Procédé et installation pour la fabrication de câbles La présente invention a pour objet un procédé et une installation pour la fabrication de câbles et plus particulièrement de câbles électriques destinés aux transmissions d'informations.
On sait que l'on distingue essentiellement, parmi ces câbles, deux types, dits simples et composi tes dont la définition sera tout d'abord donnée ci- dessous.
Les câbles dits simples comportent éventuelle ment un toron central, puis n couches concentriques de<I>al, a2 ...</I> ax <I>... ... a,,</I> torons, les ax torons comportant éventuellement un élément central, puis<I>p.</I> couches de bxl, bx2, <I>...</I> bxy <I>...</I> bxp éléments.
Par exemple, dans un cas commun, on trouve un toron central puis une couche de sept torons dont chacun ainsi que le toron central comprend éventuel lement un élément central puis deux couches d'élé ments : la première de quatre éléments, la seconde de dix.
Un tel câble correspond à : n = 1 ; al = 7 ; p, =2;bx1=4;bx2=10.
On notera d'ailleurs que par<B> </B>élément<B> </B> on en tend soit un conducteur seul, soit plus généralement deux, trois ou quatre conducteurs groupés sous le nom de paires, de tierces ou de quartes.
Les câbles composites à leur tour sont essentielle ment constitués par l'assemblage de plusieurs câbles simples et sont donc des câbles comportant éventuel lement un câble simple central, puis N ... couches concentriques de<B>AI,</B> A2, ... A, ..., AN câbles simples, de préférence guirlandés, chacun de ces câbles sim ples comportant à son tour éventuellement un toron central, puis n ... couches concentriques de al, a2 ...
<I>a, ... a,</I> torons, les ax torons comportant à leur tour éventuellement, un élément central, puis p, couches de b,1, bx2, bxy <I>...</I> bxp éléments.
Les procédés pour la fabrication de câbles de ce genre connus jusqu'à ce jour nécessitent une série d'opérations distinctes, pour assurer d'abord l'assem blage de chaque toron, puis l'assemblage des torons en un câble simple, puis enfin l'assemblage des câbles simples en un câble composite.
On emploie d'ailleurs pour toutes ces opérations des machines du même genre que l'on dénomme as sembleuses, et qui sont à cages tournantes ou à récep tion tournante pour assurer un mouvement de rota tion relatif de leurs cages par rapport aux moyens de réception. Les cages portent les bobines d'éléments réunis sur une tête de toronnage placée sur l'axe de la machine, et qui forment soit le toron, soit le câble, grâce au mouvement relatif de la cage et de la récep tion.
Si en principe la méthode classique semble rela tivement simple, en pratique il faut bien convenir qu'elle aboutit à un nombre très élevé d'opérations successives. Dans l'exemple choisi pour le câble sim ple ci-dessus, ce nombre est égal à neuf, puisqu'il faut d'abord prévoir la fabrication des huit torons, puis ensuite celle du câble par assemblage des huit torons.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de simplifier les opérations de fabrication d'un câble simple ou composite en met tant à la disposition des utilisateurs un procédé et une installation permettant de fabriquer en une seule opé ration un tel câble quel que soit le nombre de cou ches de torons et de torons par couche, et quel que soit également le nombre de couches d'éléments dans chaque toron et le nombre d'éléments dans chacune de ces dernières couches, et enfin quel que soit, s'agis sant d'un câble composite le nombre de couches de câbles simples et le nombre de câbles simples par couche.
Pour ce faire, le procédé conforme à l'invention se caractérise en ce qu'il consiste à former simultané ment, autour d'un axe tous les composants sembla bles du câble et à les assembler pour former chaque fois les composants plus complexes, puis à assembler à leur tour les composés ainsi formés et ainsi de suite jusqu'à obtention du câble désiré.
L'invention a également pour objet une installa tion pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus. S'agissant de câbles simples, une telle installation se caractérise en ce qu'elle comporte un dévidoir de l'élément central du toron central et q cages à tête de toronnage pour former les c couches d'éléments du toron central, puis une suite de cages coaxiales, puis des moyens de réception du câble, ladite suite de cages coaxiales se divisant pour former les n couches de torons, en<I>n</I> sections de rangs<I>1, 2 ...
x ...</I> n dont chacune comporte px cages de rangs 1, 2 ... y ... px, équipées chacune de a,, filières alimentées par les bxv bobines du secteur correspondant de la cage avec une bobine pour l'élément central du toron correspon dant, les filières des cages successives étant alignées et la dernière cage de la section comportant en outre une tête de toronnage,
le dispositif se complétant par des organes assurant un mouvement de rotation rela tif de l'ensemble des cages par rapport aux moyens de réception.
