Brevet FR2793595A1 — publié le 20001117

"Procédé et installation de câblerie propres à la réalisation d'un câble à détorsion au moins partielle" La présente invention concerne d'une manière générale les câbles réalisés par le tordage en toron d'un ou plusieurs fils. Elle vise plus particulièrement le cas o, s'agissant d'un câble électrique, ces fils sont des conducteurs électriques isolés, et, plus particulièrement encore, mais non nécessairement exclusivement, le cas o, seuls deux fils étant mis en oeuvre, le câble constitue ce qui est plus communément appelé une paire. Ainsi qu'on le sait, la torsion appliquée conjointement à deux fils pour leur assemblage en toron conduit normalement aussi à une torsion individuelle de chacun de ces deux fils sur eux-mêmes Ainsi qu'on le sait, également, une paire de fils conducteurs isolés constitue globalement un condensateur, dont l'impédance dépend, non seulement de la fréquence des signaux électriques véhiculés, en devenant d'ailleurs très rapidement non négligeable lorsque cette fréquence est 1 5 elle-même relativement élevée, mais aussi de la capacitance entre les deux fils. Ainsi qu'on le sait, enfin, cette capacitance dépend elle-même de la nature du matériau diélectrique constitutif de la gaine isolante de ces deux fils et de l'épaisseur de cette gaine isolante. Or, eu égard aux inévitables tolérances de fabrication, cette épaisseur n'est pas rigoureusement constante tout au long du pourtour des fils. De fait, il existe aussi inévitablement une certaine excentration de l'âme conductrice de ces fils par rapport à leur gaine isolante. Si, comme précédemment indiqué, I'assemblage de ces fils se fait avec une torsion concomitante de chacun d'eux, ces fils sont au contact l'un de I'autre suivant une génératrice qui reste la même sur toute leur longueur. Les effets d'une éventuelle excentration de l'âme conductrice par rapport à la gaine isolante interviennent alors eux-mêmes de manière uniforme sur toute la longueur de ces fils, et il en résulte que, d'une paire à une autre, des écarts importants de capacitance peuvent être observés, et, donc, par voie de conséquence, que, d'une paire à une autre, I'impédance, pour un même niveau de fréquence, peut être très variable, ce qui, en pratique, conduit à mettre au rebut une telle paire lorsque cette impédance est trop élevée ou trop faible. Il a donc été proposé d'assurer l'assemblage des fils sans qu'il en résulte une torsion individuelle pour ceux-ci. Par exemple, suivant une première disposition déjà envisagée dans ce but, chacun des fils à assembler est dévidé à partir d'une machine de tordage à double torsion fonctionnant en dérouleuse, et l'assemblage est lui-même réalisé par une machine de tordage à double torsion fonctionnant de manière classique. Ainsi, suivant cette première disposition, trois éléments tournants sont nécessaires, à savoir les trois machines de tordage à double torsion mises en 1 5 oeuvre. En outre, la production, ou productivité, exprimée en nombre de torsions par l'unité de temps, est, avec cette disposition, égale au double de la vitesse de rotation de l'ensemble. Suivant une autre disposition également déjà connue, chacun des fils à assembler est dévidé à partir d'une machine de tordage à simple torsion, et, comme précédemment, I'assemblage est assuré par une machine de tordage à double torsion. Mais, comme précédemment, également, trois éléments tournants sont nécessaires, à savoir les deux machines de tordage à simple torsion et la machine de tordage à double torsion, et la production de l'ensemble est limitée à deux fois la vitesse de rotation de cette dernière. La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition qui, tout en permettant la réalisation de câbles de qualité satisfaisante, notamment en ce qui concerne une relative constance de I'impédance d'un câble à un autre, nécessite avantageusement, pour sa mise en oeuvre, un nombre moindre d'éléments tournants que les dispositions précédentes, avec, corollairement, une production avantageusement supérieure à celle à laquelle conduisent celles-ci. Elle est fondée sur le fait, connu en soi, que, dans la