Brevet FR2767811A1 — publié le 19990305

L'invention concerne les dispositifs de fabrication de tige par étirage, notamment d'un capillaire pour ferrule de fibre optique. Un tel capillaire en forme de manchon est utilisé une fois tronçonné pour constituer une ferrule adaptée à recevoir une fibre optique. Deux ferrules de ce type peuvent être accolées bout à bout pour connecter les deux fibres optiques correspondantes. Pour réduire autant que possible les pertes optiques à la connexion entre les fibres, il est nécessaire de définir très précisément les diamètres externe et interne du capillaire. Dans le document FR-2 648 804, le capillaire en verre est fabriqué par étirage d'une préforme préalablement chauffée à une température adaptée. Les diamètres interne et externe du capillaire dépendent étroitement de la vitesse de tirage impartie au capillaire par le dispositif de tirage. Dans ce document, le dispositif de tirage comporte une roue de tirage ayant une vitesse de rotation commandée au moyen d'un asservissement en fonction d'un diamètre mesuré sur le capillaire en amont. Un galet presseur monté fou s'étend en regard de la roue. En fonctionnement, le galet presse le capillaire contre la roue. La roue exerce sur le capillaire la traction requise pour le tirage et confère au capillaire une vitesse de défilement adaptée aux diamètres souhaités. Le dispositif comporte en outre un organe de coupe s'étendant en aval de la roue et du galet par rapport à une direction de défilement du capillaire. L'organe de coupe sectionne des tronçons de capillaire à intervalles de temps réguliers. Ces tronçons serviront à la fabrication des ferrules. Toutefois, la coupe crée à chaque fois des discontinuités de contraintes dans le capillaire, qui remontent le long du capillaire et se traduisent par des variations de contraintes et de déformation sur le capillaire au niveau de la roue et du galet, ainsi qu'en amont de ceux-ci, au niveau du tronçon subissant l'étirage. I1 s'ensuit des variations des diamètres interne et externe du capillaire qu'il est impossible de prévenir. La précision dimensionnelle du capillaire obtenue est donc médiocre. I1 en est de même de sa régularité dimensionnelle et de la reproductibilité dimensionnelle des capillaires fabriqués. Un but de l'invention est de fournir un dispositif permettant d'améliorer la précision dimensionnelle du capillaire, ainsi que sa régularité et sa reproductibilité dimensionnelles. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention un dispositif de fabrication d'une tige par étirage, comportant des moyens de traction de la tige et des moyens de coupe de la tige, le dispositif comportant des moyens d'entraînement de la tige, s'étendant en aval des moyens de traction et en amont des moyens de coupe. Ainsi, les moyens d'entraînement limitent voire bloquent totalement la remontée le long de la tige jusqu'aux moyens de traction, des discontinuités de contraintes générées par la coupe. Cela améliore la précision dimensionnelle de la tige étirée, ainsi que sa régularité et sa reproductibilité dimensionnelles. Avantageusement, les moyens d'entraînement sont disposés de sorte qu'un tronçon de tige tiré par les moyens de traction et un tronçon de tige entraîné par les moyens d'entraînement sont mutuellement non coaxiaux. Ainsi, on peut surveiller précisément une tension de la tige entre les moyens de traction et les moyens d'entraînement, et commander la vitesse de ces derniers pour éviter qu'une tension excessive sur la tige ne facilite la remontée des contraintes jusqu'aux moyens de traction. Avantageusement, les moyens d'entraînement sont disposés de sorte que le tronçon tiré et le tronçon entraîné ont des axes perpendiculaires entre eux. Ainsi, la surveillance précitée est particulièrement aisée à mener. Avantageusement, le dispositif comporte des moyens de commande d'une vitesse des moyens d'entraînement en fonction d'une vitesse des moyens de traction. Ainsi, la commande automatisée de la vitesse des moyens d'entraînement permet d'éviter l'apparition d'une tension sur la tige en aval des moyens de traction. Avantageusement, le dispositif comporte des moyens de commande d'une vitesse des moyens d'entraînement en fonction d'une position d'un tronçon de tige s' étendant entre les moyens de traction et les moyens d'entraînement, cette position étant mesurée suivant une direction de débattement perpendiculaire à une direction locale de défilement du tronçon. Avantageusement, les moyens d'entraînement comprennent des chenilles s'étendant en regard l'une de l'autre. On prévoit également selon l'invention un procédé de fabrication d'une tige par étirage dans lequel, simultanément, on tire un premier tronçon d'une tige, et on coupe un deuxième tronçon de la tige, dans lequel simultanément, on entraîne un troisième tronçon de la tige s'étendant entre les premier