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BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPANY
PERFECTIONNEMENTS AUX CONDUCTEURS ELECTRIQUES
ISOLES POUR TRANSMISSION A HAUTE FREQUENCE, AINSI QU'A LA METHODE ET AUX APPAREILS SERVANT
A LA FABRICATION DE CES CONDUCTEURS
Cette invention fait l'objet de deux demandes de brevet déposées en Grande Bretagne le 5 Juin 1937 aux noms de la BRITISH INSULATED CABLES LIMITED et de Messieurs Herbert WEST et Johnson Lewis PACKER.
L'invention se rapporte à des perfectionnements aux conduc- teurs électriques isolés convenant pour une transmission à haute
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fréquence, ainsi qu'à la méthode et aux appareils utilisés pour fabriquer ces conducteurs. plus particulierement, l'invention se rap -porte à des conducteurs électriques pour transmission à haute fréquence du genre dans lequel une âme est maintenue au centre d'un tube de matière isolante, lequel peut être entouré par un tube métallique constituant le conducteur de retour. L'invention concerne spécialement la forme du tube isolant avec lequel des moyens de centra -lisation sont combinés .
Le tube est formé en pliant ou en enroulant une ou plusieurs bandes de papier ou autre matière analogue, et le conducteur est placé au centre de ce tube en donnant à ce lui-ci, à certains intervalles, une contraction permanente par laquelle les parois du tube sont forcées vers l'intérieur, de sorte que l'espace entre ces parois est réduit très fortement en diamètre de manière à s'adapter approximative -ment sur le conducteur. L'invention envisage aussi une machine pour produire ces contractions sur le tube à certains intervalles.
Suivant un des raits caractéristiques de l'invention, un tu -be est fourni dans une machine,et comme il traverse celle-ci, la pa -roi est soumise en certains intervalles à une action qui a pour but de produire une diminution locale du diamètre en forçant la paroi du tube vers l'intérieur. La machine fonctionne de manière qu'un mouvement d'avancement continu du tube a lieu c.à.d. que les contractions exercées sur le tube sont faites sans arrêter le déplacement longitudinal de celui-ci. Aucun mouvement pas-à-pas du tube n'est donc nécessaire.
La machine produisant les contractions nécessaires comprend un groupe d'au moins aeux organes ou mâchoires qui sont montées et actionnées de telle sorte qu'elles ont simultanément un mouvement réciproque les rapprochant et les éloignant du tube, et un mouvement longitudinal vers l'avant. ce dernier mouvement a une vitesse s'approchant de celle du déplacement du tube de sorte que tandis que les organes ou mâchoires sont dans la partie de leur déplacement les rap -prochant du tube, et produisent par conséquent les contractions
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voulues sur le tube, elles sont déplacées vers l'avant avec le tube avec une vitesse approximativement égale. Pour produire ce mouvement combine, les organes sont guidés de manière qu'ils paroourent un chemin incurvé.
Il est préférable de donner aux organes ou mâchoires un mouvement circulaire tout en les maintenant approximativement parallèles avec la direction fixée,,au moyen de guides agissant sur des prolongements arrière de ces organes.
Une forme de construction de la machine conforme à'l'inven- tion est montrée à titre d'exemple sur les dessins ci-joints. Sur ceux-ci :
La figure 1 est une vue en perspective;
La figure 2 est une vue en perspective d'un détail de la ma -chine représentée à une échelle agrandie;
La figure 3 est une vue en élévation du détail de la figure 2;
La figure 4 est une vue schématique montrant la machine en élévation ;
La figure 5 se rapporte à un des détails de la machine montrée à une échelle fortement agrandie;
La figure 6 est une vue en plan d'une forme modifiée de la machine;
Les figure 7, 8, 9 et 10 donnent des détails d'un conducteur pour transmission à haute fréquence construit conformément à l'invention.
