La présente invention a pour objet une machine de multifibrage permettant un étirage simul¬ tané d'une pluralité de fibres optiques puis un câblage ultifibre en ligne. Elle trouve une application dans la réalisation de câbles destinés aux télécommunica¬ tions optiques. Pour réaliser un câble multifibre, on procède en deux étapes : tout d'abord, on étire une fibre optique et on la stocke temporairement sur des bobines, puis on reprend autant de bobines de stockage qu'il y aura de fibres dans le câble et on procède à l'αpéra- tion .de câblage.

De façon plus précise, dans une installation classique d'étirage de fibre optique, une préforme en matériau approprié (en silice par exemple) est fibrée à une vitesse de l'ordre de 30 m par minute. La fibre obtenue est ensuite enrobée par un produit ^' de. revê¬ tement puis stockée sur une bobine.

On s'efforce de stocker des longueurs de fibre les plus grandes possibles pour pouvoir alimenter conve-^ nablement la machine de câblage. Mais l'obtention de fibres de grande longueur semble difficilement compa¬ tible avec les techniques actuelles d'étirage, de sorte qu'en pratique, l'obtention de grandes longueurs néces¬ site des opérations d ' épissurage.

Par ailleurs, une machine de câblage comprend en général une extrudeuse, qui délivre un support de câble muni de logements aptes à recevoir des fibres, une assembleuse qui dépose les fibres convenablement dans ces logements et enfin, un- moyen pour recouvrir le câble d'une gaine de protection. La production de câble s'effectue à une vitesse qui est de l'ordre de quelques mètres par minute.

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Cette manière de procéder de l'art antérieur présente de nombreux inconvénients. Elle suppose, en effet de nombreuses reprises et soulève le problème de la compatibilité des vitesses, de fibrage et de câblage. Pour tirer profit au mieux des possibilités de l'assembleuse de la machine de câblage, il est nécessaire de disposer plusieurs machines d'étirage en amont de la machine de câblage, d'où un prix de revient élevé et une grande complexité pour l'instal- lation.

Cette difficulté handicape les fibres optiques dans la compétition qui les oppose aux câbles électri¬ ques classiques. En effet, pour ces derniers, la situation est beaucoup plus favorable puisque le fil de base peut être réalisé à des vitesses de l'ordre de 1200 à 1600 m par minute et cela sur des longueurs très importantes (50 à 100 km), une seule machine d'étirage est alors suffisante pour alimenter l'instal¬ lation de câblage. La présente invention a justement pour objet une machine qui évite cet inconvénient. A cette fin, elle prévoit des moyens d'étirage simultané d'une pluralité de fibres optiques de telle sorte qu'un câblage en ligne soit ensuite possible, l'ensemble des opérations d'étirage et de câblage s'effectuant de manière continue. De cette manière, le stockage inter¬ médiaire des fibres individuelles est évité, la nécessi¬ té d'avoir des longueurs de fibres importantes ne s'impose plus et les différentes parties de l'instal- . lation deviennent compatibles en vitesse. La machine de l'invention conduit alors à des vitesses de fabri¬ cation de câbles optiques qui se rapprochent de celles des câbles traditionnels, ce qui accroît d'autant l'in¬ térêt des premiers. De façon précise, la présente invention a pour objet une machine de ultifibrage permettant un

étirage simultané d'une pluralité de N fibres optiques, puis un câblage multifibre en ligne, caractérisé en ce qu'elle comprend successivement :

A) un premier ensemble d'étirage d'une pluralité de N fibres, ce premier ensemble étant constitué par : a] N supports réglables de préformes, ces supports étant associés à des moyens de descente à vitesse contrôlée, b3 un ensemble de N enceintes d'étirage à haute tem- pérature, chaque enceinte recevant une prεforme et délivrant une fibre, c) un système d'enrobage simultané des N fibres, constitué par N filières ouvrantes alimentées par un produit de revêtement et traversées par les fibres, d) une pluralité de N cabestans de tirage recevant chacun une fibre et étant commandés en rotation par un moyen approprié, e) un système de mesure du diamètre des fibres, ce système commandant la vitesse de fibrage de ce premier ensemble,

B) un second ensemble de câblage multifibre en ligne, ce second ensemble étant constitué par : f3 un système d'alimentation en un support de câble comportant des logements destinés à recevoir au moins une fibre, g) un moyen de positionnement des N fibres issues du premier ensemble d'étirage dans les logements du support, h) un système d'enduction du support muni de ses fibres, ce système délivrant le câble, i)' un tambour de recette de ce c ble.

Le système de support de préformes utilisé dans le premier ensemble de la machine de l'invention, peut comprendre une commande unique de descente des préformes dans le four de fibrage. La vitesse de des-

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cente est réglée alors en fonction du diamètre moyen du groupe de préformes utilisés. Ceci suppose un tri préalable des préformes pour que ne soient fibrées en même temps que des préformes dont les caractéristiques géométriques sont semblables.

