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La présence invention est relative à des procédés et à un appareil DOUX fabriquer des conducteurs électriques et plus particulièrement à des procédés et à un appareil pour fabriquer des conducteurs électriques du type dans lequel des cordons d'un matériau filamentaire est enroulé autour d'un noyau d'une longueur indéfinie
Dans la fabrication de conducteurs électriques destinés à être utilisés dans le domaine des communica- tions, il est habituel d'enrouler une pluralité de torons plats conducteurs connus sous le nom de ruban conducteur plat autour d'un noyau de matière textile qui avance, telle que du coton.
Le' conducteur résultant formé de cette façon est connu sous le nom de conducteur souple et est utilisé habituellement pour des cordons de téléphones pour lesquels on désire de la flexibilité, une longue vie du conducteur.
Dans le passé, les conducteurs souples étaient formés en enroulant d'abord en hélice une paire de rubans conducteurs plats autour.d'un noyau de coton qui avance et en bobinant le noyau encerclé de rubans résultant autour d'une bobine.
Une seconde paire de rubans conducteurs plats sur la. pre- mière paire et le conducteur souple résistant est bobiné autour d'une seconde bobine de reprise .
Etant donné que les vitesses avec lesquelles les rubans conducteurs plats doivent être enroulés autour du noyau de coton en vue d'obtenir une production maximum, ont pour effet que les rubans conducteurs plats sont enrou- lés de manière très serrée autour de ce noyau, il est dési- rable de relâcher les rubans .en vue d'augmenter la flexibi- lité et la vie du conducteur souple. Il est devenu usuel
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d'exécuter une troisième opération en vue de relâcher les conducteurs en détordant légèrement les rubans conducteurs plats, après quoi les conducteurs.souples sont recouverts d'une matière plastique ou fibreuse convenable . On voit donc ainsi que dans le passé trois opérations distinctes ont été jugées nécessaires pour former un conducteur sou- ple fini.
Il serait évidemment très désirable si de tels conducteurs pouvaient être formés en une opération continue.
Il est un objet de la présente invention de procu- rer des procédés nouveaux et perfectionnés et un appareil pour fabriquer des conducteurs électriques .
Il est un autre objet de la présente invention de procurer des procédés nouveaux et perfectionnés et un appa- reil pour fabriquer des conducteurs électriques du type dans lequel des torons d'une matière filament aire sont enroulés autour d'un noyau de longueur indéfinie .
Il est encore un autre objet de la présente inven- tion de procurer des procédés nouveaux et perfectionnés et un appareil pour enrouler une pluralité de rubans conduc- teurs plats autour d'un noyau de coton et pour relâcher les rubans conducteurs plats en vue d'augmenter la flexi- bilité du conducteur souple ainsi formé '.
Un procédé de fabrication de conducteurs électri- ques du type dans lequel un toron d'une matière filamentai- re est enroulé autour d'un noyau de longueur indéfinie, illustrant certaines caractéristiques de la présente in- vention, peut comprendre les étapes simultanées qui con- sistent à faire longitudinalement un tel noyau, à tourner le noyau autour de son axe longitudinal, à diriger un to- ron de matière filamentaire autour du noyau en rotation de sorte que l'avancement longitudinal et la rotation du noyau amènent le toron à être enroulé en hélice autour
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du noyau, à bobiner le noyau encerclé de torons sur une bobine et à relâcher les torons autour du noyau tandis qu'on enroule le noyau entouré de torons autour de la bobine .
Un appareil pour fabriquer des conducteurs électri- ques du type dans lequel un toron d'une matière filamentai- re est enroulé autour d'un noyau de longueur indéfinie, il- lustrant certaines caractéristiques de la présente inven- tion, peut comprendre des moyens pour faire avancer un tel noyau longitudinalement à uue vitesse constante, des moyens pour faire tourner le noyau autour de son axe lon- gitudinal, desmoyens pour diriger un tel toron de matière vers le noyau de. sorte que la rotation et l'avancement longitudinal du noyau amènent le toron à être enroulé en hélice autour de ce noyau,et des moyens de reprise pour bobiner le noyau encerclé de torons sur une bobine et des moyens pour relâcher le toron autour du noyau lorsque le noyau encerclé de torons est enroulé sur la bobine'de re- prise ou d'envidage .
Plus spécialement, un appareil'réalisant la présente invention peut comprendre une base sur laquelle une bobine d'alimentation de cordon de coton est montée de manière rotative. Une pluralité d'engrenages commandés est prévue, avec une paire de ces engrenages produisant la rotation de la bobine d'alimentation et du cordon de coton qui en dérive.
D'autres engrenages commandés font tourner un treuil à une vitesse supérieure à celle de la bobine d'alimentation en vue de produire l'avancement longitudinal du cordon de co- ton, et d'autres engrenages commandés font tourner une bo- bine d'envidage à une vitesse qui est inférieure à la vites- se de rotation de la bobine d'alimentation et du cordon de coton. Une pluralité de rubans conducteurs plats sont appli-
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qués au cordon de coton en rotation et le mouvement longi- tudinal du cordon amène les rubans à être appliqués en hélice autour du cordon. A cause de la différence de vites- se de rotation entre le cordon de coton entouré de rubans conducteurs plats et la bobine d'envidage, les rubans con- ducteurs plats sont relâchés et enroulés sur la bobine d'an- vidage.
Un appareil distributeur est prévu pour distribuer les conducteurs souplesterminés sur la longueur entière de la bobine d'envidage.
Les objets et caractéristiques cités ci-dessus ainsi que d'autres objets et caractéristiques de la pré- sente invention apparaîtront par la description détaillée suivante de la forme d'exécution spécifique de la présente invention lue conjointement avec les dessins ci-joints, dans lesquels: - la figure 1 est une vue frontale en élévation d'un appareil réalisant la présente invention pour fabri- quer des conducteurs électriques et au moyen duquel les procédés réalisant la présente invention peuvent être pra- tiqués, et - la figure 2 est une coupe verticale fragmentaire à plus grande échelle faite suivant un plan parallèle au plan de la figure 1.