Avantageusement, on complète au moins certaines des filières par une tête de guirlandage.
On rappelle que dans la définition ci-dessus, on désigne par cage un bâti à axe le plus souvent ho rizontal, susceptible de tourner autour de son axe s'il s'agit d'une cage tournante et portant sur sa périphé rie des moyens de positionnement pour un certain nombre de bobines mises en rotation par traction sur le fil qui les quitte.
La tête de toronnage d'une cage est constituée par un ensemble de commettage disposé à l'avant de la cage et sur son axe et permettant de réunir les élé ments quittant les bobines en un ensemble unique qui forme un câble ou toron ou qui recouvre la couche formée par une cage antérieure et se déplaçant le long de l'axe en question.
Enfin, on appelle tête de guirlandage une bo bine de fil de guirlandage axée sur le faisceau sortant d'une filière et équipée d'un guide-fil entraîné en rota tion autour de ce faisceau par des moyens mécani ques de type connu pour disposer autour du faisceau formé par la filière un fil en spirale donnant à ce faisceau la cohésion nécessaire.
On conçoit que l'installation définie ci-dessus per met bien de réaliser un câble en une seule opération puisque le toron central, s'il en est prévu un, étant formé en amont, tous les torons de toutes les couches extérieures se forment simultanément autour du toron central ou de l'axe de l'installation, la première cage en aval de la filière de formation du toron central constituant la première couche d'éléments de la pre mière couche de torons puis, la deuxième cage la deuxième couche d'éléments de cette même couche de torons, etc.
jusqu'à la dernière qui met en place la dernière couche d'éléments de la dernière couche de torons, après quoi, les divers torons ainsi formés et avantageusement guirlandés sont réunis par la der nière tête de toronnage du dispositif qui dévide le câble dont la cohésion est assurée grâce à la rotation relative entre les diverses cages et la réception.
On peut même mettre plusieurs jeux de réparti teurs et, le cas échéant, de têtes de guirlandage sur une seule cage, en renvoyant la commande de ces tê tes à l'extérieur de la cage, seul endroit où l'on peut prendre une commande épicycloïdale.
S'agissant maintenant de câbles composites, l'ins- tallation se caractérise, de préférence, en ce qu'elle comporte, éventuellement, une installation simple pour la fabrication d'un câble central, puis une bat terie d'installations simples parallèles pour la fabrica tion des câbles simples de chaque couche du câble composite, avec une tête de toronnage pour la réu nion des câbles simples en vue de former chaque couche.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, les batteries d'installations simples formant une couche de câbles simples sont disposées en secteurs autour de l'axe de formation du câble composite, grâce à quoi, les cages de même rang peuvent être groupées en une cage composite.
On conçoit en effet aisément que les Ax cages des Ax d'installations simples parallèles, qui se trou vent occuper le même rang, peuvent être remplacées par Ax secteurs d'une même cage qui devient alors une cage composite, chaque secteur occupant un angle de
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Finalement, une installation composite peut donc se présenter, comme une installation simple, sous la forme d'une suite de cages toutes montées sur le même axe, divisées en secteurs, avec éventuellement interposition des têtes de toronnage nécessaires, mon tées en étoile autour du même axe.
Dans ces conditions, il suffit soit de faire tourner cet ensemble autour de l'axe en question, soit de faire tourner les moyens de réception pour obtenir soit une installation à cages fixes et réception tournante.
L'invention sera de toutes façons bien comprise en se référant à la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés qui montrent à titre d'exemples non limitatifs deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels La fig. 1 est une vue en coupe schématique d'un câble classique susceptible d'être fabriqué conformé ment à l'invention; - la fig. 2 est une vue schématique de l'installa tion utilisée pour fabriquer le câble selon la fig. 1 ;
- les fig. 3 et 4 sont des vues partielles à plus grande échelle de la même installation, - la fig. 5 est une vue en coupe schématique d'un câble composite susceptible d'être fabriqué confor mément à l'invention ; - la fig. 6 est une vue schématique de l'installa tion utilisée pour fabriquer le câble selon la fig. 5 ; et - les fig. 7 et 8 sont des vues partielles à plus grande échelle de la même installation.
