Brevet FR2743187A1 — publié le 19970704

DISPOSITIF DE GAINAGE POUR FAISCEAUX DE FILS, NOTAMMENT POUR L'AUTOMOBILE La présente invention concerne un nouveau dispositif de gainage des fils, notamment des faisceaux de fils électriques pour les véhicules. Le dispositif, manipulable à la main, permet de former une gaine autour d'un faisceau à partir d'une bande de matière flexible dont les bords superposés sont reliés pour obtenir l'enveloppe du faisceau. ART ANTERIEUR De nombreux appareils industriels et/ou engins de locomotion comme, par exemple, les véhicules automobiles, font appel à des équipements fonctionnant au moyen d'électricité et sont pourvus de ce fait, de circuits électriques d'alimentation ou de contrôle plus au moins complexes. De façon générale, le câblage électrique, notamment pour les automobiles, consiste à confectionner un ou plusieurs faisceaux sur une table de montage, puis à enrubanner les fils groupés à l'aide d'une bande qui est le plus souvent adhésive.Cet enrubannage permet d'obtenir un ensemble plus facile à installer dans le véhicule, le long d'une structure ou de longerons. I1 est maintenant souvent nécessaire d'ajouter ou de substituer à cet enrubannage une gaine en matériau souple plus épais de façon à amortir les contacts entre les fils et la structure de véhicule, ces contacts pouvant être à l'origine de bruits ou d'une usure prématurée des isolants. La fabrication de tels faisceaux fait appel soit à des gaines annelées ouvertes qui peuvent être recouvertes d'une feutrine, soit à des gaines obtenues par pliage d'une bande de mousse de matière plastique, les bords étant ensuite collés ou soudés.La fabrication de ces différents types de faisceaux est souvent faite manuellement et génère des coûts élevés, soit en raison d'un temps de main d'oeuvre important, soit en raison d'un coût élevé de la matière de gainage. Certains dispositifs, souvent encombrants, ont été proposés, comme par exemple des machines capables de banderoller le faisceau à l'aide d'un ruban de mousse adhésive, ou des appareils capables de former une gaine à partir d'une bande qui est repliée autour du faisceau et collée ou thermosoudée. De tels dispositifs sont décrits dans FR 2 664 850, DE 28 02 138, FR 2 689 443 et DE 3309348. Ces appareils sont toujours composés de mécanismes complexes motorisés et, de ce fait, il est nécessaire de présenter le faisceau de fils non gainés à l'entrée de la machine, et de le déplacer dans la machine de gainage qui est fixe.Cette nécessité rend presqu'impossible le gainage de faisceaux volumineux ou importants, qui peuvent être lourds et équipés de nombreux embranchements ou dérivations, en raison des difficultés de manipulation des faisceaux non gainés pendant leur transfert dans ladite machine de gainage. il paraissait donc souhaitable de disposer d'un système capable de fabriquer une gaine en matériau souple qui soit à la fois pratique d'utilisation, rapide et fiable OBJET DE L'INVENTION La présente invention propose une nouvelle solution technique pour gainer les faisceaux de fils, cette nouvelle solution faisant appel à un dispositif portable qui peut, en étant déplacé manuellement autour d'un faisceau de fils fixe, former une gaine à partir d'une bande de matière plastique souple, thermosoudable et/ou collable. Selon la présente invention, le dispositif est portable et il comprend, d'une part, un corps creux comportant une plaque de support de ladite bande souple et dans lequel sont ménagés successivement depuis une entrée vers une sortie au moins une zone de préformation statique de ladite gaine, une zone de liaison desdits bords de ladite bande souple et disposés autour dudit faisceau, des moyens de liaison desdits bords et une zone de formation définitive de ladite gaine, et d'autre part, des moyens de préhension et des moyens de commande des moyens de liaison, susceptibles de permettre le déplacement dudit dispositif sur ladite bande souple au fur et à mesure de la formation définitive d'une partie de la gaine. Grâce à la présente invention, on peut gainer n' importe quel faisceau de fils, quel que soit son encombrement et son poids car il n'est plus nécessaire de manipuler le faisceau de fils lui-même qui reste immobile sur un support tel qu'une table de montage. En effet, le dispositif de gainage qui est relativement léger et manipulable est déplacé au-dessus du faisceau de fils à gainer et sur toute la longueur appropriée. Un autre avantage est qu'il est possible de gainer de grandes longueurs de faisceaux très rapidement et très simplement et d'une façon fiable. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux à la lecture d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention ainsi que des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue en perspective du dispositif au cours du gainage d'un faisceau de fils. Les figures 3 et 4 sont des demi-coupes longitudinales et partielles du dispositif des figures 1 et 2. Les figures 5 à 9 sont respectivement des sections transversales du dispositif suivant V-V, VI-VI, VII-VII, VIII-VIII et IX-IX de la figure 4. La figure 10 est une vue en plan schématique et partielle suivant X Xde la figure 11. La figure il est une vue en coupe schématique analogue à celle de la figure 7 et montrant les doigts escamotables. Le dispositif selon l'invention comprend un bloc générateurrégulateur d'air chaud 1 qui est relié par une conduite inférieure 2, à un bloc conformateur-soudeur 3 se présentant sous la forme d'un tunnel. Le bloc 1 est muni d'une poignée de préhension et de manipulation 4 qui est dotée d'une manette de commande 5. L'alimentation en énergie et des diverses parties du dispositif du bloc 1 est effectuée au moyen de circuits appropriés, le fil 6 représenté sur la figure 1 symbolisant la ou les alimentations en général. Le bloc conformateur-soudeur 3 comprend une partie de support ou assise 7 munie d'une fente 8 et une partie de voûte 9 au-dessus de ladite partie de support, et à l'entrée 10 duquel est présentée une bande 11 sur laquelle sont disposés les fils 12 d'un faisceau à gainer, l'entrée de la bande 11 avec ses fils 12 et la sortie du faisceau gainé étant matérialisées par les flèches 13 et 14 sur la figure 1. La fente 8 permet le passage d'au moins un fil de dérivation 15 muni ou non d'un connecteur 16, ledit fil 15 étant passé à travers un orifice 116 ménagé dans la bande 11, et ce, sans présenter une quelconque gêne pour le gainage du faisceau de fils y compris la partie 15a du fil 15 non dérivée et qui est comprise dans le faisceau gainé, ainsi que cela est représenté sur la figure 2. Le bloc conformateur-soudeur 3 comprend à l'intérieur un volume ou passage 18 de forme tronconique qui va en se rétrécissant depuis l'extrémité d'entrée 10 jusqu'à l'extrémité opposée afin d'obtenir, en sortie, un faisceau gainé 17. Le passage 18 comprend d'abord une zone de préformation 19 de la bande 1 1 dans laquelle ladite bande est pliée par rapprochement des bords i la et 1 lb. Ensuite se trouve une zone de séparation et de recouvrement 20 des bords i la et 1 lb de la bande 11.Un séparateur 21 est disposé dans ladite zone 20 pour permettre le recouvrement desdits bords 1 la et i lb. Une zone 22 cylindro-conique apte à réduire la section de la gaine préformée est prévue après la zone 20, dans laquelle on procède à la liaison desdits bords 1 la et 1 lb par tout moyen approprié et notamment par thermosoudure lorsque le matériau de la bande 11 est thermosoudable. Enfin une zone cylindro-conique de refroidissement 23 est ménagée entre la zone 22 et la sortie 24 de la voûte 9, la partie cylindrique présentant des dimensions presque identiques à celles que doit présenter la gaine 17 dans sa forme définitive. Les diverses étapes du gainage sont représentées sur les figures 5 à 9. Une partie de la bande 11 est introduite sur le support 7 à l'entrée de la voûte 9 et dans l'espace 25, les fils 12 étant disposés sur ladite bande et logés dans la partie supérieure 26 de la voûte 9. Au fur et à mesure qu'on déplace le dispositif au-dessus de la bande 11 et des fils 12 qui restent stationnaires, par exemple sur une table de montage, la bande 11 se déforme le long des parois latérales 27 de la voûte 9 représentées sur la figure 6. Dans la zone de recouvrement 20 et grâce à la présence du séparateur 21, le bord 1 lb par exemple vient au-dessus du séparateur 21, dans l'espace 28 ménagé entre le plafond 29 de la voûte 9 et le séparateur 21, alors que le bord 1 la est replié au-dessous