En seréférant maintenant aux dessins et plus parti- culièrement à la figure 1, un moteur 10 entraîne une plura- lité de roues dentées 11 à 14 inclusivement .Le moteur 10; les roues dontées 11 à 14 inclusivement et la structure restante de l'appareil réalisant la présentcinvention sont montés sur une base 16 et un support vertical 17. Les roues dentées 11, 12 et 13 sont entrainés par les roues dentées 21, 22 et 23 respectivement, lesque les sont calés dur un arbre 25.
L'arbre 25 est entraîné par le moteur 10 au moyen
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d'une courroie 26 s'étendant entre l'arbre 25 et un arbre de sortie 27 associé au moteur 10. La roue dentée 14 est entraînée par une paire de roues dentées 30 et 31 dont la première engrène avec la roue dentée 22 et dont les deux sont montées sur un arbre 32 et par une roue dentée folle
35. Les différents rapports d'engrenages en question sont tels que le moteur 10 entraîne les deux roues dentées 11 et 12 à une vitesse prédéterminée, la roue dentée 13 à une vitesse supérieure à celle de la vitesse prédéterminée et la roue dentée 14 à une vitesse qui est inférieure à la vitesse prédéterminée.
La roue dentée 11 est calée sur un arbre 36 lequel est tourilloné dans une paire de paliers 37 et 38. La par- tie supérieure de l'arbre 36 est réalisée sous forme d'un moyeu 40. En se référant à la figure 2, l'anneau extérieur d'un roulement à billes 41 du palier 37 est assujetti de manière fixe dans un alésage central 42 formé dans un bloc 45. Le bloc 45 est fixé à un second bloc (non représenté) soudé au support vertical 17 par une paire de boulons 46-46,
Un anneau intérieur de roulement à billes 47 du palier 37 est assujetti de manière fixe à l'arbre 36 et des billes
50-50 sont disposées entre l'anneau intérieur 47 et l'anneau extérieur 41. Le palier 38 est construit de' manière simi- laire au palier 37? Tel qu'on peut le voir à la figure 2,
la roue dentée 11 est maintenue de manière fixe entre les paliers 37 et 38 au moyen d'un fourreau d'espacement 51 de longueur convenable. Une plaque 52 est montée sur l'extré-
Mité supérieure de l'arbre 36 et est assujettie de manière fixe à l'arbre 36 en vue de tourner avec celui-ci. Un élé- ment de guidage cylindrique 55 ayant des ouvertures 56 et 57 formées sur des côtés opposés de celui-ci, est fixé sur la plaque rotative 52 au moyen des boulons 60-60. Une bobine 61 d'alimentation d'une matière textile telle que du coton,
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dont un cordon 62 forme un noyau convenable pour les con- ducteurs souples, est montée avec un ajustement à friction sur le moyou 40.
Un tel ajustement peut être obtenu de manière convenable en plaçant un bourrelet de feutre 63 entre le moyeu 40 et la bobine 61. L'ajustement à friction obtenu par le bourrelet de feutre 63 entre la, bobine 61 et l'arbre 40 doit ttre suffisamment serré pour aue la bobine 61 soit mise en rotation par l'arbre 40 mais soit également assez lâche pour que la bobine tourne par rapport au moyen lorsque le cordon 62 est tiré de la bobine. Une paire de disques de tension 64-64 ch@rgés par ressorts sont égale- ment fixés à l'intérieur de l'élément de guidage 55 par des moyens convenables (non représentés). Une ouverture in- clinée 65 est formée à l'intérieur de la plaque 52.
Un trou foré 66 est formé centralement et longitudinalement dans l'arbre 36 et un trou foré incliné 67 est également formé dans l'arbre 36, .Le trou foré incliné 67 communiquant avec l'ouverture inclinée 65 daiis la plaque 52 et avec le trou foré central 66 dans l'arbre 36.
La roue dentée entraînée 12 est calée sur un arbre 70 lequel est tourillonné dans une paire de paliers71 et 72 . Les paliers 71 et 72 sont fixés au support vertical 17 d'une manière similaire à celle du palier 37 décrite ci- dessus. Une ailette 75 ayant des poulies 76 et 77 fixées dessus de manière rotative, est assujettie de manière fixe sur l'arbre 70 de manière # tourner avec celui-ci. L'arbre
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70 a un trou foré HO pratiqué contralomont et longitudinale- ment le long d'une partie do sa longueur et un trou foré 81 qui est incliné par rapport à l'axe longitudinal de l'arbre 70 et qui coupe le trou fore: 80.
Un autre trou foré 82 est
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PI;dîiaL1é centralometlt et lon!itlldinrtlo1!lent dans l'arbre 70 avec la pnrtie aup!r L(' urI' cle ce trou formée A 90% pmt'rtp- !rCJ['L In !1nrtio lonril;lIrl.i,n:Jlo du trou foré 11;1 et communi-
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quant avec la paroi de l'arbre 70. Une broche 86 est fixée . dans l'arbre 70 et transversalement à celui-ci de manière à guider un cordon du trou foré 85 vers le trou foré 82.
La roue dentée 13 qui tourne plus rapidement que les roues dentées 11 et 12 est assujettie de manière fixe sur un fourreau 87. Le fourreau 87 est monté sur l'arbre 70 et tourne indépendamment de celui-ci. Un treuil 90 est fixé sur la roue dentée 13 de manière à tourner avec celle-ci, au moyen d'une pluralité de boulons, tel que le boulon 91 re- présenté à la figure. 2. La poulie 76 est disposée de telle façon qu'elle dirige un cordon du trou foré incliné 81 vers le treuil. 90, et la poulie 77 est d.isposée de telle façon qu'elle dirige le cordon du treuil 90 vers la broche 86, tel , qu'il sera décrit plus complètement ci-après.
