des particules de saleté entraînées ni par des résidus provenant de l'eau de refroidissement. Les surfaces périphériques limites des trous de guidage forment pourtant des surfaces de frottement dont on peut attendre une usure. Pour adapter ici aussi les durées de vie utile à celles de l'ensemble du dispositif. il est apparu comme particulièrement avantageux que les éléments de maintien soient par exemple des disques en matériau résistant à l'usure. De tels matériaux sont par exemple des plastiques à haute résistance à l'usure avec des lubrifiants incorporés pour réduire les pertes par frottement, mais aussi des céramiques, par exemple à base d'oxyde d'aluminium. En outre. on munira ces disques du nombre de trous de guidage correspondant au nombre normalement maximal demandé d'éléments à câbler. On peut ainsi réduire notablement le temps d'équipement pour la fabrication d'éléments à câbler d'un nombre différent d'élément individuels. Pour permettre un processus de câblage continu, les éléments porteurs résistants à la traction. disposés entre le disque de guidage et le disque de câblage, doivent pouvoir être tendus et la modification de longueur de la zone d'accumulation imposée par la rotation même du disque de câblage, doit être compensée. Dans ce but est apparu comme intéressant un système pneumatique de mise en tension avec des vérins linéaires à air comprimé, les supports d'élément porteur situés du côté du disque de guidage étant fixés sur le guidage linéaire du vérin linéaire à air comprimé. Du fait que, lors d'une rotation répétée du dispositif de câblage dans un sens puis dans l'autre sens, des forces correspondantes s'exercent sur les éléments porteurs, il importe. pendant l'exploitation. d'assurer une compensation permanente des contraintes de traction orientées axialement. Dans ce but est apparu avantageux un système de tension entre les éléments porteurs présentant le nombre de vérins linéaires à air comprimé correspondant au nombre des éléments porteurs. De cette façon chaque support d'élément porteur est individuellement fixé sur le guidage linéaire respectif. Après une précontrainte des éléments de maintien au début du processus de câblage, les supports situés à l'extrémité des éléments porteurs située du côté du disque de guidage prennent, par exemple, en fonction du rythme du mouvement de câblage, un mouvement de va- et-vient selon la direction axiale, c'est-à-dire qu'ils suivent le mouvement respectif de l'élément porteur. Mais, pour la compensation de longueur et de force entre les éléments porteurs on peut également, au lieu de plusieurs vérins linéaires à air comprimé, utiliser une poulie de renvoi placée de façon appropriée, les éléments porteurs n'étant alors pas fixés individuellement à l'extrémité située du côté du disque de guidage, mais passant sans fin sur les poulies de renvoi de sorte qu'aucune différences de longueur ne peuvent même plus apparaître entre les éléments porteurs. On explique en détail l'invention à l'aide du dispositif de câblage représenté sur les figures 1 à 3. Entre le disque de guidage 1, fixe, et le disque de câblage 2, qui tourne avec inversion alternative du sens de rotation, se trouve, comme le montre la figure 1, la zone d'accumulation 3 dans laquelle, lors de la rotation du disque de câblage 2, les éléments à câbler 4 sont câblés dans la première direction puis, après le changement de sens de rotation, sont à nouveau emmenés hors de cette zone d'accumulation. Pour le guidage des éléments à câbler 4, qui sont extraits de réserves placées en position fixe et non représentées et dont un seul est représenté pour motif de clarté du dessin, servent des éléments de maintien 5 qui sont disposés à une certaine distance l'un de l'autre le long de la zone d'accumulation 3 et sont chacun équipés de trous de guidage 6 pour le passage des éléments à câbler 4. Dans l'exemple de réalisation représenté. les éléments de maintien sont des disques, par exemple avec un trou de guidage central 6, avec une entrée d'âme et de plus d'autres trous de guidage répartis à la périphérie pour les éléments à câbler. Les éléments de maintien 5 sont disposés sur des éléments porteurs 7, résistants à la traction et qui de leur côté sont maintenus en position par des anneaux d'écartement spéciaux 18. Du fait de leur construction plus simple, de leur plus faible moment d'inertie de masse ainsi que du passage libre des éléments à câbler 4 à l'intérieur de ces anneaux d'écartement 18, il sera avantageux de choisir le plus élevé possible leur nombre le long de la zone d'accumulation 3. De préférence, on peut par exemple remplacer par les anneaux d'écartement 18 conforme à l'invention 60% à 80% des