du séparateur 21 (figure 7). L'espace 28 présente la forme d'une gorge dont la largeur est sensiblement égale à l'épaisseur de la bande de matière il. La gorge 28 prend naissance à l'intérieur de la zone 20 et se poursuit jusqu'à proximité de la zone de soudure 22 afin de guider le bord 1 lb dans une position écartée de l'autre bord 1 la. Lorsque les bords 1 la et 1 lb sont en position de recouvrement, au-delà de la zone 20 et après le séparateur 21, de l'air chaud par exemple est admis dans la conduite 2 qui débouche dans la zone 22 pour relier ensemble les bords 1 la et 1 lb qui sont l'un au-dessus de l'autre.La gaine ainsi formée dans une forme intermédiaire passe ensuite dans la zone de refroidissement 23 dans laquelle elle prend sa forme définitive correspondant à celle de l'extrémité de la partie cylindrique terminale située avant la sortie 24. De façon pratique, le dispositif selon l'invention est obtenu par évidement d'un bloc de matière appropriée telle que du PTFE, pour obtenir le volume du conformateur défini ci-dessus. Comme représenté par les figures 3 et 4, il est possible de fabriquer séparément les différentes parties constituant le dispositif et de les assembler ensuite, ce qui en facilite la réalisation. Ce mode de fabrication permet également d'utiliser une matière légère et autolubrifiante pour les parties d'entrée 30 et 19 du conformateur, une matière thermorésistante pour la partie 22 dans laquelle se trouve la source de chaleur, et enfin une matière thermoconductrice pour la partie 23 dans laquelle la gaine est refroidie. Il est bien entendu que la taille du dispositif est telle que la largeur de l'orifice d'entrée doit être égale à la largeur de la bande de matière 11 utilisée pour former la gaine du faisceau. De ce fait, un appareil sera destiné à une taille de faisceau déterminé et il pourra être nécessaire de disposer de plusieurs appareils de taille différente si les faisceaux fabriqués ont des nombres de conducteurs plus ou moins importants. En pratique, ceci a peu d'importance puisque chaque poste de travail a la charge de la fabrication d'un seul type ou partie du faisceau et peut si nécessaire être équipé de plusieurs tailles d'appareil.La soudure des deux bords 1 la, 1 lb de la bande 1 1 formant la gaine 17 nécessite un apport de chaleur qui va entraîner une fusion partielle de la matière de la bande sur les bords, puis les deux bords étant rapprochés jusqu'au contact et refroidis, on obtient une soudure qui peut être continue, sous forme d'un cordon de soudure longitudinal tout au long de la gaine. La source de chaleur, qui doit être ponctuelle, est d'un type connu comme par exemple une résistance électrique ou un jet d'air chaud. On préfère pour la réalisation de l'appareil un jet d'air chaud dont la température peut être régulée avec précision et dont le débit peut être arrêté instantanément. Pour obtenir un faisceau gainé, on utilise une bande de matière qui doit être suffisamment souple pour se conformer dans le dispositif selon l'invention et qui doit être thermosoudable. On peut pour cela utiliser des films de faible épaisseur, mais on préfère des bandes en mousse synthétique, notamment des bandes en mousse à cellules fermées en polyéthylène. Pour obtenir des résultats satisfaisants d'un point de vue résistance mécanique, on préfère encore des bandes en mousse de polyéthylène dont la surface destinée à être à l'extérieur de la gaine, est complexée à l'aide d'une grille de renfort, par exemple en polyamide. Bien qu'il soit possible d'obtenir un faisceau gainé par un passage manuel à une vitesse sensiblement régulière, il est prévu, par exemple lorsque la source de chaleur est un débit d'air chaud, de munir l'appareil d'un système de régulation du débit d'air chaud qui est asservi à la vitesse de déplacement du dispositif le long du faisceau, la vitesse de déplacement étant calculée au moyen d'un capteur optique ou magnétique coopérant avec des repères optiques ou métalliques préalablement imprimés ou fixés sur la bande de matière destinée à former la gaine. Cet asservissement de la puissance de chauffage à la vitesse de défilement de la bande permet d'obtenir un cordon de soudure régulier et résistant, ceci quelle que soit l'expérience de