Une pluralité de bobines 92-92 sont disposées entré l'extrémité inférieure de l'arbre 36 et l'extrémité supérieu- re de l'arbre 70. Les bobines 92-92 sont montées de manière rotative sur un bloc 95-qui est assujetti de manière fixe au support 17 au moyen des boulons 96-96. Chacune des bobi- ' nes 92-92 contient une réserve de toron conducteur métalli- que plat, connu dans la technique sous le nom de ruban con- ducteur plat. Lorsque des rubans conducteurs plats, tels que les torons 97-97, sont enroulés en hélice sur un noyau de coton, tel que le noyau 62, l.e produit résultant est appelé un conducteur souple. Un tel conducteur souple est représen-. té en 100 aux figures 1 et 2.
Les rubans conducteurs plats 97-97 sont dirigés vers le noyau de coton 62 au moyen d'une pluralité de poulies lui-101 qui sont montées à différents niveaux au moyen des montants 102-102 de différentes lon- gueurs. Les montants 102-102 sont filetés à leur extrémité inférieure et sont fixés dans une plaque 105 en forme d'an- neau qui est fixée à un bloc 103 dans le palier 71..
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Tel que décrit ci-dessus, la roue dentée 14 est entraînée par l'intermédiaire d'une paire de rouesdentées 30 et 31 montées sur un arbre 32 6t par une roue dentée inter. médiaire 35. La rotation est communiquée à la roue dentée 30 par le moteur 10 par l'intermédiaire de la courroie 26 et de l'arbre 25 et de la roue dentée 22. Les roues dentées 30 et 31 sont calées sur l'arbre 32 lequel est tourillonné dans un palier supérieur 106 et un palier inférieur 107. Le pa- lier supérieur 106 ettda construction similaire à celle du palier 37 tandis que le palier inférieur 107 peut être de n'importe quel type convenable qui procurera un support de rotation pour l'extrémité inférieure de l'arbre 32 dans la base 16.
La roue dentée intermédiaire 35 et la roue dentée entraînée 14 peuvent également être montées sur la base 16 par tous moyens à palier convenables.
La roue dentée engrènée 14 est assujettie de maniè- re fixe sur une broche cylindrique 110 qui tourne avec la roue dentée 14. Une bobine d'envidage 111 est montée de ma- nière amovible sur l'extrémité supérieure de la broche 110 par des moyens de blocage convenables(non représentés). De tels moyens de blocage doivent assujettir de manière fixe la bobine d'envidage 111 à la broche 100 de manière que la bobine d'envidage lll tourne avec la broche et à la même vitesse que la roue dentée 14 pendant une opération d'envida- ge.
On peut alors voir que tandis que l'arbre 70 est fixé à la roue dentée 12 et tanais que la bobine d'envidage 111 coopère fonctionnellement avec la roue dentee 14, la bobine d'envidage 111 tourne à une vitesse inférieure à celle de l'arbre 70 et donc, à une vitesse inférieure à la vites- se de rotation du conductour souple 100 lorsqu'il passe à travers le trou foré longitudinal 82 dans ].,arbre 70.
Un distributeur pour enrouler le conducteur sounle
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uniformément sur toute la longueur de la bobine d'envidage 111 est prévu et comprend un anneau distributeur 112 qui entoure la bobine d'envidage 111 et peut coulisser verticale- ment sur une paire d'arbres verticaux 115-115. Lesextrémi- tés supérieures des arbres 115-115 sont assujetties de maniè- re fixe dans les blocs 116-116 boulonnées au support verti- cal 17, et les extrémités inférieures de ces arbres sont fixées par des moyens convenables à la base 16. Un curseur 117 est monté en vue d'un mouvement coulissant horizontal autour de la périphérie intérieure 120 de l'anneau distribu- teur 112.
Une console 121 est fixée par des moyens convena- bles, tels que les boulons 122-122 à l'anneau distributeur 112. Une tige 123 est fixée de manière ajustable dans la console 121 au moyen d'une paire de vis de blocage 125-125 et!un doigt suiveur de came 126 du type à galet est monté de manière rotative à l'extrémité inférieure de la tige 123.
Le dispositif suiveur de came 126 vient en contact avec la périphérie d'une came 127 en forme de coeur qui tourne par l'intermédiaire d'un moteur 130 au moyen d'une courroie de commande 131. La courroie 131 s'étend entre .un arbre de sortie 132 du moteur 130 et'un arbre 135 monté de manière rotative ququel la carne 127'est fixée. Le moteur 130 est du type qui produit une rotation lente de la carne lorsqu'il est alimenté et par conséquent un mouvement lent de montée et de descente est transmis à l'anneau distributeur 112.
La tige 123 est fixée à la console 121 au moyen des vis de blocage 125-125 de sorte que l'anneau distributeur 112 parcourt la longueur totale de la bobine d'envidage 111.
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Lorsqu'on doit former le conducteur souple 100, la bobine d'alimentation de coton 61 est placée sur le moyeu 140. Tel qu'exposé ci-dessus un ajustement à frottement est
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' prévu entre la bobine 61 et le moyeu 40 au moyen du tampon 'de feute 63 de sorte que la bobine ne sera pas uniquement entraînée par le moyeu mais peut'aussi tourner par rapport au moyeu.
Avec ce dispositif, la bobine 61 tournera plus rapidement que le moyeu 40 lorsque le cordon 62 est tiré du moyen. Le cordon de coton 62 formant lenoyau du conduc- teur souple 100 est enfilé à travers l'ouverture 56 dans l'élément guide 55 vers l'extérieur de celui-ci, tourne ap- proximativement sur la moitié de la périphérie extérieure de l'élément guide 55 et est dirigé dans l'ouverture 57. Le chemin tortueux prévu pour le noyau 62 introduit une certai- ne tension dans le noyau, mais le noyau 62 peut recevoir une tension supplémentaire dont la quantité peut être variée en passant le, noyau entre les disques de tension 64-64 charge par ressort.