Suivant les figures 1 à 3, la machine comprend une paire de roues dentées 1, de même diamètre,et arrangées 'pour engrener l'une avec l'autre, Chacune de ces roues est montée et fixée sur un arbre 2 Chaque roue est pourvue d'une goupille 3 fixée sur la roue à une distance appropriée du centre de celle-ci. Les goupilles 3 passent librement à travers des barres 4 et forment ainsi pivot pour celles-ci.
Les extrémités adjacentes et intérieures des barres forment des mâchoires 10 et 11 tandis que les extrémités opposées ou extérieures de ces barres sont montées d'une manière pivotante en 17 sur des
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tiges 5 qui sont adaptées à des blocs ou guides fixes 6.
Sur la figure 1 on a représenté un tube 7 se déplaçant d'une manière continue dans la direction de la flèche 8, et qui reçoit des contractions 9 dûment espacées à mesure qu'il passe à travers la machine. Ces contractions sont formées dans le tube 7 par les mâchoires coopérantes 10 et 11, qui sont placées en opposition par rapport au tube, et qui sont disposées pour entourer ce tube et le serrer de manière à réduire son diamètre. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 2, la mâchoire 10 constitue une seule pièce offrant une entaille 12 en forme de V, tandis que la mâchoire 11 est formée de aeux pièces 13 présentant chacune une encoche 14 en forme de V. Le sommet de chaque encoche ou V est semi-circulaire, ainsi qu'il est montré sur la Figure 3.
Quand les mâchoires 10 et 11 sont amenées pour former une contraction 9 sur le tube 7, ces mâchoires s'approchent l'une vers l'autre de manière à insérer entre elles le dit tube. Les mâchoi -res continuent à se mouvoir l'une vers l'autre et la mâchoire 10 entre dans l'espace compris entre les deux pièces de la mâchoire 11.
Comme les mâchoires continuent à s'approcher l'une de l'autre, elles réduisent le diamètre du tube jusqu'à ce que celui-ci atteigne la valeur voulue. ensuite, le tube est forcé dans les parties semicirculaires des mâchoires et le diamètre extérieur de la partie contractée du tube est ainsi formé par le diamètre commun de ces parties semi-circulaires. Sur la figure 3, le grand cercle représente le diamètre primitif du tube, tandis que le petit cercle représente le diamètre final de ce tube. Les deux fourches des mâchoires 11 divergent quelque peu vers leur extrémité extérieure afin de faciliter l'entrée et la sortie de la mâchoire 10.
Le mouvement requis est donné aux mâchoires 10 et 11 par la rotation des roues d'engrenages 1 qui sont commandées par une roue 15 fixée à un arbre 16. Les roues d'engrenages 1 tournent en direction opposée et entraînent les mâchoires suivant un chemin circulaire, les connexions pivotantes 17, prévues à l'extrémité de chaque barre 4, permettant le mouvement d'oscillation nécessaire des barres relative
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aux goupilles 3 et aux tiges 5.
Les plaques guides 6 sont arrangées pour permettre un mouvement axial seulement des batres 5, lequel est dans une direction qui se trouve à angle; droit avec l'axe du tube 7,de sorte que les extrémités extérieures des barres 4 sont ainsi contraintes à se déplacer suivant une ligne droite et à angle droit avec l'axe du tube.L'arrangement est tel que les mâchoires 10 et 11 s'approchent l'une del'autre, et se séparent l'une de l'autre en des directions qui sont main -tenues pratiquement parallèles à un plan qui se trouve à angle droit par rapport à l'axe du tube 7.
Cela est obtenu en prolongeant les barres 4 vers l'arrière au-delà des goupilles 3 pour une distance oon -sidérable, de sorte que le rapport de la longueur de chaque barre 4 à la distance entre sa goupille 3 et le centre de rotation de la roue 1, est grand, et en prévoyant que les extrémités arrière ou extérieures des barres 4 se meuvent toujours dans une direction qui est à angle droit avec l'axe du tube 7. Les mâchoires 10 et 11 ont ainsi un mouvement oscillatoire relativement faible autour des goupilles 3 com -me elles sont déplacées suivant un chemin circulaire par les roues 1.