pratique, pour obtenir un câble de qualité suffisante, il est possible de se satisfaire d'une torsion, ou, plus précisément, à l'inverse, d'une détorsion partielle des fils, la détorsion de ces fils pouvant par exemple être comprise entre 25 % et 50 % en étant préférentiellement comprise entre 30 % et 40 %. Elle est également fondée sur le fait que, pour la réalisation de câbles de gros diamètre, ou, incidemment, pour celle de paires performantes sur de longues distances, il a déjà été proposé une machine de tordage, qui, communément appelée paireuse horizontale à lyre, sans pour autant que le trajet des fils soit obligatoirement horizontal, est propre à réunir deux fils en câble sans une quelconque torsion individuelle de ceux-ci, cette machine de tordage mettant en pratique en oeuvre, outre une première bobine d'émission, une assembleuse à lyre au sein de laquelle intervient une deuxième bobine d'émission. De manière plus précise, la présente invention a tout d'abord pour objet un procédé de câblerie propre à la réalisation d'un câble à détorsion au moins partielle, caractérisé en ce que l'on fait intervenir, sur une même ligne de production, d'abord un poste d'assemblage sans torsion, auquel les divers fils nécessaires sont assemblés sans qu'il en résulte individuellement pour eux une quelconque torsion sur eux-mêmes, puis un poste de tordage, auquel, pris dans son ensemble, le câble dès lors formé par ces fils est soumis à au moins une torsion; elle a encore pour objet toute installation de câblerie mettant en oeuvre un tel procédé. Par exemple, s'agissant de la réalisation d'une simple paire, l'installation de câblerie suivant l'invention met très simplement en oeuvre, d'une part, pour le poste d'assemblage sans torsion, une paireuse horizontale à lyre, et, d'autre part, pour le poste de tordage, une machine de tordage à double torsion. Ainsi, seuls deux éléments tournants sont mis en oeuvre, à savoir la paireuse horizontale à lyre du poste d'assemblage sans torsion et la machine de tordage à double torsion du poste de tordage, et, si ces deux éléments tournants tournent tous à la même vitesse, la production de l'ensemble est égale à trois fois leur vitesse de rotation. Conjointement, assemblés sans torsion à la sortie de la paireuse horizontale à lyre, les deux fils ne sont ensuite l'objet que d'une torsion partielle dans la machine de tordage à double torsion faisant suite à celle-ci. Autrement dit, tout se passe comme si, pour l'ensemble, ils étaient en fait l'objet d'un certain taux de détorsion. En pratique, celui-ci dépend des vitesses de rotation relatives des deux éléments tournants mis en oeuvre. D'une fabrication à une autre, ce taux de détorsion peut ainsi avantageusement être aisément varié, au gré des exigences formulées par les intéressés. Préférentiellement, il est prévu, suivant l'invention, entre le poste i 5 d'assemblage sans torsion et le poste de tordage, un dispositif de mesure de tension auquel est asservi un dispositif de freinage contrôlant la première bobine d'émission, et il est fait en sorte que la tension du câble à la sortie du poste d'assemblage sans torsion soit sensiblement égale au double de la tension du fil à la sortie de cette première bobine d'émission. Une égalité de tension entre les deux fils, garante de la qualité géométrique du câble réalisé, peut ainsi avantageusement être relativement aisément et économiquement obtenue, sans que soit réellement connue la tension de celui de ces fils qui est issu de la première bobine d'émission, et alors même que, portant sur un fil ayant cheminé sur un élément tournant, la connaissance directe de cette tension nécessiterait la mise en oeuvre de moyens autrement plus complexes et coûteux. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels: la figure 1 est une représentation d'une installation de câblerie suivant l'invention la figure 2 reprend, à échelle supérieure, le détail de la figure 1 repéré par un encart Il sur cette figure 1; la figure 3 est un abaque correspondant au fonctionnement de cette installation de câblerie; la figure 4 est un bloc diagramme plus général d'une quelconque installation de cablerie suivant l'invention. Les figures 1 à 3 illustrent, à titre d'exemple, I'application de l'invention au cas o il s'agit simplement d'assembler entre eux deux fils f1, f2, le câble c à réaliser étant une simple paire. Suivant l'invention, I'installation de câblerie 10 mise en oeuvre à cet effet comporte, en série, sur une même ligne de production, d'abord, un poste d'assemblage sans torsion 11, propre à réunir entre eux, sans torsion individuelle, les deux fils fl, f2, puis un poste de tordage 12, propre à appliquer au moins une torsion à l'ensemble. Dans la forme de réalisation représentée, le poste d'assemblage sans torsion 11 comporte, outre une première bobine d'émission B1 de laquelle est dévidé le fil fl, au moins une baie 13, cette baie 13 étant formée en pratique d'une assembleuse 14 au sein de laquelle intervient une deuxième bobine d'émission B2 de laquelle est dévidé le fil f2. S'agissant de la réalisation d'une simple paire, seule une baie 13 est prévue. Par exemple, et tel que schématisé sur la figure 1, I'assembleuse 14 de cette baie 13 est une assembleuse à lyre. Suivant des dispositions qui, connues par elles-mêmes, ne seront pas détaillées ici, elle comporte donc une lyre 15 le long de laquelle se fait le cheminement du fil f1. Corollairement, le poste d'assemblage sans torsion 11 comporte, à sa sortie, un ensemble d'assemblage 16. Par exemple, et tel que plus complètement représenté sur la figure 2, cet ensemble d'assemblage 16 est formé, d'une part, d'une fusée 17, qui comporte une entrée axiale E2 pour le fil f2 et au moins une entrée périphérique E1 pour le fil fl, et dont toutes les sorties Sl, S2... etc. sont périphériques, en étant réparties circulairement sur une même circonférence, à la manière d'une plaque de commettage, et, d'autre part, en aval de cette..DTD: fusée 17, d'une filière 18 commune à l'ensemble des fils fl, f2... etc... . Lorsque, comme en l'espèce, seuls deux fils fl, f2 sont prévus, la fusée 17 ne comporte qu'une entrée périphérique E1 et que deux sorties Sl, S2. En pratique, I'ensemble formé par la bobine d'émission B1, la baie 13 et l'ensemble d'assemblage 16 constitue ce qui est communément appelé une paireuse horizontale à lyre PHL. Une telle paireuse horizontale à lyre PHL étant bien connue par elle-même, elle ne sera pas décrite plus en détail ici. Soit N1 sa vitesse de rotation autour de son axe A1. Corollairement, le poste de tordage 12 comporte une assembleuse qui, dans la forme de réalisation représentée, est une machine de tordage à double i 5 torsion DT. Une telle machine de tordage à double torsion DT est elle-même bien connue par elle-même, et elle ne sera donc pas non plus décrite dans tous ses détails ici. Il suffira d'indiquer que, comme la baie 13 du poste d'assemblage sans torsion 1 1, elle comporte une lyre 19 le long de laquelle se fait le cheminement du câble c en cours de tordage, avec, au sein de cette lyre 19, une bobine de réception B3, sur laquelle le câble c, alors fini, vient ensuite s'enrouler en se dirigeant alors vers l'intérieur de l'ensemble. Soit N2 sa vitesse de rotation autour de son axe A2. De manière connue en soi, également, I'installation de câblerie 10 suivant l'invention se complète par un dispositif de tirage, non représenté, un cabestan par exemple, propre à assurer l'avance du câble c à une vitesse linéaire VL donnée. A l'entrée de la baie 13, le fil f1 est tordu, et il est détordu à sa sortie. Il pénètre donc sans torsion dans l'ensemble d'assemblage 16. De même, le fil f2 pénètre sans torsion dans cet ensemble d'assemblage 16. L'assemblage des deux fils fl, f2 se fait ensuite au droit de la filière 1 8. Soit A le point d'assemblage correspondant, matérialisé par l'ouverture de cette filière 18. Soit, conjointement, Tcl le nombre de torsions, par unité de longueur, du câble c au point d'assemblage A, ou, plus généralement, dans la zone Zl o se fait l'assemblage, et soit, dans les mêmes conditions, le nombre de torsions Tfl des fils fl, f2 dans cette même zone Z1. On a, évidemment: Tcl = N1/VL et Tfl = O Soit Tc2 le nombre de torsions du câble c dans la zone Z2 de la machine de tordage à double torsion