Le noyau 62 est' ensuite dirigé dans l'ouverture 65 dans la plaque 52 et dans les trous forés 67 et 66 à l'in- térieur de l'arbre 36. A partir du trou foré 66 dans l'ar- bre 36, le noyau 62 est dirigé dans le trou foré central
80 et le trou foré incliné 81 dans l'àrbre 70. Le noyau est ensuite dirigé sur la poulie 76 et enroulé plusieurs fois autour du treuil 90. Du treuil 90 le noyau 62 est dirigé autour de la poul.ie 77 et de la broche 86 et dans le trou foré 82 de l'arbre 70.
Tel que décrit ci-dessus, les roues dentées 11 et 12 tournent à une même vitesse prédéterminée. Les arbres 36 et 70 tournent donc à la même vitesse. Par conséquent, il ne se produit pas de torsion du noyau 62 entre ces arbres et seule une rotation du noyau a lieu. La roue dentée 75 à laquelle le truil 90 est fixé tourne à une vitesse qui est supérieure à la vitesse prédéterminée des roues dentées 11 et 12. La rotation plus rapide du treuil 90 amené le noyau
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62 à avancer longitudinalement par rapport aux arbres 36et .
70 .et amènent le noyau 62 à être tiré de la bobine d'alimen- tation 61. La disposition lâche de la bobine 61 sur le moyeu 40 permet à la bobine de tourner par rapport au moyeu et file le noyau 62 à partir de celle-ci. Cet avancement longitudi- nal du noyau 62 sera bien entendu à une vitesse constante qui est déterminée par les vitesses de rotation relatives du treuil 90 et de l'arbre 36.
Etant donné que le noyau 62 n'avance pas seulement longitudinalement mais est également en rotation, du fait de la rotation de la plaque 52 du moyeu 40 et des arbres 36 et 70, les rubans conducteurs plats 97-97 sont tirés des bobines 92-92 et sont appliqués en hélice autour du noyau 62 de manière à former le conducteur souple 100. On a trouvé que la vitesse des roues dentées 11 et 12 doit être approxi- mativement de l'ordre dé 3.000 à 4.000 tours par minute en vue d'obtenir une production maximum des conducteurs souples, tel que le conducteur 100. Avec des vitesses de cette impor- tance, le conducteur souple 100 qui est formé a les rubans conducteurs plate 97-97 enroulés trop étroitement autour de celui-ci.
Cet enroulement étroit ou serré des 'rubans conduc- teurs plats 97-97 autour du noyau 62 est'cependant nécessai- re pour former convenablement le conducteur souple 100 et obtenir une production maximum des conducteurs souples.
En vue d'augmenter la flexibilité du conducteur sou- ple 100, les rubans conducteurs plats 97-97 doivent être relit. chés autour du noyau 62. Dans ce but,la. bobine d'envidage 111 est entraînée à une vitesse inférieure à la vitesse pré- déterminée des roues dentées 11 et 12.
Etant donné que l'ar- bre 70, à partir duquel. le conducteur souple 100 passe vers la bobine d'envidage 111, tourne à la vitesse des roues den- tées 11 et 12, et étant donné que b bobine d'envidage 111
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tourne à la vitesse inférieure de l'engrenage 14, le relâ- chement du conducteur souple 100 se produira entre l'extré- mité inférieure de l'arbre 70 et l'extrémité supérieure de la bobine d'envidage 111. Dans une forme d'exécution pratique de la présente invention, les roues dentées 11 et 12 tour- nent à approximativement 3000 tours par minute, et la roue dentée 13 qui fait tourner le treuil 90 tourne à approxima- tivement 3.015 tours par minute.
En vue de relâcher le conduc -teur souple 100 d'une quantité suffisante dans le but d'ac- quérir sur conducteur 100 convenablement flexible, la roue dentée 14 et la bobine d'envidage 111 tournent à une vitesse d'approximativement 2.700 tours par minute..
On peut voir qu'en utilisant l'appareil réalisant la présente invention, on peut obtenir n'importe quelle quan- tité donnée de relâchement du conducteur souple 100 en changeant simplement les différents rapports d'engrenage en question par rapport à la roue dentée 14 entraînant la bobi- ne d'envidage 111, et aux roues dentées 11 et 12 qui font tourner le conducteur souple 100. Si on ne désire aucun re- lâchement du conducteur souple 100, la roue dentée 14 est entraînée à la même vitesse que les roues dentées 11 et 12.
Cependant, en vue d'obtenir une roue Maximum, les roues den- tées 11 et 12 doivent être entraînées à des vitesses éle- vées telles que les rubans conducteurs plats 97-97 sont enroulés trop étroitement autour du noyau de coton 62. De ce fait, d'un point de vue pratique de fabrication, le relâ- chement du conducteur souple 100 doit être prévu.
Etant donné que la bobine d'envidage 111 tourne, le conducteur souple 100 est enroulé dessus avec le curseur 117 tiré par le conducteur 100 auLour de la périphérie intérieure 120 de l'anneau distributeur 112. Le treuil 90 est conçu pour alimenter le conducteur plat légèrement plus
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vite que la bobine d'envidage 111 ne peut recevoir le conduc- teur . Ceci est réalisé de telle façon que la bobine d'envida- ge 111 ne peut pas tirer le conducteur 100 plus rapidement que le treuil 90 ne l'alimente. Des tensions exagérément élevées sont de ce fait empêchées de se produire dans le conducteur 100, lesquelles tensions peuvent amener le conduc- teur à casser.
Etant donné que le treuil 90 fournit davanta- ge de conducteur 100 que la bobine d'envidage 111 ne peut en recevoir, le curseur 117 doit dérouler ou détordre la diffé- rence entre la quantité du conducteur alimenté à la bobine d'envidage et la quantité enroulée sur celui-ci pendant une période de temps donnée. Par conséquent, la vitesse à la- quelle le curseur 117 se déplace est légèrement inférieure à la vitesse de rotation de la bobine d'envidage et dépend de la vitesse linéaire du conducteur linéaire 100, de la vitesse de rotation de'la bobine d'envidage 111 et de la circonférence du conducteur 100 sur la bobine d'envidage 111.