En donnant desdimensions convenables aux différentes parties, les mâchoires sont amenées l'une vers l'autre pour enfermer entre elles le tube 7, et pour produire la contraction voulue,les mâchoires étant alors déplacées en avant avec le tube et en contact de celui-ci avec une vitesse approximativement la même. Les mâchoires sont ensuite séparées du tube, puis sont de nouveau amenées à se rapprocher l'une de l'autre pour constituer une deuxième contraction dans le tube pendant que celui-ci continue à se déplacer à travers la machine.n formant la mâchoire 11 sous forme de fourche, un guide et un support additionnels sont fournis à ces mâchoires pendant qu'ils sont en action pour former une contraction dans le tube.
La figure 4 montre schématiquement une forme convenable de l'appareil pour la fabrication continue d'un câble électrique du type à espacement d'air,et comprenant un conducteur enfermé dans un tube de papier et maintenu au centre de ce tube au moyen de contractions produites dans celui-ci à des intervalles appropriés. Le conducteur
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18 est fourni d'un tambour 19 et passe à travers un mandrin creux 20.
Une bande de papier 21 est appliquée sous forme d'hélice sur le mandrin 20 par une tête 22 , et sur le tube 23. sur celui-ci est appli -quée, aussi sous forme d'hélice par une tête 25, une seconde bande de papier 24. Les deux bandes sont appliquées sous des couches oppo -sées et forment le tube final en papier qui doit ensuite être contrac -té en difiérents points. ue tube en papier, avec le conducteur enfermé, passe autour d'un cabestan 26, puis ce tube passe à travers la machine 27 formant les contractions voulues. Il est enfin finalement enroulé sur une bobine réceptrice 28. La machine 27 force les parois du tube vers l'intérieur en certaines places déterminées, ce qui amène le tube en ces endroits à faire contact avec le conducteur de manière à supporter celui-ci au centre du tube.
L'appareil est commandé par un moteur électrique 29 au moyen d'un arbre 30 pourvu de poulies et de courroies actionnant les têtes 22 et 25, et d'engre -nages 31, 32 et 33 commandant respectivement le cabestan 26, la machine 27 et la bobine réceptrice 28. Un engrenage 34 à vitesse variable est prévu respectivement entre le cabestan, la machine 27, la bobine emmagasineuse 28 et l'arbre de commande 30, la bobine 28 étant action -née à travers une vis et un engrenage 35 et 36 par vis sans fin.
On a indiqué ci-dessus que le groupe de mâchoires 10 et 11 prévoit un déplacement vers l'avant du tube 7. Par ce moyen, la tension dans le tube 7, après qu'il a été contracté, peut être réduite à un minimum, ce qui diminue la tendance à la partie contractée de repren -dre sa position après que la contraction a été faite. Cela est un avantage quand le tube a une paroi mince,, par exemple quand le tube est fait en papier. Cette tendance peut encore être réduite à un degré plus grand en enroulant le tube, après qu'il a été cortracté, sur un tambour ou bobine réceptrice construite ainsi qu'il est montré figu -re 5. Cette bobine 28 est raite de dimensions telles que la longueur requise du tube contracté peut être enroulée suivant une seule, couche.
La bobine est prévue avec des saillies 37 espacées circonférentiellement et latéralement , de manière que ces saillies se projettent au-
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dessus de la surface du tambour et supportant le tube en pénétrant aux endroits où celui-ci a subi une contraction. chaque seotion du tube s'étendant entre des parties ayant subi la oontraction, est ainsi supportée à ses extrémités, et ses parties contractées ne sont donc pas soumises à une tension longitudinale: qui tendrait à les amener à reprendre leur forme primitive. L'emploi d'un tambour ou bobine construite ainsi qu'il est montré figure 5, a aussi l'avantage de supporter le conducteur au centre du tube, de sorte qu'une tension quelconque dans ce conducteur ne tend pas à déplacer celui-' ci vers les parois.