En se référant tout d'abord à la fig. 1, on voit que celle-ci représente en coupe un câble comportant un toron central 1 et une couche de sept torons périphé riques 2.
Chaque toron est constitué à son tour par une couche centrale de quatre éléments 3 et par une deu xième couche de dix éléments 4.
Les cercles entourant la première couche d'élé ments de chaque toron, ainsi que chaque toron et le câble lui-même schématisent les divers guirlandages prévus.
On rappelle que les éléments en question peuvent être par exemple des quartes, c'est-à-dire comporter quatre conducteurs isolés l'un de l'autre et groupés en un faisceau unique.
Jusqu'à ce jour, pour fabriquer le câble en ques tion, on réalisait d'abord huit torons que l'on assem blait ensuite, ce qui donnait neuf opérations.
La fig. 2 représente par contre une installation permettant de réaliser le câble selon la fig. 1 en une seule opération.
On décrira ci-dessous une telle installation en par tant de l'amont à la gauche du dessin et en allant vers l'aval à la droite du dessin et en notant tout d'abord qu'il s'agit d'une installation à cages tour nantes.
On voit tout d'abord arriver de l'amont l'élément central 3 du toron central 1, élément qui a été formé et guirlandé par tous moyens connus bien classiques, et qui traverse de l'amont vers l'aval la première cage tournante 5 dont a on représenté très schématique ment les moyens d'entraînement en rotation par un arbre 6 sur lequel est calé un engrenage 7 venant en prise avec un engrenage 8 solidaire de la cage.
La cage 5 porte dix bobines représentées schéma tiquement en 9 et dont les éléments 10 sont placés autour de la couche 3 par la tête de toronnage 11 suivie d'une tête de guirlandage 12 dont on voit en 13 la bobine et en 14 le guide-fil.
Les moyens classiques qui viennent d'être décrits permettent donc de faire arriver dans l'axe de la cage suivante 15 le toron central 1 du câble à former. On voit au dessin que ce toron central traverse axiale- ment les cages successives jusqu'à la tête de toron- nage finale qui est destinée comme on le précisera par la suite à le recouvrir de la deuxième et dernière couche de torons 2.
La cage 15 entraînée en synchronisme avec la cage 5 grâce à une roue dentée 16 et à engrenage 17, est destinée à la formation de la couche centrale d'éléments de chacun des torons périphériques.
Cette cage comporte donc, puisqu'il y a sept to rons périphériques, sept secteurs identiques recevant chacun quatre bobines d'éléments, soit en tout vingt- huit bobines représentées schématiquement en 18.
Les quatre bobines de l'un quelconque d'un sec teur voient leurs éléments 19 converger vers une fili ère 20, suivie d'une tête de guirlandage 21 et il en résulte que le manchon aval 22 de la cage 15 est entouré en étoile de sept filières 20 et de sept têtes de guirlandage 21.
On se reportera d'ailleurs avantageusement à la fig. 3 qui montre à plus grande échelle cette partie de l'installation.
On reconnaît dans cette fig. le toron central 1 qui traverse le manchon 22 et les éléments 19 qui traver sent le répartiteur 23 de la cage 15 pour atteindre l'une des filières 20 qui les réunit pour former l'élé ment central 3 de l'un des torons périphériques.
Les filières 20 sont naturellement montées sur une couronne 24 calée en rotation sur le manchon 22 et il en va de même en ce qui concerne les bobines 25 de chacune des têtes de guirlandage 21.
Par contre, les guide-fils 26 de ces mêmes têtes de guirlandage sont solidaires d'engrenages 27, libres en rotation et venant en prise avec une roue dentée à denture interne 28 qui se trouve entraînée par une courroie 29 recevant son mouvement comme on le voit à la fig. 2 d'un arbre 30 lui-même entraîné par tous moyens connus 31 de façon à constituer un dis positif à satellites de type tout à fait classique, grâce auquel les guide-fils 26 sont entraînés en rotation à vitesse rapide et placent autour de la couche 3 d'élé ments un fil de guirlandage 32 qui en assure la cohé sion.
Il va de soi que pour obtenir la synchronisation nécessaire, il peut être prévu une liaison entre l'arbre 30 et l'arbre 6 par exemple grâce à un engrenage 30' calé sur l'arbre 30 et en prise avec l'engrenage 36 porté par la cage 33 et dont il sera question plus loin.