DT formée par la lyre 19 de celle-ci, et soit Tc3 son nombre de torsions dans la zone Z3 de cette machine de tordage à double torsion DT formée entre la sortie de sa lyre 19 et la bobine de réception B3. Soit, également, dans les mêmes conditions, Tf2 le nombre de torsions des fils f1, f2 dans la zone Z2 et Tf3 leur nombre de torsions dans la zone Z3. On a, évidemment: Tc2 = N1/VL + N2/VL Tc3 = N1/VL + 2 x N2/VL Tf2 = N2/VL Tf3 = 2 x N2/VL Soit, maintenant, BT le taux de détorsion, défini, d'une manière générale, comme suit, en fonction du nombre de torsions Tc du câble c et du nombre de torsions Tf des fils fl, f2: BT = 1 - Tf/Tc Il résulte de ce qui précède que, dans la zone Z3 de la machine de tordage à double torsion DT, dans laquelle le câble c est fini, le taux de détorsion BT obtenu est le suivant: BT = 1 - 2 x N2/(N1 + 2 x N2) Corollairement, la production P, ou productivité, de l'installation de câblerie 10 suivant l'invention, définie comme étant égale au nombre de torsions par unité de temps, a la valeur suivante P = N1 + 2 x N2 Si, par exemple, les vitesses de rotation N1, N2 ont une même valeur N, le taux de détorsion BT et la production P ont des valeurs suivantes BT = 1 - 0,66, soit 33 % P = 3N Mais, bien entendu, suivant les valeurs des vitesses de rotation N1, N2, le taux de détorsion BT est variable, et il en est de même pour la production P. Dans ce qui précède, les différents paramètres en cause sont supposés être, par simple commodité, en valeur absolue. Mais il va de soi, par exemple, que les vitesses de rotation N1, N2 sont de signes différents. L'abaque de la figure 3, sur lequel figurent, par exemple en tours/min, en abscisses, la vitesse de rotation N2 de la machine de tordage à double torsion DT et, en ordonnées, la vitesse de rotation N1 de la paireuse horizontale à lyre PHL, donne, par exemple, sous la forme d'un premier faisceau de droites D1 toutes issues de l'origine, le taux de détorsion BT obtenu, et, sous la forme d'un deuxième faisceau de droites D2 qui, toutes parallèles entre elles, recoupent tant l'axe des abscisses que l'axe des ordonnées, la production P également obtenue. Pour l'obtention d'un câble c régulier, il importe que les tensions T1, T2 des fils f1, f2 au point d'assemblage A soient sensiblement égales entre elles. Si la tension T2 du fil f2 n'est pratiquement pas perturbée tout au long du trajet de ce fil f2 entre la deuxième bobine d'émission B2 et le point d'assemblage A, il n'en est pas de même pour la tension T1 du fil fl entre sa sortie de la première bobine d'émission B1 et ce point d'assemblage A. Cette tension T1 est en effet au contraire très perturbée par le cheminement de ce fil f2 le long de la lyre 15 de l'assembleuse 14. Si, donc, la tension T2 du fil f2 au point d'assemblage A est relativement facile à contrôler, il n'en est pas de même pour la tension T1 du fil f1 à ce point d'assemblage A. Pour surmonter cette difficulté, I'installation de câblerie 10 suivant I'invention comporte, entre le poste d'assemblage sans torsion 11 et le poste de tordage 12, un dispositif de mesure de tension 20 auquel, tel que schématisé en traits interrompus sur la figure 1, est asservi un dispositif de freinage 21 contrôlant la première bobine d'émission B1. Corollairement, un dispositif de freinage 22 contrôle la deuxième bobine d'émission B2. Bien connu par lui-même, le dispositif de mesure de tension 20 ne sera pas décrit ici. Il permet de mesurer la tension T3 du câble c en aval de la filière 1 8. Suivant l'invention, il est fait en sorte que, sous le contrôle du dispositif de freinage 22, la tension T2 du fil f2 au point d'assemblage A soit sensiblement constante en toute circonstance, malgré, notamment, la variation du diamètre suivant lequel se fait le déroulement de ce fil f2 au fur et à mesure de ce déroulement. Corollairement, il est fait en sorte que, sous le contrôle du dispositif de freinage 21, la tension T3 du câble c à la sortie du poste d'assemblage sans torsion 11, mesurée par le dispositif de mesure de tension 20, soit sensiblement égale au double de la tension T2 du fil f2 à la sortie de la deuxième bobine d'émission