Cette légère différence de vitesse introduit en outre un léger relâchement qui est négligeable dans le conducteur sou- ple 100.
Tel que mentionné ci-dessus, le moteur 130 tourne à faible vitesse en vue de faire tourner la came 127, en vue de déplacer l'anneau distributeur 112 vers le haut et vers le bas et de produire une distribution uniforme du con- ducteur souple relâché et flexible 100 le long de toute la longueur de la bobine d'envidage 111.
Lorsque le conducteur souple 100 s'accumule sur la bobine d'envidage 111, la circol -férence de la bobine d'envidage 111 avec le conducteur 100 enroulé dessus augmente et de là, la vitesse avec laquelle le curseur Il'1 est entraîne autour do la périphérie intéri- eure 120 du distributeur Il?- varie légèrement. D'un point de vue pratique, la légère différence de vitesse entre le cur- seur 117 et la bobine d'envidage 111 à la fois pour une
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bobine 111 vide et une bobine pleine, est négligeable et introduit une quantité négligeable de relâchement dans le conducteur 100.
Par exemple, avec les vitessas particulières décri- tes ci-dessus comprenant une vitesse de 2.700 tours par mi- nute pour la bobine de reprise 111, et avec une bobine vi- de 111 de 9 pouces de circonférence et une bobine pleine de 18 pouces de circonférence, la vitesse du curseur avec la bobine d'envidage 111 vide sera d'environ 2.687 tours par minute et la vitesse du curseur lorsque la bobine d'envida- ge 111 est bobinée au maximum est d'approximativement 2.693 tours par minute. De ce fait, un détordage par pied introduit dans le conducteur souple 100 variera d'approxi- mativement 6 torsions pour chaque 10 pieds du conducteur 100, la vitesse linéaire du conducteur étant constante et de 10 pieds par minute.
Par conséquent, le relâchement in- troduit par la variation de la vitesse du curseur ne pro- duira qu'un détordage du conducteur de 0,050 torsion par pouce, ce qui est-/un facteur négligeable.
On peut voir qu'avec l'appareil réalisant la pré- sente/invention, les 3 opérations distinctes qui étaient antérieurement requises pour former un conducteur souple; tel que le conducteur 100, ne sont plus nécessaires. Avec l'appareil réalisant la présente invention, un conducteur souple 100 peut être convenablement formé aux vitesses élevées habituelles de manière à obtenir la production maximum possible. De même, un tel appareil produit un re- lâchement des rubans conducteurs plats 97-97 après que les rubans ont été enroulés autour du noyau 62 de sorte que la flexibilité et la vie du conducteur souple 100 sont augmen- tées d'une manière importante .
Il est bien entendu que la forme d'exécution de la oriente invention décrite ci-dessus est simplement illus--
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trative des principes de celle-ci et que de nombreuses modifications et formes d'exécution de la présente inven- tion peuvent être conçues dans l'esprit et dans la portée de celle-ci
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1.- Procédé pour fabriquer des conducteurs électri- ques du type dans lequel un toron de matière filamentaire est enroulé autour d'un noyau de longueur indéfinie, qui comprend les stades .simultanés faisant avancer un tel noyau longitudinalement faisant tourner le noyau autour de son axe longitudinal, dirigeant un toron de matière filament-aire autour du noyau tournant de sorte que l'avancement longitu- dinal et la rotation du noyau amènent le toron à être en- roulé en hélice autour du noyau, enroulant le noyau entou- ré du.toron sur une bobine, et relâchant le toron autour du noyau tandis 'que le noyau entouré du toron est enroulé , sur la bobine . -
2.- Procédé de fabrication de conducteurs électri-
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ques qui comprend les stadesimu7.tané.-s faisant avancer
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to SOFT methods and apparatus for making electrical conductors and more particularly to methods and apparatus for making electrical conductors of the type in which strings of filamentary material is wound around a core. of indefinite length
In the manufacture of electrical conductors for use in the communications field, it is customary to wind a plurality of conductive flat strands known as flat conductive tape around an advancing core of textile material, such as than cotton.
The resulting conductor formed in this way is known as a flexible conductor and is commonly used for telephone cords where flexibility, long conductor life is desired.
In the past, flexible conductors were formed by first winding a pair of flat conductor tapes in a helix around a cotton core that advances and winding the resulting tapes-encircled core around a spool.
A second pair of flat conductive tapes on the. first pair and the resistant flexible conductor is wound around a second pick-up coil.
Since the speeds with which the flat conductive tapes must be wound around the cotton core in order to obtain maximum production, result in the flat conductive tapes being wound very tightly around this core, it is necessary to It is desirable to loosen the tapes in order to increase the flexibility and life of the flexible conductor. It has become customary
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to perform a third operation in order to loosen the conductors by slightly untwisting the flat conductive tapes, after which the flexible conductors are covered with a suitable plastic or fibrous material. It is thus seen that in the past three distinct operations were considered necessary to form a finished flexible conductor.
It would obviously be very desirable if such conductors could be trained in continuous operation.
It is an object of the present invention to provide new and improved methods and apparatus for fabricating electrical conductors.
It is another object of the present invention to provide new and improved methods and apparatus for making electrical conductors of the type in which strands of an aromatic filament material are wound around a core of indefinite length.
It is yet another object of the present invention to provide new and improved methods and apparatus for wrapping a plurality of flat conductor tapes around a cotton core and for releasing the flat conductor tapes for use. increasing the flexibility of the flexible conductor thus formed.
A method of manufacturing electrical conductors of the type in which a strand of filamentary material is wound around a core of indefinite length, illustrating certain features of the present invention, may comprise the simultaneous steps which con - persist in making such a core longitudinally, in turning the core around its longitudinal axis, in directing a toron of filamentary material around the rotating core so that the longitudinal advancement and the rotation of the core cause the strand to be helically wound around
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of the core, winding the core encircled with strands on a spool and releasing the strands around the core while the core surrounded by strands is wound around the spool.