Mais, naturellement, il entre dans le cadre de l'invention d'utiliser des moyens pour régler indépendamment les unes des autres, les vitesses d'iπ- troduction des préformes dans le four d ' étirage.. Chaque vitesse est alors déterminée à partir d'une mesure du diamètre de la fibre correspondante. Ces vitesses peuvent être réglées de telle manière que la vitesse de fibrage soit constante, ce qui permet de simplifier la commande en rotation des cabestans. Dans cette variante à commande individuelle, la descente des préformes peut être commandée par un microprocesseur qui reçoit les différents signaux de mesure des diamètres des fibres et qui délivre deux signaux de commande, l'un global déterminant une vitesse moyenne de descente de l'ensemble des préformes,, et l'autre différentiel, ajustant, pour chaque préforme, et selon le diamètre de la fibre correspondante, l'écart de vitesse par rapport à la valeur moyenne.

L'ensemble des N enceintes de tirage à haute température peut être constitué par N fours indépen¬ dants, de nature quelconque (fours résistifs, à induction ou à chalumeaux). Mais, de préférence, cet ensemble-est constitué par un four à induction unique comprenant N laboratoires de tirage constitués par N alésages perces dans un élément chauffant entouré d'un enroulement d ' induction.

Ce four peut présenter une symétrie de révolution, mais il peut aussi comprendre des labora¬ toires disposés en ligne, cette variante présentant l'avantage de délivrer des fibres disposées dans un

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même plan, qui sera alors tangent aux cabestans de tirage. Dans la première variante à symétrie de révolution, des moyens de renvoi sont nécessaires pour transformer le faisceau de fibres cylindriques eh faisceau plan.

Un type de four utilisable dans la présente invention est décrit dans la demande de certificat d'addition n° 76 31408 déposée le 19 Octobre 1976 et intitulée "Four pour très hautes températures". La machine de l'invention permet de réaliser des câbles optiques de tout type connu (ruban serré, ruban alvéolé lâche ou structure alvéolée cylindrique, etc...]. Mais, selon un mode de réalisation particulier, le support de câble est constitue par une âme cylin- drique percée à sa périphérie de rainures hélicoïdales à pas alterné, dans lesquelles sont disposées des fibres sans tension et libres.

A propos de cette structure particulière de câble et de la machine de câblage correspondante, on pourra se reporter à la demande de brevet français

N° 75 16 469 déposée le 27 Mai 1975 et intitulée "Câble élémentaire de transmission par fibres optiques". De toute façon, les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux après la description qui suit, d'exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif. Cette des¬ cription se réfère aux dessins sur lesquels :

- la figure 1 représente le schéma synoptique de la machine de l'invention, - la figure 2a représente une vue en pers¬ pective d'un ensemble d'étirage selon l'invention,

- la -Figure 2b représente une vue en pers¬ pective d'un ensemble de câblage multifibre,

- la figure 3 représente un mode particulier de réalisation d'un support de préforme et d'un four à induction, en cαupe axiale et en coupe transversale,

- la figure 4 représente schématiquement un autre mode de réalisation d'un four à induction utili¬ sable dans l'invention,

- la figure 5 représente un moyen particulier d'enrobage simultané de plusieurs fibres,

- la figure 6 représente schématiquement des moyens de commande des cabestans de tirage.

La figure 1 représente un schéma synoptique qui reflète la structure générale de la machine de l'invention.

Cette machine comprend essentiellement deux parties : une partie a qui constitue un ensemble d'étirage d'une pluralité de fibres, et une partie _b qui constitue un ensemble de câblage multifibre en ligne.

La partie a_ tout d'abord, comprend un système 2 de descente de préformes, un four 4 permettant un ul- tifibrage, un moyen 6 de mesure du diamètre des fibres délivrées par le four, un système 8 de revêtement des fibres suivi d'un moyen 10 pour le séchage de ce revε- " tement, un cabestan multiple 12 de tirage et un système 14 de démarrage automatique du fibrage.

La partie _b ensuite, comprend un tampon 16, un système 18 d'alimentation en un support central, un moyen 20 de mise en position des fibres sur le sup¬ port central, un système 22 d'enduction du câble et un tambour de recette 24 ; l'ensemble se complète par un système 26 de contrôle automatique de la séquence de câblage. Les différents moyens énumérés ci-dessus sont représentés de manière plus détaillée sur les figures 2a et 2b dans le cas particulier, non limitatif, où l'on utilise un four à induction à symétrie de révolution et où le nombre de fibres est de 4. Ce nombre est relativement faible pour des raisons de clarté des dessins ; mais dans la pratique, il est plus important et peut être de l'ordre de 10 ou plus.