On reprendra maintenant l'examen de la fig. 2 pour constater que la cage 33 reçoit en amont le toron central 1 entouré des sept couches nouvelle ment formées par la cage 15 et qui ne sont autres que les couches intérieures des sept torons périphé riques désignés par la référence 3.
Le rôle de la cage 33 est de disposer autour de ces sept couches 3 les sept couches 4 de dix éléments qui sont les couches extérieures des torons périphéri ques.
La cage 33 se trouve donc partagée radialement en sept secteurs portant chacun dix bobines, ces bo bines étant représentées au dessin schématiquement en 34, étant entendu naturellement que par ailleurs la cage 33 est entraînée en rotation comme les précé dentes par une roue dentée 35 et un engrenage 36.
Comme précédemment, la cage 33 est suivie de sept filières 37 à la suite desquelles on trouve sept têtes de guirlandage 38. On se reportera d'ailleurs avantageusement à la fig. 4 qui montre à plus grande échelle cette partie de l'installation et dans laquelle on reconnaît toujours le toron central 1 auquel se sont ajoutées maintenant les sept couches centrales des torons périphériques 3 formés par la cage 15, le premier traversant le man chon central 39 et les seconds atteignant chacun l'une des filières 37.
On trouve également sur cette fig. les éléments 40 provenant des bobines 34 et atteignant par des ré partiteurs 41 les filières 37.
On ne décrira pas à nouveau les organes consti tuant les filières 37 et les têtes de guirlandage 38 car ces organes sont parfaitement identiques à ceux dé crits en regard de la fig. 3 et portent la même réfé rence. On notera simplement que le même arbre 30 assure facilement la commande des têtes de guir- landage des deux cages.
Il ressort clairement de ce qui précède que, à la sortie de ces filières 37 et de ces têtes de guirlandage 38, on trouve les couches 3 des torons périphériques recouvertes par les dix éléments de la couche 4 et que les torons périphériques se trouvent donc totale ment constitués. C'est pourquoi on les a désignés sous la référence 1 qui est celle réservée aux torons.
Finalement, il ne reste donc plus qu'à réunir grâce à une tête de toronnage classique 42, le toron central et les sept torons périphériques qui atteignent cette tête de toronnage 42, l'un par l'axe et les autres par la périphérie d'un manchon 43 suivi d'une tête de guidage 44. C'est donc finalement le câble lui-même qui quitte la tête de toronnage 42 et qui atteint la bobine de réception 45 entraînée en rotation par tous moyens connus et montée sur un bâti 46, ceci après s'être enroulé sur un entraîneur 47 qui lui-même re çoit son mouvement de l'arbre 30 dont il a été ques tion ci-dessus.
On se reportera maintenant tout d'abord à la fig. 5. On voit que le câble composite représenté ne com porte pas de câble simple central et ne comporte qu'une couche de quatre câbles simples l'. A son tour, chaque câble simple ne comporte pas de toron central et ne comporte qu'une couche de quatre to rons 2', chacun constitué par deux couches d'élé ments, l'une de quatre éléments 3' et l'autre de dix éléments 4'.
Le câble représenté correspond donc à N = 1 A1 = 4 n = 1 <I>al = 4</I> p,. = 2 ba <I>= 4</I> b,,, = 10 En outre, chaque couche d'éléments 3' est guïr- landée ainsi que chaque toron et chaque câble simple.
L'installation pour la fabrication d'un tel câble comporte une première cage destinée à fabriquer toutes les premières couches de quatre éléments 3' de tous les torons de tous les câbles, avec seize têtes de guirlandage, suivie d'une deuxième cage destinée à superposer la deuxième couche de dix éléments de tous les torons de tous les câbles avec encore seize têtes de guirlandage, suivie enfin d'une tête de toron- nage pour la réunion des seize torons formés en quatre câbles, avec cette fois quatre têtes de guir- landage,
suivie enfin d'une tête de toronnage pour la réunion des quatre câbles simples en un câble com posite.
On trouve une telle installation représentée à la fig. 6 sur laquelle on reconnaît tout d'abord la bobine de réception 45 entraînée en rotation par tous moyens connus et montée sur un bâti 46, montée à la suite d'un entraîneur 47 qui reçoit son mouvement de l'arbre 30 entraîné par le moteur 31, lequel à son tour assure par un arbre 6 l'entraînement en rotation de pignons 48, 49 en prise avec une denture exté rieure 50, 51 portée par chacune des cages 52 et 53.