B2. Ainsi, on a la quasi certitude que, comme recherché, les tensions T1 et T2 des fils fl, f2 au point d'assemblage A sont sensiblement égales entre elles. Si, comme schématisé à la figure 4, le câble c à réaliser doit comporter un nombre de fils fl, f2... etc... fn supérieur à deux, le poste d'assemblage sans torsion 1 1 comporte, en série, plusieurs baies 13. En pratique, le nombre n' de ces baies 13 est égal à n - 1. Il n'est pas nécessaire par ailleurs, que, au poste de tordage 1 2, le câble c formé par les fils fi, f2... etc... fn soit soumis à deux torsions. D'une manière plus générale, il suffit que, à ce poste de tordage 1 2, ce câble c soit soumis à au moins une torsion. Autrement dit, il suffit que ce poste de tordage 12 comporte une assembleuse telle que, par exemple, une assembleuse à simple torsion, une assembleuse à réception tournante, ou une assembleuse à double torsion. La présente invention ne se limite d'ailleurs pas aux formes de réalisation succinctement décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution et/ou de combinaison de leurs divers éléments. REVENDICATIONS 1. Procédé de câblerie propre à la réalisation d'un câble à détorsion au moins partielle, caractérisé en ce que l'on fait intervenir, sur une même ligne de production, d'abord un poste d'assemblage sans torsion (11), auquel les divers fils (fl, f2... etc... fn) nécessaires sont assemblés sans qu'il en résulte individuellement pour eux une quelconque torsion sur eux-mêmes, puis un poste de tordage (12), auquel, pris dans son ensemble, le câble (c) dès lors formé par ces fils (f1, f2... etc... fn) est soumis à au moins une torsion. 2. Installation de câblerie propre à la réalisation d'une câble à détorsion au moins partielle, caractérisée en ce que, pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, elle comporte, en série, sur une même ligne de production, d'abord un poste d'assemblage sans torsion (11), propre à réunir entre eux, sans torsion individuelle, au moins deux fils (fl, f2), puis un poste de tordage (12), propre à appliquer au moins une torsion à l'ensemble. 3. Installation de câblerie suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le poste d'assemblage sans torsion (11) comporte, outre une première bobine d'émission (B1), au moins une baie (13) formée d'une assembleuse (14) au sein de laquelle intervient une deuxième bobine d'émission (B2). 4. Installation de câblerie suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l'assembleuse (14) d'une baie (13) est une assembleuse à lyre. 5. Installation de câblerie suivant l'une quelconque des revendications 3, 4, caractérisée en ce que le poste d'assemblage sans torsion (11) comporte, en série, plusieurs baies (13). 6. Installation de câblerie suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que le poste d'assemblage sans torsion (11) comporte, à sa sortie, un ensemble d'assemblage (16). 7. Installation de câblerie suivant la revendication 6, caractérisée en ce que l'ensemble d'assemblage (16) est formé, d'une part, d'une fusée (17), qui comporte une entrée axiale (E2) et au moins une entrée périphérique (El), et dont toutes les sorties (S1, S2) sont périphériques, et, d'autre part, en aval de cette fusée (1 7), d'une filière (1 8). 8. Installation de câblerie suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que le poste de tordage (12) comporte une assembleuse telle que, par exemple, une assembleuse à simple torsion, une assembleuse à réception tournante, ou une assembleuse à double torsion. 9. Installation de câblerie suivant l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte, entre le poste d'assemblage sans torsion (11) et le poste de tordage (12), un dispositif de mesure de tension (20) auquel est asservi un dispositif de freinage (21) contrôlant la première bobine d'émission (B1). 10. Installation de câblerie suivant les revendications 3 et 9, prises conjointement, caractérisée en ce qu'il est fait en sorte que la tension (T3) du câble (c) à la sortie du poste d'assemblage sans torsion (11) soit sensiblement égale au double de la tension (T2) du fil (f2) à la sortie de la deuxième bobine d'émission (B2).