l'opérateur. Selon la source de chaleur utilisée, l'appareil est relié à une source d'air chaud ou une source d'électricité, au moyen d'un tuyau et/ou d'un fil électrique souple. La mise en fonctionnement de la source de chaleur provoquant la soudure peut être commandée soit par la gâchette soit directement par le système automatique d'asservissement décrit précédemment. Dans l'un ou l'autre cas, l'appareil reste d'un poids extrêmement faible et peut être manipulé sans difficulté, les systèmes de régulation de la source de chaleur pouvant être installés à distance. Pour obtenir un faisceau électrique gainé au moyen du dispositif selon l'invention on opère de la façon suivante 1) On prépare le faisceau de fils sur une table de montage en plaçant d'abord la bande de matière destinée à former la gaine, coupée à la longueur nécessaire et éventuellement perforée aux endroits où doivent s'échapper des fils de dérivation, puis on pose sur la bande les différents fils ou câbles constituant le faisceau. Dans le cas où des dérivations sont prévues à certains endroits du faisceau, les fils ou groupes de fils dérivés sont introduits dans les perforations prévues dans la bande de matière souple. 2) On présente l'appareil selon l'invention à une extrémité du faisceau de fils et on introduit l'extrémité de la bande dans l'espace 25, les fils qui ne doivent pas être gainés étant repliés pour passer dans la fente 8. Ainsi les connecteurs d'extrémités passent sous l'appareil. La partie des fils située sur la gaine est introduite dans la partie 26, simultanément au passage de la gaine dans l'espace 25. En translatant l'appareil tout au long du faisceau, la source de chaleur étant en fonctionnement, on forme la gaine autour des fils. Les fils de dérivation sont détournés en passant dans la fente 8. En extrémité finale de faisceau, les connecteurs sont détournés en passant les fils dans la fente 8. Il est possible ensuite, si la structure du faisceau le nécessite, de former d'autres gaines sur les dérivations du faisceau en opérant de façon analogue à la méthode ci-dessus. Selon ce mode de fonctionnement, on voit qu'il n'est pas nécessaire de déplacer le faisceau pour en effectuer le gainage. Ainsi, d'une part un faisceau encombrant et lourd peut être gainé sans difficulté, d'autre part, ledit faisceau peut rester connecté aux circuits électriques de contrôle et être à nouveau contrôlé après le gainage, c'est-à-dire en fin de fabrication. Le dispositif selon l'invention est essentiellement prévu pour former une gaine à partir d'une bande de matière souple thermosoudable. L'application principale est la réalisation des gaines de faisceaux électriques, notamment les faisceaux utilisés dans les automobiles. Ce dispositif peut également s'appliquer à d'autres types de gainage, par exemple des faisceaux de tubes comme ceux utilisés en régulation pneumatique dans l'industrie ou des faisceaux de fibres optiques en informatique ou dans le domaine de transmission de l'information. L'utilisation du dispositif selon l'invention, qui est portable, autorise la mise en place de gaines sur des faisceaux déjà installés sur leur site de fonctionnement : ceci présente un avantage considérable puisqu'il est ainsi possible de vérifier le bon fonctionnement du réseau installé et d'effectuer facilement les corrections éventuellement nécessaires, avant la mise en place de la gaine de protection. Suivant la largeur de la fente 8 du dispositif, il peut arriver que la bande souple 11 se déforme, par exemple lors de la soudure de ses bords et même dans la zone de préformation 19, et s'introduise partiellement dans ladite fente 8. Pour éviter une telle introduction tout en autorisant le passage du ou des fils de dérivation 15, il peut être souhaitable de doter le dispositif selon l'invention de doigts escamotables 31, comme représenté sur les figures 10 et 11.Dans l'épaisseur de la plaque support 7, on ménage des cavités 32 qui peuvent être prévues d'un côté et/ou de l'autre de la fente 8, les dimensions desdites cavités étant appropriées d'une part pour loger totalement ou presque totalement les doigts escamotables lorsqu'ils sont repoussés par le ou les fils de dérivation lors du déplacement du dispositif au-dessus de la bande souple 