De plus, cet arrangement empêche l'aplatissement du tube puisque celui-ci n'est pas en contaot avec la surface du tambour, mais est maintenu à une certaine distance de celle-ci. un à trouvé dans plusieurs cas que des avantages pratiques peuvent être obtenus en utilisant deux ou plusieurs groupes de mâchoires avec leurs diverses parties. Dans ce cas, il est préférable que seulement un groupe de mâchoires provoque une contraction en un point du tube à un moment donné, les groupes restants s'approchant du tube pour préparer une'contraction en un autre point, ou en s'éloignant du tube après avoir produit une telle contraction. si deux ou plusieurs groupes de mâchoires agissent en même temps, des difficultés peuvent être rencontrées dues au raccourcissement de la longueur du tube.
Cependant, en usant deux ou plusieurs groupes de mâchoires, il est possible d'employer des vitesses moindres et des proportions plus grandes pour la machine.
La figure 6 montre schématiquement un arrangement utilisant trois groupes de mâchoires, les dispositifs moteurs étant les mêmes que ceux montrés figure 1. Les groupes sont couplés entre eux par des roues intermédiaires 37, et le mécanisme dans son ensemble est comman -dé par une roue 15. Les mâchoires sont représentées en trois groupes espacés d'environ 1200 l'un de l'autre avec le groupe de gauche dans la position voulue pour former une contraction sur le tube 7,tandis que le groupe médian s'approche du tube s'apprêtant à produire luimême une contraction, et que le groupe de droite s'éloigne du tube après avoir produit sa contraction.
La flèche 8 indique la direction
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de déplacement du tube, et avec les parties dans les positions mon- trées, le groupe de mâchoires de gauche effectue une contraction en 11 et a déjà fait aeux contractions en 12 et 13. Le groupe médian de mâchoires a déjà effectué les contractions m2et m3 et va faite la contraction m1. Le groupe de droite de mâchoires a effectué la con -traction r et efrectuera les contractions r1 et r2.
Il est avantageux d'employer un certain nombre de groupes de mâchoires si les points de contraction sont comparativement proches l'un de l'autre, par exemple avec un espacement de quatre fois le diamètre du tube . Une meilleure forme de points contractés peut aussi être obtenue en utilisant un certain nombre de groupes de mâchoires.
En proportionnant convenablement les différentes parties de la machine, le tube devant subir des points de contraction peut rece -voir une vitesse axiale constante à travers la machine tandis que cette dernière produit les contractions aux intervalles requis, de sorte que cette opération peut être réalisée sans interrompre le déplacement du tube. Cependant, il est important que les mâchoires res -tent pratiquement parallèles à un plan qui est à angle droit avec l'axe du tube. Cela peut être prévu en rendant la longueur des barres 4 grande en comparaison avec la distance des goupilles 3 par rap -port au centre des roues 1. quoique du papier ait été mentionné pour la formation du tu- -be, il est évident que d'autres matières peuvent être contractées par la machine.
Par exemple, des matières telles que du métal mou ou des matières plastiques peuvent être employées. On doit aussi comprendre que bien que la machine ait été décrite en connexion avec la fabrication de câbles électriques, elle peut être utilisée pour d'autres buts où il est désirable de former des points de contraction dans un tube.
On doit aussi comprendre que difrérentes modilications peuvent être faites dans les détails de la machine sans se départir de l'esprit même de l'invention.
Suivant les figu:es 7 à 10, le conducteur comprend une âme 18 entourée d'un tube de papier 7. La figure 7 montre l'âme s'éten-
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-dant dans le tube avant que ce dernier ne soit soumis à des efforts de contraction pour centrer cette âme 18 à l'intérieur du tube. La figure 8 montre le tube après que celui-ci a subi des efforts de contraction en des points 9, et la figure 9 montre le tube dans lequel l'âme est supportée et centralisée sur les parties contractées montrées en section. On peut voir que le diamètre du tube est réduit à une valeur considérable aux places où les efforts de contraction ont eu lieu.