et deuxième tronçons. Avantageusement, on entraîne le troisième tronçon de sorte que, entre les deuxième et troisième tronçons, la tige est dans un état relâché. On prévoit de plus selon l'invention un capillaire pour ferrule de connecteur de fibre optique fabriqué selon le procédé de l'invention. On prévoit encore selon l'invention un connecteur pour fibre optique comportant un capillaire selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante d'un mode préféré de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif. Aux dessins annexés : - la figure 1 est une vue en perspective de la partie amont d'un dispositif de fabrication selon un mode de réalisation de l'invention - la figure 2 est une vue schématique simplifiée du dispositif de la figure 1, montrant les forces exercées sur le capillaire et dans laquelle, pour la clarté de la représentation, les axes de rotation visibles sur la figure 1 ont été rendus tous parallèles entre eux ; et - la figure 3 est une vue en perspective d'une partie aval du dispositif de fabrication selon le présent mode de réalisation. Dans le mode de réalisation qui va être décrit, le dispositif de fabrication selon l'invention fait partie d'une tour d'étirage pour la fabrication de capillaires en verre. La tour fabrique en continu un capillaire sans fin qui est ensuite tronçonné en aval à intervalles de longueur réguliers. A partir des tronçons, sont réalisées des ferrules adaptées à recevoir concentriquement une fibre optique. L'association bout à bout de deux ferrules permet de constituer un connecteur pour fibres optiques monomodes ou multimodes. Comme il est bien connu, la tour d'étirage comporte des moyens de support d'une préforme en verre en forme de manchon allongé, et un four pour le chauffage de la préforme, non représentés. Le capillaire est réalisé par étirage de la préforme ainsi chauffée. En aval des moyens de support et du four, le dispositif de fabrication 2 comporte une roue d'entraînement 4 en forme de disque d'axe 6. La roue 4 a un pourtour présentant une face lisse cylindrique 8. Au moins une partie de la roue 4 définissant la face cylindrique 8 est réalisée en un matériau dur tel que de l'acier. La roue 4 a un rayon R. La face cylindrique 8 présente une grande régularité dimensionnelle et un état de surface de grande précision. Le dispositif 2 comporte un moteur d'asservissement de vitesse 10. Ce moteur est adapté à donner à la roue 4 une vitesse de rotation o en maintenant cette vitesse constante même lorsque la roue 4 est soumise à un couple d'intensité variable. Un tel moteur est connu en soi. Le dispositif 2 comporte en outre trois galets de traction 12, 14, 16 de forme cylindrique et d'axes respectifs 18, 20, 22. Les trois galets présentent une face cylindrique 24 définissant leur pourtour et constituée par un matériau du type caoutchouc ou élastomère ayant un coefficient de frottement avec le verre relativement élevé. Les trois galets 12, 14, 16 sont entraînés respectivement par trois moteurs couples 26, 28, 30, adaptés à fournir aux galets respectifs un couple d'intensité constante quelle que soit la vitesse de rotation des galets. Un tel moteur est également connu en soi. Le premier galet 12 est disposé de sorte que sa face cylindrique 24 s'étend en regard de la face cylindrique 8 de la roue 4, de part et d'autre d'un capillaire 32, les axes 6 et 18 étant parallèles entre eux. La roue 4 et le galet 12 sont disposés de sorte que le capillaire rectiligne 32 défile en étant interposé entre ceux-ci, la direction de défilement étant perpendiculaire aux axes 6 et 18. Des moyens de pression sont prévus pour que le galet 12 exerce sur le capillaire 32 en direction de la roue 4 une pression P perpendiculaire aux axes 18 et 6, et coplanaires avec ceux-ci. Les deux autres galets 14, 16 s'étendent avec leurs faces cylindriques 24 en regard l'une de l'autre et leurs axes 20, 22 parallèles entre eux, de sorte que le capillaire 32 défile en étant interposé entre les deux faces cylindriques 24. Les galets 14, 16 s'étendent en aval du galet 12 et de la roue 4 par référence à la direction de défilement du capillaire 32. Les deux galets 14, 16 sont disposés par rapport à la roue 4 et au galet 12 de sorte que le capillaire 32 défile en ligne droite d'abord entre la roue 4 et le galet 12, puis entre les deux galets 14, 16. Les axes 6 et 18, d'une part, et les axes 20 et 22, d'autre part, s'étendent dans deux plans respectifs parallèles entre eux et en l'espèce horizontaux. Les axes 20 et 22 des galets 14, 16 ne sont pas coplanaires avec l'axe 6 de la roue 4 et sont inclinés par rapport à celui-ci. En l'espèce, les axes 20 et 22 sont orthogonaux par rapport aux axes 6 et 18. Ainsi, la roue 4 et les trois galets 12, 14, 16 sont respectivement en contact avec quatre génératrices différentes du capillaire 32 séparées les unes des autres par 900 