Il va de soi que les cages en question sont consti tuées de façon semblable à celles décrites plus haut et qu'en conséquence elles sont organisées pour tour ner autour de l'axe X-Y qui est l'axe de formation du câble composite que fabrique l'installation, et pour recevoir le nombre voulu de bobines portant les éléments du câble.
La cage 52 reçoit ainsi soixante-quatre bobines disposées suivant quatre secteurs de seize bobines. Comme le montre la fig. 7, à chacun de ces secteurs correspond un répartiteur 54, étant entendu que deux répartiteurs seulement ont été représentés au lieu de quatre pour la clarté de la fig. Chaque répartiteur à son tour porte quatre groupes de quatre orifices rece vant chacun un élément, dont à nouveau deux grou pes seulement sont représentés au dessin. Finale ment, on amène ainsi aux seize filières 55 montées en avant de la cage 52 et partagées en quatre secteurs, quatre éléments par filière et l'on forme donc les seize couches centrales des seize torons, couches que l'on voit sortir en 56 de la cage 52.
On note d'ailleurs au dessin que les seize couches centrales 56 en question sont guirlandées grâce à une installation comportant seize bobines 57, chacune équipée de son guide-fil tournant 58. Les guide-fils extérieurs 58 sont entraînés directement par la roue 59 recevant son mouvement grâce à une courroie 60 de l'arbre 6. Les trois autres guide-fils sont entraînés grâce à l'interposition d'une roue 6' occupant une po sition centrale pour chaque groupe de quatre.
Finalement, ce sont seize groupes de quatre élé ments guirlandés qui pénètrent dans la cage 53, la quelle est à son tour divisée en quatre secteurs dont chacun porte quarante bobines. On trouve à nouveau en aval de la cage 53, quatre répartiteurs 62 (dont deux représentés). Chaque répartiteur porte quatre groupes disposés en étoile de onze orifices, le pre mier central livrant passage à la couche 56 et les autres disposés en cercle autour du premier, livrant passage aux dix éléments (dont deux représentés) qui vont constituer pour chaque toron la seconde touche, la réunion se faisant grâce à seize filières 63 (dont quatre représentées) montées en avant de la cage 53.
La deuxième couche d'éléments est ensuite guirlan- dée grâce à des moyens parfaitement identiques à ceux représentés pour la cage 52 et qui, de ce fait, portent les mêmes références 57 à 61. Finalement, en 64, sortent de la cage 53 seize torons (dont quatre re présentés) formés d'une première couche de quatre éléments et d'une seconde couche de dix éléments convenablement guirlandés.
Les seize torons vont maintenant être réunis en quatre câbles simples grâce à la tête de toronnage portant la référence générale 65, et qui est elle-même entraînée en rotation de façon identique aux cages 52 et 53 par une denture extérieure 66 collaborant avec un pignon 67 calé sur l'arbre 6.
En effet, ayant passé les quatre têtes de guidage 68 (dont deux représentées) solidaires de la cage 53, les seize torons atteignent, quatre par quatre, les quatre filières 69 (dont deux représentées) de la tête de toronnage 65, qu'ils quittent sous forme de quatre câbles, après avoir été guirlandés grâce aux bobines 70, avec leurs guide-fils 71 entraînés en rotation par une roue 72 et une courroie 73 qui reçoit son mou vement de l'arbre 6. On aura noté que pour faciliter la construction et le montage de l'installation, la tête 65 est portée par un bras 74 lui-même solidaire de la cage 53.
Finalement, la dernière opération consiste à réunir dans la filière 75 les quatre câbles simples guidés par la tête de guidage 76 solidaire de la tête de toron- nage 65.
Le câble composite 77 qui quitte la filière d'as semblage 75 atteint ensuite l'entraîneur 47 puis la bobine de réception 45.
On voit donc que l'on a ainsi fabriqué en une seule opération un câble composite formé de plu sieurs câbles simples, formés eux-mêmes de plusieurs torons lesquels comprennent à leur tour plusieurs couches d'éléments. Les installations décrites ci-dessus sont des ins tallations à cages tournantes et réception fixe, il est bien entendu qu'elles pourraient également être pré vues avec des cages fixes et une réception tournante puisqu'il suffit d'obtenir un mouvement de rotation relatif de l'ensemble des cages d'une part et de la ré ception d'autre part.