An apparatus for making electrical conductors of the type in which a strand of filamentary material is wound around a core of indefinite length, illustrating certain features of the present invention, may include means for advancing such a core longitudinally at a constant speed, means for rotating the core about its longitudinal axis, means for directing such a strand of material towards the core of. so that the rotation and longitudinal advancement of the core cause the strand to be wound helically around this core, and take-up means for winding the core encircled with strands on a spool and means for releasing the strand around the core when the core encircled by strands is wound onto the take-up or winding spool.
More specifically, an apparatus embodying the present invention may include a base on which a cotton cord feed spool is rotatably mounted. A plurality of controlled gears are provided, with a pair of these gears producing the rotation of the supply spool and the cotton cord derived therefrom.
Other controlled gears rotate a winch at a speed greater than that of the feed spool to produce longitudinal advancement of the cotton bead, and other controlled gears rotate a spool of cotton. winding at a speed which is slower than the rotational speed of the feed spool and cotton cord. A plurality of flat conductive tapes are applied.
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the cotton bead in rotation and the longitudinal movement of the bead causes the ribbons to be applied helically around the bead. Because of the difference in rotational speed between the cotton bead surrounded by flat conductive tapes and the take-up spool, the flat conductive tapes are released and wound onto the take-up spool.
A distributor apparatus is provided to distribute the flexible conductors over the entire length of the winding spool.
The objects and characteristics mentioned above as well as other objects and characteristics of the present invention will become apparent from the following detailed description of the specific embodiment of the present invention read in conjunction with the accompanying drawings, in which : - Figure 1 is a front elevational view of an apparatus embodying the present invention for fabricating electrical conductors and by means of which the methods embodying the present invention may be practiced, and - Figure 2 is a sectional view fragmentary vertical on a larger scale made along a plane parallel to the plane of figure 1.
Referring now to the drawings and more particularly to Figure 1, a motor 10 drives a plurality of sprockets 11 to 14 inclusive. The motor 10; the wheels 11 to 14 inclusive and the remaining structure of the apparatus embodying the present invention are mounted on a base 16 and a vertical support 17. The toothed wheels 11, 12 and 13 are driven by the toothed wheels 21, 22 and 23 respectively , which are wedged on a tree 25.
The shaft 25 is driven by the motor 10 by means
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a belt 26 extending between the shaft 25 and an output shaft 27 associated with the motor 10. The toothed wheel 14 is driven by a pair of toothed wheels 30 and 31, the first of which meshes with the toothed wheel 22 and of which both are mounted on a 32 shaft and by an idler gear
35. The various gear ratios in question are such that the motor 10 drives the two toothed wheels 11 and 12 at a predetermined speed, the toothed wheel 13 at a speed greater than that of the predetermined speed and the toothed wheel 14 at a predetermined speed. speed which is lower than the predetermined speed.
The toothed wheel 11 is wedged on a shaft 36 which is journaled in a pair of bearings 37 and 38. The upper part of the shaft 36 is made in the form of a hub 40. Referring to FIG. 2, the outer ring of a ball bearing 41 of the bearing 37 is fixedly secured in a central bore 42 formed in a block 45. The block 45 is fixed to a second block (not shown) welded to the vertical support 17 by a pair of bolts 46-46,
An inner ball bearing ring 47 of the bearing 37 is fixedly secured to the shaft 36 and balls
50-50 are disposed between the inner ring 47 and the outer ring 41. The bearing 38 is constructed similarly to the bearing 37? As can be seen in figure 2,
the toothed wheel 11 is held in a fixed manner between the bearings 37 and 38 by means of a spacer sleeve 51 of suitable length. A plate 52 is mounted on the end
The upper end of the shaft 36 and is fixedly secured to the shaft 36 for rotation therewith. A cylindrical guide member 55 having openings 56 and 57 formed on opposite sides thereof, is secured to the rotating plate 52 by means of bolts 60-60. A reel 61 for feeding a textile material such as cotton,
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a bead 62 of which forms a suitable core for flexible conductors, is fitted with a friction fit on the hub 40.
Such a fit can be suitably obtained by placing a felt bead 63 between the hub 40 and the spool 61. The frictional fit obtained by the felt bead 63 between the spool 61 and the shaft 40 should be sufficiently large. tight so that the spool 61 is rotated by the shaft 40 but is also loose enough that the spool rotates relative to the medium as the cord 62 is pulled from the spool. A pair of spring loaded tension discs 64-64 are also secured within the guide member 55 by suitable means (not shown). An inclined opening 65 is formed within the plate 52.
A drilled hole 66 is formed centrally and longitudinally in the shaft 36 and an inclined drilled hole 67 is also formed in the shaft 36, the inclined drilled hole 67 communicating with the inclined opening 65 in the plate 52 and with the hole. central drilled 66 in shaft 36.
The driven toothed wheel 12 is wedged on a shaft 70 which is journaled in a pair of bearings 71 and 72. The bearings 71 and 72 are attached to the vertical support 17 in a manner similar to that of the bearing 37 described above. A vane 75 having pulleys 76 and 77 rotatably attached thereto is fixedly secured to shaft 70 to rotate therewith. The tree
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70 has a drilled hole HO made contralomont and longitudinally along part of its length and a drilled hole 81 which is inclined with respect to the longitudinal axis of the shaft 70 and which intersects the drilled hole 80.
Another hole drilled 82 is
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PI; dîiaL1é centralometlt and lon! Itlldinrtlo1! Slow in tree 70 with the pnrtie aup! R L ('urI' key this hole formed A 90% pmt'rtp-! RCJ ['L In! 1nrtio lonril; lIrl.i , n: Jlo of drilled hole 11; 1 and communi-
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as for the shaft wall 70. A pin 86 is attached. in the shaft 70 and transversely thereto so as to guide a bead from the drilled hole 85 to the drilled hole 82.