autour d'un axe longitudinal du capillaire. Des moyens sont prévus pour que les galets 14, 16 exercent sur le capillaire 32 une pression P2 s'étendant dans le plan commun des axes 20, 22, perpendiculairement à ceux-ci. Le dispositif comprend des moyens de commande agencés de sorte que la vitesse du moteur vitesse 10 de la roue d'entraînement 4 est asservie à un dispositif 34 de mesure d'un diamètre externe du capillaire 32 en amont de la roue 4. Les trois moteurs couples 26, 28, 30 des galets sont également asservis en vitesse à ce dispositif de mesure 34. Le dispositif de tirage exerce sur un tronçon 33 du capillaire 32, en amont de la roue 4, une force de traction totale T vers l'aval. Cette force T a une intensité choisie en fonction de la température du four. Cette force est transmise au capillaire 32 par la roue 4 et les trois galets 12, 14, 16. Si l'on appelle CR un couple transmis par le moteur 10 à la roue 4, et R un rayon de la roue 4, la roue 4 exerce sur le capillaire 32 une traction TR = R * CR. De même, si l'on appelle Ci le couple transmis par le galet i au capillaire 32 et ri le rayon de chaque galet i avec i = 1, 2 ou 3, chaque galet exerce sur le capillaire 32 une traction Ti égale à ri * Ci. Dès lors, T =TR +T1 + T2 + T3 R*CR +r1 *C1 + r2 * C2 + r3 * C3. En outre, les moyens de commande commandent les moteurs 10, 26, 28, 30, de sorte que TR et T1 ont même intensité, et que T2 et T3 ont même intensité. Ainsi, TR = T1 et T2 = T 2 - 3 En vue que l'effort de traction TR assuré par la roue d'entraînement 4 soit le plus faible possible, on donnera donc à T2 et T3 la plus grande valeur possible. A titre d'exemple, si T2 = T3 = 2TR, on obtient T = TR + TR + 2 TR + 2 TR = 6 TR Ainsi, la roue d'entraînement 4 assure seulement un sixième de l'effort de traction total T sur le capillaire 32. On commande les quatre moteurs 10, 26, 28, 30 de sorte que la vitesse linéaire de la face cylindrique de la roue d'entraînement 4 et des galets de traction 12, 14, 16 soit égale à v, vitesse de défilement souhaitée pour le capillaire 32. Compte tenu de la précision et de la dureté de la face cylindrique 8 de la roue 4, la roue 4 confère à elle seule au capillaire 32 la vitesse de défilement v souhaitée de sorte que v = R x z . Les trois galets de traction 12, 14, 16 ayant une face cylindrique 24 moins dure que la roue 4, ils ne peuvent conférer au capillaire 32 une vitesse de défilement précisément définie. Ils autorisent la roue 4 à commander la vitesse v du capillaire 32 sans nuire à cette commande. Etant donné que la roue d'entraînement 4 ne fournit qu'une partie TR de l'effort de traction T, la pression P1, choisie pour assurer une adhérence avec contact de roulement sans glissement de la roue 4 sur le capillaire 32, peut avoir une intensité modérée, compatible avec la résistance mécanique du capillaire 32. En effet, il suffit de choisir P1 de sorte que P1 aR > R * CR où aR est le coefficient de frottement de la face cylindrique 8 de la roue 4 sur le capillaire 32 en verre. Bien entendu, on choisira par ailleurs P2 pour assurer un contact de roulement sans glissement entre les galets de traction 14, 16 et le capillaire 32. On prendra donc P2 CLj > Ci ri où ai est le coefficient de frottement du galet i sur le capillaire 32, avec i = 2 ou 3. Dans ce dispositif, la roue 4 constitue un organe d'entraînement du capillaire 32, lui donnant une vitesse précise v mais assurant une part minime TR de l'effort de traction T. Les galets 12, 14, 16 au contraire assurent la plus grande partie de l'effort de traction T sans donner au capillaire 32 une vitesse précise. On peut donc à la fois obtenir un effort de traction T convenable sur le capillaire 32 et commander la vitesse d'étirage v pour obtenir des diamètres externe et interne très précis sur le capillaire. Dans la suite, on appellera moyens de traction l'ensemble constitué par la roue 4 et les trois galets 12, 14, 16. La tour d'étirage comporte en outre, en aval des galets 14, 16, un dispositif de coupe 60 adapté à couper le capillaire 32 à intervalles de longueurs réguliers. En référence à la figure 3, la tour comporte en outre des moyens d'entraînement 40, s'étendant en aval des galets de traction 14, 16 et en amont du dispositif de coupe 60. Ces moyens comprennent ici deux séries de galets 42. Les galets 42 de chaque série sont au nombre de trois et ont des axes 44 parallèles et coplanaires entre eux. Une bande sans fin 46 est montée sur chaque série de galets 42 pour constituer deux chenilles 48 s'étendant en regard l'une de l'autre. Les deux chenilles 48 sont distantes l'une de l'autre pour permettre le passage entre elles du capillaire 32 de façon que ces chenilles entraînent un tronçon de capillaire 32 s'étendant entre elles et avec lequel elles sont en contact. Les axes 44 de chaque série de galets 42 s'étendent dans deux plans perpendiculaires