1 1 et des fils 12 et, d'autre part, pour permettre auxdits doigts escamotables de revenir dans leur position d'extension après le passage du ou des fils de dérivations 15. A cet effet, chaque doigt escamotable 31 est monté sur un axe de pivotement vertical 33 logé dans la cavité 32 correspondante. Un ressort précontraint 34 est enroulé sur l'axe 33 et fixé sur le doigt 31 correspondant et rappelle ce dernier dans la position d'extension représentée à la partie supérieure de la figure 10. Dans la partie inférieure de la figure 1 est représenté un doigt escamotable 31 dans sa position rabattue provoquée par le passage du ou des fils de dérivation 15. Il va de soi que les doigts escamotables, en nombre approprié, peuvent être tous d'un même côté de la fente 8 ou alternés ainsi que cela est représenté sur la figure 10. En principe, les doigts escamotables sont prévus depuis l'entrée ou à proximité de l'entrée du dispositif jusqu'à la zone de refroidissement dans laquelle la forme de la gaine est figée. REVENDICATIONS 1. Dispositif portable de fabrication d'une gaine (17) autour d'un faisceau de fils (12) disposé sur une bande souple (11) à partir de laquelle est réalisée ladite gaine, caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, un corps creux (3) comportant une plaque (7) de support de ladite bande souple (11) et dans lequel sont ménagés successivement depuis une entrée (13) vers une sortie (14) au moins une zone (18) de préformation statique de ladite gaine, une zone de liaison (20) desdits bords (1 la, 1 lb) de ladite bande souple (11) et disposés autour dudit faisceau, des moyens de liaison (1,2) desdits bords et une zone (22, 23) de formation définitive de ladite gaine, et d'autre part, des moyens de manipulation (4) et des moyens de commande (5) des moyens de liaison, susceptibles de permettre le déplacement dudit dispositif sur ladite bande souple au fur et à mesure de la formation définitive d'une partie de la gaine. 2. Dispositif portable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de support (7) comprend une fente longitudinale (8) s'étendant depuis l'entrée (13) jusqu'à la sortie (14). 3. Dispositif portable selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu un séparateur (21) est disposé dans une zone de séparation et de recouvrement (20) ménagée entre les zones de préformation (18) et la zone de liaison (22), ledit séparateur (21) délimitant une gorge de guidage (28) pour l'un (1 lb) desdits bords de la bande souple (11). 4. Dispositif portable selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison sont constitués par de l'air chaud amené par une conduite (2) débouchant dans la zone de liaison (22). 5. Dispositif portable selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison sont constitués par une résistance électrique disposée dans la zone de liaison (22). 6. Dispositif portable selon les revendications 1, 4 ou 5, caractérisé en ce que les moyens de liaison sont asservis à la vitesse de déplacement du dispositif sur la bande souple (11). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un capteur pour détecter des repères disposés sur ladite bande souple (11), de manière à permettre l'asservissement des moyens de liaison à la vitesse de déplacement du dispositif sur la bande souple (11). 8. Dispositif portable selon la revendication 2, caractérisé en ce que des doigts escamotables sont partiellement logés dans ladite fente (8), lesdits doigts empêchant toute introduction de la bande souple dans ladite fente tout en autorisant le passage d'un fil de dérivation du faisceau de fils. 9. Dispositif portable selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intérieur du corps creux (3) est de forme tronconique. 10. Dispositif portable selon les revendications 1 ou 8, caractérisé en ce que le corps creux (3) est réalisé en plusieurs parties dont les matériaux constitutifs sont identiques ou différents. 11. Dispositif portable selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une partie d'alimentation (1) qui est reliée audit corps creux et sur laquelle sont montés les moyens de manipulation (4) constitués par une poignée de préhension et les moyens de commande (5) constitués par une gâchette de commande des moyens de liaison.