éléments de maintien 5 prévus pour une longueur prescrite de la zone d'accumulation 3. Les éléments porteurs 7 sont par exemple des câbles d'acier à haute flexibilité, revêtus de plastique; les petits tubes 8 constitués par exemple de plastique, prévus.pour la fixation des éléments de maintien 5 sur ces éléments porteurs, servent aussi en même temps pour respecter les distances. Comme on peut facilement le voir sur la figure 1, ces petits tubes 8 ont des longueurs différentes, de sorte que l'on peut choisir différentes les distances entre les différents éléments de maintien 5. En partant du disque de guidage fixe 1. de même qu'en partant du disque de câblage rotatif 2. il est apparu comme avantageux que les distances entre chaque fois deux éléments de maintien 5 aillent en croissant en allant vers le milieu de la zone d'accumulation 3. Une forme de réalisation avantageuse de l'invention consiste par exemple. en commençant avec une première distance d'environ lOmm pour le support 9, d'aller en croissant, par pas augmentant la distance de chaque fois 5mm, jusqu'à 55mm au milieu de la zone d'accumulation puis en décroissant en direction du disque de câblage rotatif, également par pas de chaque fois Smm. jusqu'à la distance d'origine de lOmm. Selon l'invention, les éléments porteurs 7 sont, à leurs extrémités situées des deux côtés, portés avec liberté de pivoter et/ou de tourner; servent à ce but des supports 9 dans lesquels les éléments porteurs 7 sont introduits et bridés. Comme protection à l'égard d'un croquage en quelque sorte, le dernier petit tube 10 est formé d'un fil d'acier bobiné avec un revêtement de plastique extérieur situé par-dessus, ce petit tube 10 est flexible en soi et participe sans problème aux mouvements des éléments porteurs 7. On évite ainsi le risque de croquages dans cette zone ou de dommages provoqués par des influences mécaniques extérieures, par exemple lors de l'encastrement par suite d'une erreur de montage. Comme représenté, le support 9 lui-même est disposé avec liberté de pivoter verticalement et horizontalement à partir de la position représentée au moyen du joint de type cardan 11 et il est porté avec liberté de rotation au moyen du palier à effet axial 12 ainsi que du palier à effet radial 13, de sorte que les contraintes de torsion apparaissant lors de la rotation des deux éléments porteurs 7 pendant le processus de câblage peuvent être compensées et ne doivent pas être reprises par les éléments porteurs 7 eux-mêmes. Le disque de câblage rotatif 2 est porté dans le carter 14 avec possibilité d'être entraîné en rotation, après le passage des éléments à câbler 4 dans la direction de la flèche, ceux-ci sont réunis à la longueur déjà câblée, au point de câblage, non représenté, qui vient à la suite. A l'autre extrémité de la zone d'accumulation 3 est disposé le disque perforé fixe 1. Une possibilité de mouvement en va-et-vient du support 16 est prévue pour, pendant le processus de câblage, adapter les éléments porteurs 7 à l'état d'exploitation instantanée de la zone d'accumulation 3 en ce qui concerne leur précontrainte. Sert à cela par exemple un système pneumatique 17 employant des vérins dits linéaires à air comprimé qui permettent de précontraindre séparément chacun des différents éléments porteurs. Un autre avantage de ce système de mise en tension réside dans le guidage linéaire intégré sur le vérin à air comprimé avec une masse relativement faible ce qui réduit par ailleurs l'inertie de masse des pièces à mettre en mouvement. La figure 2 représente à nouveau, à échelle agrandie par rapport à la figure 1, le dispositif conforme à l'invention dans la zone du disque de guidage fixe 1 ainsi que du support 16. Enfin la figure 3 représente. à échelle agrandie par rapport à la figure 1, le disque rotatif de câblage 2 dans le carter 14. Au moyen du palier à effet axial 12 et du palier à effet radial 13, déjà mentionnés, les supports 9 sont portés avec liberté de rotation et, au moyen du joint de type cardan 11. ils sont portés avec liberté de pivotement en direction verticale et en direction horizontale. Par ailleurs, les éléments porteurs 7 sont, comme on le voit sur cette figure, introduits dans les supports 9 et y sont rabattus et bridés par exemple au moyen d'une tige filetée introduite de l'extérieur. Le petit tube 10, déjà désigné comme protection à l'égard d'un croquage. est introduit dans le support 9, comme représenté, il garantit simultanément la distance, réglable, par rapport au premier élément de maintien 5. Les éléments de maintien 5 présentent aussi bien des trous de passage 6 pour les éléments à câbler 4 que des trous de guidage 15 pour les éléments porteurs 7. D'autres petits tubes 8, par exemple en plastique flexible, résistant à la compression, fixent les différents éléments de maintien 5 sur les éléments porteurs 7, ou, en plus du respect d'une distance qui peut se régler différemment, ils apportent en même temps l'avantage que, lors des processus de câblage, on n'en arrive pas à endommager les éléments porteurs du fait des éléments à câbler qui y passent. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour câbler, avec inversion du sens de câblage, des éléments à câbler (4), constitué d'un disque de guidage (1) fixe et d'un disque de câblage (2) qui en est disposé à une certaine distance et peut être entraîné en rotation autour de son axe, disques qui présentent, tous les deux, des trous de passage (6), alignés axialement, pour y guider les éléments à câbler, ainsi que d'un point fixe pour bloquer les éléments à câbler, câblés, au point de câblage, dans lequel, entre le disque de guidage (1) et le disque de câblage (2) est disposé au moins un élément porteur (7), résistant à la traction. sur lequel est rapporté, à une certaine distance du disque de guidage (1) d'une part et du disque de câblage (2) d'autre part, au moins un élément de maintien (5) qui présente des trous de passage (6) alignés selon la direction axiale pour y guider les éléments à câbler (4). caractérisé par le fait que les extrémités des éléments porteurs (7) sont fixés dans des supports (9) qui peuvent pivoter et/ou tourner par rapport au disque de câblage (2). 2. Dispositif selon la revendication 1. caractérisé par le fait que les supports (9) prévus pour les extrémités des éléments porteurs (7) peuvent pivoter selon les directions verticale et horizontale. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les supports (9) prévus pour les extrémités des éléments porteurs (7) sont portés au moyen de joints du type cardan ( 1). 4. Dispositif selon la revendication I ou l'une des suivantes. caractérisé par le fait que les supports (9) prévus pour les extrémités des éléments porteurs (7) sont portés au moyen d'un palier à effet axial (12) et d'un palier à effet radial (13). 5. Dispositif selon la revendication 1 ou l'une des suivantes, caractérisé par le fait que les extrémités des éléments porteurs (7) sont rabattues à l'intérieur des supports (9) et sont bridées à l'état rabattu. 6. Dispositif selon la revendication I ou l'une des suivantes, caractérisé par le fait que comme éléments porteurs (7) on utilise une pluralité de câbles constitués de fils métalliques individuels Il câblés ou tressés. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les câbles métalliques sont revêtus de plastique. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le revêtement de plastique pénètre, de l'extérieur, dans le coin de pincement du câble constitué des fils individuels. 9. Dispositif selon la revendication 1 ou l'une des suivantes caractérisé par le fait que les éléments de maintien sont maintenus à distance les uns des autres par des petits tubes entourant les éléments porteurs et sont maintenus en position par les supports situés des deux côtés. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les petits tubes qui maintiennent la distance sont constitués, au moins dans la zone jouxtant les supports prévus, des deux côtés, pour les extrémités des éléments porteurs, de fils d'acier bobinés avec gaine de protection située à l'extérieur. 1 1. Dispositif selon I ou l'une des suivantes, caractérisé par le fait que les éléments de maintien sont entièrement ou partiellement constitués de céramique. 12. Dispositif selon la revendication I ou l'une des suivantes, caractérisé par le fait que les éléments de maintien sont totalement ou partiellement constitués de plastique de haute résistance à l'usure. 13. Dispositif selon la revendication 1 ou l'une des suivantes, caractérisé par le fait que les éléments porteurs résistant à la traction peuvent être précontraints. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé par le fait que la précontrainte se fait au moyen d'un système de contrainte avec des vérins linéaires à air comprimé en nombre correspondant au nombre des éléments porteurs. 15. Dispositif selon la revendication 1 ou l'une des suivantes, caractérisé par le fait que la compensation de longueur et de force entre les éléments porteurs se fait au moyen de poulies de renvoi. 16. Dispositif selon la revendication I ou l'une des suivantes, caractérisé par des anneaux d'écartement spéciaux pour maintenir la distance entre les éléments porteurs. 17. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que 60 80% du nombre des éléments de maintien sont remplacés par un nombre correspondant d'anneaux d'écartement.