Le tube en papier 7 peut être enfermé dans un tube métallique 38 qui peut servir comme enveloppe ou comme conducteur, et qui peut consister en des bandes juxtaposées 39 de métal, ainsi qu'il est montré sur les figures 9 et 10. Cependant, le tube métallique 38 peut être formé de toute autre manière convenable, par exemple par refoulement.
Le tube 7 peut consister en une couche intérieure et en une couche extérieure, et chaque couche peut être formée par une ou plusieurs bandes de papier qui peuvent être appliquées hélicoidalement, ou qui peuvent être enroulées transversalement pour former un tube.
Les deux méthodes peuvent, toutefois, être utilisées en combinaison.
Sur les dessins, le tube 7 est formé de deux couches,chacune étant réalisée en enroulant hélicoidalement une bande de papier, les deux hélices étant en opposition de manière à éviter que leurs bords ne coincident. Le pas d'enroulement de la bande intérieure est grand, tandis que le pas d'enroulement de la bande extieure est plus court.
Au lieu d'appliquer la bande intérieure hélicoidalement, elle peut être appliquée longitudinalement, et être pliée transversalement pour former le tube intérieur, la bande formant le tube extérieur étant alors appliquée hélicoidalement sur le tube intérieur . il est préfé -rable d'utiliser un tube fait d'au moins deux bandes puisque le tube retient mieux sa forme que quand il n'est formé que d'une seule bande, et une surface intérieure plus uniforme et plus lisse peut être prévue. Les bords adjacents formés par l'enroulement de la bande intérieure, peuvent être formés par la bande extérieure quand le tube est plié.
Les espacements entre les points de contraction du tube en papier seront généralement de plusieurs fois le diamètre du tube. une
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autre bande de papier peut être appliquée sur le tube après que les points de contraction ont été effectués. Cette bande formera un tube extérieur qui n'est pas contracté et qui représente le premier tube, en particulier au point ae vue des forces longitudinales.
En général, il n'est pas nécessaire de prévoir un arrangement spécial pour le joint des bandes ou de quelques-unes de cellesci le long du tube. La courbure et la contraction auxquelles ce tube est soumis, fournissent un ensemble suffisamment permanent. Des conducteurs, conformes à la présente invention, peuvent être facilement construits, avec une capacité inductive faible et des pertes diélectriques réduites. ils peuvent aussi être rendus flexibles et seront d'un prix de revient relativement faible.
REVENDICATIONS.
1 - conducteur électrique convenant pour des transmissions à hautes fréquences, du genre dans lequel une âme est maintenue au centre d'un tube de matière isolante, et dans lequel le tube est formé en pliant ou en enroulant une ou plusieurs bandes de papier, l'âme est centraLisée dans le tube par des points de contraction permanents placés en certains intervalles et tels qu'ils forcent la paroi du tube vers l'intérieur, réduisant ainsi son diamètre de manière que cette paroi repose approximativement sur l'âme du conducteur.
2 - conducteur électrique convenant pour des transmissions à hautes fréquences, comprenant une âme maintenue au centre d'un tube en papier au moyen de points de contraction prévus en certains intervalles du tube de manière à forcer la paroi de celui-ci vers l'intérieur afin que cette paroi repose approximativement sur l'âme du conducteur,et dans lequel le tube en papier comprend deux bandes dont la bande inférieure est appliquée longitudinalement et pliée transver- salement, ou alternativement est appliquée hélicoidalement avec un grand pas d'enroulement tandis que la bande extérieure est enroulée hélicoidalement avec un pas d'enroulement plus petit sur la bande intérieure de manière telle que les joints dans les deux bandes ne coincident pas.
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