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Sur les figures 2a et 2b, les éléments déjà représentés sous forme de blocs sur la figure 1 portent, pour simplifier, les mêmes références. Il apparaît, en plus, sur la figure 2a, un rail vertical 30, qui soutient les différentes pièces de l'ensemble d'étirage et, sur la figure 2b, des patins d'asservissement 32 sur chacune des fibres Cdont un seul est représenté pour simplifier] .

Certains de ces moyens sont déjà décrits dans des demandes de brevet antérieures et pour cette raison ne seront .pas décrits à nouveau. Il s'agit notamment, pour ce qui concerne l'ensemble de câblage, du dispo¬ sitif 6 de mesure du diamètre d'une fibre, et du dis¬ positif 14 de démarrage automatique, tous deux décrits dans la demande de brevet π° 7707008 déposée le 9 Mars 1977 et intitulée "Equipement d'étirage de fibres optiques à partir d'une préforme, perfectionné en ce qui concerne la régulation de la vitesse du tambour d'étirage et le démarrage automatique du fibrage".

En ce qui concerne le système de démarrage automatique, il doit être adapté au ultifibrage et permettre les opérations suivantes :

- contrôle des divers paramètres [température des laboratoires des fours notamment),

- mise en descente des préformes dans le four,

- action de préétirage de l'amorce de fibrage,

- descente du système de préétirage tout le long de la machine jusqu'au point de tirage des fibres sur les cabestans de tirage,

- renvoi des amorces de fibres vers un système de stockage intermédiaire permettant à l'opérateur d'effectuer le démarrage du câblage fibre par fibre successivement,

- acquisition des données et fournitures des infor¬ mations concernant les caractéristiques de fabrication des fibres .

Pour donner à l'opérateur suffisamment de temps, il est soudé au bas de chaque préformε un barreau de silicε ordinaire qui est étiré durant tout le temps nécessaire à l'obtention de l'état d'équi- libre du système : ceci peut nécessiter une longueur de quelques centaines de mètres de fil de silice ; à partir de cet état d'équilibre, tous les bas de préformes étant ¹ dans un même plan, le câble à fibres réellespeut commencer dès que le point de soudage barreau-préforme a été filé.

Pour ce qui concerne le four à plusieurs laboratoires, il est décrit dans la demande de certificat d'addition déjà citée.

Les moyens de l'ensemble de câblage et notamment l'extrudeuse 18, les garnisseuses du dispositif 20 et la boudineusε 22 sont décrits dans la demande de brevet n° 75 16469 déjà citée.

La figure 3 représente un mode particulier de réalisation du support de préformes et du four associé. Cette figure comprend trois parties : la partie a_ représentant plus spécialement le support de préformes, la partie b représentant le four en coupe longitudinale et la partie ^ représentant ce même four en coupe transversale. Le support représenté sur la partie a_ comprend un plateau 40 supportant un dispositif 42 de réglage selon trois directions x, y, z et selon un angle Θ , ainsi qu'un bras 44 à l'extrémité duquεl se trouve un support 46 de préforme 48. Le plateau 40 est monté solidaire d'un arbre 50 qui peut être commandé en rotation par des moyens non représentés.

Le four représenté en coupe sur la partie b- co prεnd un enroulement inducteur 52 qui entoure un tube isolant 54, par exemple en- silice, à l'intérieur duquel se trouve un élément chauffant 56, par exemple en graphite, percé d'alésages 58 constituant autant de

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laboratoires d'étirage. Le corps 56 est isolé du tube extérieur 54 par un matériau 60, par exemple en laine de graphite.

La coupe de la partie laisse apercevoir des fentes 62 percées dans l'élément chauffant 56 et destinées à éviter la circulation de courants de Foucault.

Le réglage en x et y du support 42 permet de placer chaque préforme au centre du laboratoire de fibrage qui lui est affecté dans le four. Le réglage en z permet de placer le bas de toutes les préformes dans un même plan horizontal. Le réglage en Θ permet d'aligner chaquε préforme avec l'axe de son laboratoire de fibrage.

La descente des préformes dans le four peut être assurée par une vis à bille reliée au plateau 40 et commandée par un circuit électronique à commande bidirectionnelle agissant sur un motoréducteur d'en¬ traînement. Ainsi, la vitesse de descente est uniforme, régulée et identique pour toutes les préformes. On peut utiliser, par exemple, un moteur à rotor plat et à courant continu.

La vitesse V de descente des préformes est P réglée de telle manière que le volume de matière péné¬ trant dans le four soit égal au volume de matière sortant du four sous forme de fibres. Si V désigne la vitesse de fibrage, dp le diamètre d'une préforme et d le diamètre d'une fibre, l'équation de fibrage en régime établi exprimant cette égalité des volumes est, pour une fibre :

La mesure du diamètre d „ permet donc à tout instant f de régler la vitesse V de descente des préformes ou inversement la vitesse V» de fibrage, ou les deux.