The toothed wheel 13 which rotates faster than the toothed wheels 11 and 12 is fixedly secured to a sleeve 87. The sleeve 87 is mounted on the shaft 70 and rotates independently of the latter. A winch 90 is fixed on the toothed wheel 13 so as to rotate with the latter, by means of a plurality of bolts, such as the bolt 91 shown in the figure. 2. The pulley 76 is arranged such that it directs a bead from the inclined drilled hole 81 towards the winch. 90, and pulley 77 is arranged such that it directs the cord of winch 90 towards spindle 86, as will be described more fully below.
A plurality of coils 92-92 are disposed between the lower end of shaft 36 and the upper end of shaft 70. Coils 92-92 are rotatably mounted on a block 95 which is secured. fixedly to the support 17 by means of the bolts 96-96. Each of the coils 92-92 contains a supply of flat metallic conductor strand, known in the art as a flat conductor tape. When flat conductive tapes, such as strands 97-97, are helically wound on a cotton core, such as core 62, the resulting product is called a flexible conductor. Such a flexible conductor is represented. tee at 100 in Figures 1 and 2.
The flat conductive tapes 97-97 are directed to the cotton core 62 by means of a plurality of pulleys 101 which are mounted at different levels by means of the posts 102-102 of different lengths. The uprights 102-102 are threaded at their lower end and are secured in a ring-shaped plate 105 which is secured to a block 103 in the bearing 71 ..
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As described above, the toothed wheel 14 is driven by means of a pair of toothed wheels 30 and 31 mounted on a shaft 32 6t by an inter toothed wheel. medial 35. The rotation is communicated to the toothed wheel 30 by the motor 10 through the intermediary of the belt 26 and the shaft 25 and the toothed wheel 22. The toothed wheels 30 and 31 are wedged on the shaft 32 which is journaled in an upper bearing 106 and a lower bearing 107. The upper bearing 106 is similar in construction to that of bearing 37 while the lower bearing 107 may be of any suitable type which will provide rotational support for the bearing. the lower end of the shaft 32 in the base 16.
The intermediate toothed wheel 35 and the driven toothed wheel 14 may also be mounted on the base 16 by any suitable bearing means.
The meshed toothed wheel 14 is fixedly secured to a cylindrical spindle 110 which rotates with the toothed wheel 14. A winding spool 111 is removably mounted on the upper end of the spindle 110 by means suitable locking devices (not shown). Such locking means should fix the winding spool 111 to the spindle 100 so that the winding spool 111 rotates with the spindle and at the same speed as the toothed wheel 14 during an envid operation. ge.
It can then be seen that while the shaft 70 is fixed to the toothed wheel 12 and the winding reel 111 operatively cooperates with the toothed wheel 14, the winding reel 111 rotates at a lower speed than that of the gearwheel. shaft 70 and thus at a speed lower than the rotational speed of flexible conductor 100 as it passes through longitudinal drilled hole 82 in shaft 70.
A distributor for winding the sounle conductor
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uniformly over the entire length of the take-off reel 111 is provided and includes a distributor ring 112 which surrounds the take-off reel 111 and can slide vertically on a pair of vertical shafts 115-115. The upper ends of the shafts 115-115 are fixedly secured in blocks 116-116 bolted to the vertical support 17, and the lower ends of these shafts are fixed by suitable means to the base 16. A slider 117 is mounted for horizontal sliding movement around the inner periphery 120 of the dispenser ring 112.
A bracket 121 is secured by suitable means, such as bolts 122-122 to the distributor ring 112. A rod 123 is adjustably secured in the bracket 121 by means of a pair of set screws 125- 125 and a roller-type cam follower 126 is rotatably mounted to the lower end of rod 123.
The cam follower 126 comes into contact with the periphery of a heart-shaped cam 127 which rotates through a motor 130 by means of a drive belt 131. The belt 131 extends between. an output shaft 132 of the motor 130 and a shaft 135 rotatably mounted to which the cam 127 is attached. The motor 130 is of the type which produces slow rotation of the cam when energized and therefore a slow up and down motion is transmitted to the distributor ring 112.
The rod 123 is fixed to the console 121 by means of the locking screws 125-125 so that the distributor ring 112 runs the full length of the winding spool 111.
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When the flexible conductor 100 is to be formed, the cotton supply spool 61 is placed on the hub 140. As discussed above a friction fit is required.
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'provided between the spool 61 and the hub 40 by means of the felt pad 63 so that the spool will not only be driven by the hub but can also rotate relative to the hub.
With this device, the spool 61 will rotate faster than the hub 40 when the cord 62 is pulled from the means. Cotton bead 62 forming the core of flexible conductor 100 is threaded through opening 56 in guide member 55 outwardly thereof, rotating approximately half of the outer periphery of the tube. guide element 55 and is directed into opening 57. The tortuous path provided for core 62 introduces some tension into the core, but core 62 can receive additional tension, the amount of which may be varied by passing the core. between the tension discs 64-64 spring load.
The core 62 is then directed through the opening 65 in the plate 52 and into the drilled holes 67 and 66 inside the shaft 36. From the drilled hole 66 in the shaft 36, the core 62 is directed into the central drilled hole
80 and the inclined drilled hole 81 in the shaft 70. The core is then directed over the pulley 76 and wound several times around the winch 90. From the winch 90 the core 62 is directed around the pulley 77 and the spindle 86 and in the drilled hole 82 of the shaft 70.
As described above, the toothed wheels 11 and 12 rotate at the same predetermined speed. The shafts 36 and 70 therefore rotate at the same speed. Therefore, there is no torsion of the core 62 between these shafts and only rotation of the core takes place. The toothed wheel 75 to which the trowel 90 is attached rotates at a speed which is greater than the predetermined speed of the toothed wheels 11 and 12. The faster rotation of the winch 90 brings the core
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62 to advance longitudinally relative to the shafts 36et.
70. And cause the core 62 to be pulled from the supply spool 61. The loose arrangement of the spool 61 on the hub 40 allows the spool to rotate relative to the hub and spins the core 62 therefrom. -this. This longitudinal advancement of the core 62 will of course be at a constant speed which is determined by the relative rotational speeds of the winch 90 and of the shaft 36.