à la direction de défilement d'un tronçon 43 du capillaire 32 s'étendant entre la roue 4 et les galets 12, 14, 16. Ces deux plans sont horizontaux en l'espèce. De plus, les chenilles 48 sont décalées latéralement par rapport à la roue 4 et aux galets 12, 14, 16. La vitesse de rotation des galets 42 est commandée par les moyens de commande de sorte que le capillaire 32 forme un tronçon de transfert 50 en arc de cercle s'étendant sur 900, entre les galets de traction 14, 16 et les chenilles 48. La tour d'étirage comprend un dispositif de mesure 54 d'un débattement latéral 4 d'un point central 52 du tronçon de transfert 50 suivant une direction z localement perpendiculaire à l'axe longitudinal du capillaire 32 et à sa direction de défilement. En l'espèce, cette direction z fait un angle de 450 avec la direction verticale et avec la direction horizontale. Les moyens de commande commandent la vitesse de rotation des galets 42 des chenilles en fonction de la vitesse o de la roue d'entraînement 4 et du débattement Az mesuré, de façon que ce débattement Az soit à chaque instant le plus proche de zéro d'un côté ou de l'autre du tronçon. Autrement dit, on fait en sorte que toute la partie du capillaire 32 s'étendant entre les galets de traction 14, 16 et les chenilles 48 soit constituée par un tronçon rectiligne vertical 56, le tronçon de transfert 50 en arc de cercle et un tronçon rectiligne horizontal 58, cette partie du capillaire n'étant soumise à aucune sollicitation autre que celles générées par son propre poids et étant ainsi dans un état relâché. Les chenilles 48 bloquent les discontinuités de contrainte auxquelles est soumis le capillaire 32 lors de la coupe en aval des chenilles 48, et interdisent leur remontée jusqu'aux galets de traction 12, 14 et la roue d'entraînement 4. On améliore donc la stabilité des facteurs géométriques et des contraintes au niveau de la roue d'entraînement 4 et en amont de celle-ci, ce qui améliore la stabilité des diamètres externe et interne du capillaire 32. La tour d'étirage qui vient d'être décrite permet par exemple de réaliser des capillaires 32 de diamètre externe égal à 1,250 mm avec une précision de + ou - 1 clam. On peut alors réaliser un connecteur optique monomode à très bas coût, sans perte d'insertion optique importante. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celleci. Les moyens d'entraînement pourront comprendre, ou être seulement constitués par, une paire de galets s'étendant en regard l'un de l'autre de part et d'autre du capillaire et étant en contact avec le capillaire. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fabrication d'une tige (32) par étirage, comportant des moyens de traction (4, 12, 14, 16) de la tige (32) et des moyens de coupe (60) de la tige, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'entraînement (48) de la tige, s'étendant en aval des moyens de traction (4, 12, 14, 16) et en amont des moyens de coupe (60). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement (48) sont disposés de sorte qu'un tronçon (33) de tige (32) tiré par les moyens de traction (4, 12, 14, 16) et un tronçon (58) de tige (32) entraîné par les moyens d'entraînement (48) sont mutuellement non coaxiaux. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement (48) sont disposés de sorte que le tronçon tiré (33) et le tronçon entraîné (58) ont des axes perpendiculaires entre eux. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande d'une vitesse des moyens d'entraînement (48) en fonction d'une vitesse des moyens de traction (4, 12, 14, 16). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande d'une vitesse des moyens d'entraînement (48) en fonction d'une position (Az) d'un tronçon (50) de tige s'étendant entre les moyens de traction (4, 12, 14, 16) et les moyens d'entraînement (48), cette position étant mesurée suivant une direction de débattement (3) perpendiculaire à une direction locale de défilement du tronçon (50). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement (48) comprennent des chenilles s'étendant en regard l'une de l'autre. 7. Procédé de fabrication d'une tige (32) par étirage dans lequel, simultanément, on tire un premier tronçon (33) d'une tige (32), et on coupe un deuxième tronçon de la tige, caractérisé en ce que, simultanément, on entraîne un troisième tronçon (58) de la tige s'étendant entre les premier et deuxième tronçons. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on entraîne le troisième tronçon (58) de sorte que, entre les deuxième et troisième tronçons, la tige (32) est dans un état relâché. 9. Capillaire (32) pour ferrule de connecteur de fibres optiques, caractérisé en ce qu'il est fabriqué au moyen d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8. 10. Connecteur pour fibre optique, caractérisé en ce qu'il comporte un capillaire (32) selon la revendication 9.