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Les dimensions du four représenté sur la figure 3 dépendent de plusieurs paramètres :

- la fréquence de fonctionnement du générateur utilisé,

- la puissance de ce générateur, - la conception du système de positionnement des préformes,

- la place nécessaire au système d'enduction,

- la place nécessaire au système permettant de ramener dans un plan toutes les fibres sortant du four, etc...

A titre d'exemple, on peut utiliser un four à induction possédant un élément chauffant en graphite de diamètre 100 mm, de hauteur totale 80 mm et présen¬ tant une hauteur active de 30 mm. La fréquence peut être comprise entre 10 kHz et 50 kHz.

Il est possiblε d'utiliser d'autres types de fours dont la géométrie conduit à des fibres disposées des leur formation, dans un plan vertical tangent aux cabestans de tirage. Un four à structure linéaire, tel que celui qui est représenté sur la figure 4, peut convenir. Le four représenté comprend essentiellement un inducteur 70, un élément chauffant 72 ayant la forme d'un parallélépipède et percé d'alésages 74 dont les a es sont tous situés dans un même plan, un matériau. isolant 76 étant encore intercalé entre l'inducteur et l'élément chauffant.

En ce qui concerné maintenant le système d'enrobage des fibres, on peut utiliser N filières indépendantes associées chacune à une fibre. Cependant, dans une variante avantageuse, on ^" fait appel à un dispositif tel que celui de la figure 5 qui permet un enrobage simultané de toutes les fibres issues du four. Le moyen d'enrobage représenté sur la figure 5 comprend deux rouleaux 80 et 80', munis de quatre gorges 82 C82 ' 3 et surmontés d'un coin 84 percé de quatre canaux 86. Les deux rouleaux 80 et 80' sont

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entraînés en rotation par un moteur 88 et, par le jeu de roues à engrenages 90, leurs sens de rotation sont inverses l'un de l'autre. Des moyens non représentés permettent d'écarter les rouleaux et de les amener en position tangentielle. Des conduits 92 alimentent chaque canal 86 en un produit de revêtement de fibre.

Le fonctioπnemεnt de ce dispositif est le suivant. Les gorges des rouleaux forment quatre filières ouvrantes, disposées sous les canaux 86.- Chaque fibre traverse une filière de haut en bas et le sens de ro¬ tation des rouleaux est tel que les gorges sont animées, au niveau de la filière, d'un mouvement de bas en haut. Le produit de revêtement remplit les canaux 86 ainsi que les filières, et mouille sur une hauteur importante les fibres qui les traversent.

La figure 6 enfin, représente un mode parti¬ culier de réalisation de moyens permettant le réglage de la vitesse des cabestans de tirage. Les moyens repré¬ sentés comprennent des poulies 100 montées sur un arbre. d'entraînement 102 entraîné en rotation par un groupe otoréducteur 104 commandé par un circuit électronique 106. Les poulies sont reliées à l'arbre d'entraînement par une liaison variable, de type à friction par exemple. A chaque poulie est associé un frein électromagnétique 108. Des palpeurs 110 sont disposés autour de chaque fibre ^' . Ils délivrent des signaux de mesure à un circuit 112 qui détermine le diamètre de chaque fibre. Ce circuit délivre à son tour des tensions qui sont fonction de ces diamètres et un circuit 114 engendre des signaux de commande du freinage des poulies. Un circuit 116 de commande de freinage général complète l'ensemble.

La vitesse d'entraînement de l'arbre 102 est telle que sans freinage, la vitesse linéaire de la fibre excède d'une quantité ΔV la valeur désirée. Pour obtenir la vitesse correcte de fibrage pour une fibre, le frein électromagné ique associé au cabestan

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de tirage de cette fibre est actionné de telle sorte que la vitesse linéaire dε la pouliε soit réduite dε la quantité ΔV. L'écart ΔV doit être choisi suffisamment grand pour qu'on puisse, le cas échéant, par diminution du freinage, augmenter la vitesse de fibrage jusqu'à la valeur utile.

De cette manière, si le palpeur 110 et le circuit 112 détectent une diminution du diamètre d'une fibre, le signal engendré par le circuit 114 est tel que l'action du frein sur la poulie correspondant à cette fibre est accentuée, ce qui a pour effet de diminuer la vitesse de tirage et corrélativement, d'augmenter le diamètre dε la fibre. Inversement, si le palpeur et le circuit de mesure détectent une augmentation du diamètre d'une fibre, l'action du frein est relâchée, la vitesse dé tirage augmente et le diamètre de la fibre retrouve sa valeur correcte.

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