Since the core 62 not only advances longitudinally but also rotates, due to the rotation of the plate 52 of the hub 40 and the shafts 36 and 70, the flat conductor tapes 97-97 are drawn from the coils 92- 92 and are applied helically around the core 62 so as to form the flexible conductor 100. It has been found that the speed of the gears 11 and 12 should be approximately of the order of 3,000 to 4,000 revolutions per minute in order to To obtain maximum output from the flexible conductors, such as conductor 100. At speeds of this magnitude, the flexible conductor 100 which is formed has the flat conductor tapes 97-97 wrapped too tightly around it.
This tight or tight winding of the flat conductor tapes 97-97 around the core 62 is, however, necessary to properly form the flexible conductor 100 and obtain maximum output of the flexible conductors.
In order to increase the flexibility of the flexible conductor 100, the flat conductor tapes 97-97 must be reread. es around the nucleus 62. For this purpose, the. winding reel 111 is driven at a speed lower than the predetermined speed of the toothed wheels 11 and 12.
Since the shaft 70, from which. the flexible conductor 100 passes to the winding reel 111, rotates at the speed of the toothed wheels 11 and 12, and given that b winding reel 111
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rotates at the lower speed of gear 14, the release of flexible conductor 100 will occur between the lower end of shaft 70 and the upper end of winding spool 111. In a form of As a practical embodiment of the present invention, the gears 11 and 12 rotate at approximately 3000 revolutions per minute, and the cogwheel 13 which rotates the winch 90 rotates at approximately 3.015 revolutions per minute.
In order to release the flexible conductor 100 by a sufficient amount for the purpose of acquiring the suitably flexible conductor 100, the toothed wheel 14 and the winding reel 111 rotate at a speed of approximately 2,700 revolutions per hour. minute..
It can be seen that by using the apparatus embodying the present invention, any given amount of slack in flexible conductor 100 can be achieved by simply changing the various gear ratios in question relative to toothed wheel 14. driving the winding reel 111, and to the toothed wheels 11 and 12 which rotate the flexible conductor 100. If no loosening of the flexible conductor 100 is desired, the toothed wheel 14 is driven at the same speed as the cables. toothed wheels 11 and 12.
However, in order to achieve a Maximum wheel, the cogwheels 11 and 12 must be driven at high speeds such that the flat conductive tapes 97-97 are wound too tightly around the cotton core 62. As a result In fact, from a practical manufacturing point of view, the release of the flexible conductor 100 must be provided for.
As the winding spool 111 rotates, the flexible conductor 100 is wound on it with the slider 117 pulled by the conductor 100 around the inner periphery 120 of the distributor ring 112. The winch 90 is designed to feed the flat conductor. slightly more
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quickly that the winding reel 111 cannot receive the conductor. This is done in such a way that the enving reel 111 cannot pull the conductor 100 faster than the winch 90 feeds it. Unduly high voltages are thereby prevented from occurring in conductor 100, which voltages can cause the conductor to break.
Since winch 90 provides more conductor 100 than winding reel 111 can receive, slider 117 must unwind or untwist the difference between the amount of conductor fed to the winding reel and the amount of conductor fed to the winding reel. amount wound on it for a given period of time. Therefore, the speed at which the slider 117 moves is slightly lower than the rotational speed of the winding reel and depends on the linear speed of the linear conductor 100, the rotational speed of the winding reel. winding 111 and the circumference of the conductor 100 on the winding spool 111.
This slight difference in speed also introduces a slight slack which is negligible in the flexible conductor 100.
As mentioned above, the motor 130 rotates at low speed to rotate the cam 127, to move the distributor ring 112 up and down and to produce a uniform distribution of the flexible conductor. relaxed and flexible 100 along the entire length of winding spool 111.
As the flexible conductor 100 builds up on the winding spool 111, the circumference of the winding spool 111 with the conductor 100 wound thereon increases and hence the speed with which the slider II'1 is driven around. do the inner periphery 120 of the distributor II? - varies slightly. From a practical point of view, the slight difference in speed between the slider 117 and the winding reel 111 both for a
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coil 111 empty and a full coil, is negligible and introduces a negligible amount of slack into conductor 100.
For example, with the particular speeds described above comprising a speed of 2,700 revolutions per minute for the pick-up reel 111, and with an empty reel 111 9 inches in circumference and a full reel of 18 inches In circumference, the cursor speed with the empty winder spool 111 will be about 2,687 revolutions per minute and the cursor speed when the take-up spool 111 is maximally wound is approximately 2,693 revolutions per minute. Therefore, a per-foot backwash introduced into flexible conductor 100 will vary by approximately 6 twists for every 10 feet of conductor 100, with the linear velocity of the conductor being constant and 10 feet per minute.
Therefore, the slack induced by varying the speed of the cursor will only produce a conductor untwist of 0.050 twist per inch, which is a negligible factor.
It can be seen that with the apparatus embodying the present / invention, the 3 distinct operations which were previously required to form a flexible conductor; such as driver 100, are no longer needed. With the apparatus embodying the present invention, a flexible conductor 100 can be suitably formed at the usual high speeds so as to obtain the maximum possible output. Likewise, such an apparatus produces a loosening of the flat conductor tapes 97-97 after the tapes have been wound around the core 62 so that the flexibility and life of the flexible conductor 100 is greatly increased. .
It is understood that the embodiment of the oriented invention described above is simply illus--
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trative of the principles thereof and that many modifications and embodiments of the present invention may be conceived within the spirit and within the scope thereof.
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1.- A process for manufacturing electrical conductors of the type in which a strand of filamentary material is wound around a core of indefinite length, which comprises the simultaneous stages advancing such a core longitudinally rotating the core around its core. longitudinal axis, directing a strand of filament-ary material around the rotating core so that the longitudinal advancement and rotation of the core causes the strand to be wound helically around the core, winding the core surrounded by the core. strand on a spool, and releasing the strand around the core while the core surrounded by the strand is wound, onto the spool. -
2.- Manufacturing process of electrical conductors
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ques which includes stages imu7.tané.-s advancing
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