Machine pour la réalisation d'isolation plastique tubulaire aérée pour conducteurs électriques, en particulier paires coaxiales pour télécommunications La présente invention concerne une machine pour la fabrication de conducteurs isolés, destinés, par exemple, à constituer le conducteur central de paires coaxiales pour la transmission téléphonique à courants porteurs en haute fréquence,
dont la fabrication est soumise à des exigences de qualité dont les principales sont les sui vantes - la matière isolante utilisée doit avoir d'excellentes caractéristiques électriques, (pertes très faibles).
- La quantité de matière isolante doit être la plus faible possible afin de réduire la permittivité glo bale de l'isolation, et la partie de cette matière en contact avec le conducteur doit également être la plus faible possible.
- La matière doit être répartie uniformément le long du conducteur afin d'obtenir des caractéristiques électriques homogènes.
- La paroi périphérique du tube de matière isolante doit avoir un diamètre très régulier, présentant des variations de diamètre inférieures à des limites imposées.
- Des variations du poids par unité de longueur du conducteur de la matière isolante et la variation du diamètre de l'isolation ne doivent pas se repro duire à des intervalles réguliers. On connaît des procédés d'isolation de conducteurs par un tube isolant sur lequel des gorges hélicoïdales sont formées à l'aide de l'enroulement continu d'un fil ou d'un ruban. Ces procédés connus permettent de réa liser des isolants tubulaires à gorges hélicoïdales avec des matériaux élastomères, tels que le caoutchouc, pou vant être durcis après leur mise en forme. Ces procédés ne permettent cependant pas d'obtenir des fils isolés pré sentant la régularité requise pour l'application envisagée.
Ils ne peuvent pas non plus être appliqués pour la mise en forme des matières thermoplastiques, telles que le polyéthylène, présentant les caractéristiques électriques requises.
La présente invention a pour objet une machine, pour la réalisation autour d'un conducteur électrique, d'une isolation tubulaire aérée formée d'un tube portant une ou plusieurs gorges hélicoïdales dont le fond est appli qué sur le conducteur au moyen d'un ruban de matière isolante enroulé de manière serrée sur ce tube, ce tube étant d'abord formé et placé par une tête d'extrusion autour dudit conducteur défilant à une vitesse linéaire constante sous l'action d'un dispositif mécanique d'en- trâimement, caractérisée par le fait qu'elle comporte a)
un dispositif d'enroulement du ou desdits rubans entraîné à partir dudit dispositif mécanique et tournant autour dudit tube et donnant audit ruban une vitesse linéaire d'enroulemen égale à une fraction fixée de ladite vitesse constante ;
b) des moyens pour amener de l'air sous une pres sion donnée à l'intérieur dudit tube et de l'air sous une pression sensiblement égale à ladite pression donnée à l'extérieur dudit tube ; et c) un dispositif de moulage recevant ledit tube à la sortie du dispositif (a) et comprenant un calibreur lisse refroidi par une circulation d'eau ou d'air froid dans lequel le tube extrudé prend son diamètre et sa forme définitive en achevant de se gonfler et en se refroidis sant ; et portant d'autre part le dispositif d'enroulement du ruban suivant (a), ledit dispositif de moulage pouvant coulisser dans un bâti fixe afin de pouvoir être approché ou éloigné de la tête d'extrusion pour le démarrage ou l'arrêt des opérations d'extrusion et de formation.
Le diamètre extérieur et le fond des gorges du tube fabriqué sont parfaitement calibrés. Cette machine per met de réaliser des conducteurs isolés de gros diamètre, par exemple des conducteurs isolés dont 1e diamètre me suré sur l'isolation tubulaire dépasse 50 mm. Le dispositif de mise en place et en forme de l'isola tion, est placé dans une ligne s> de fabrication à la sor tie de la machine d'extrusion, essentiellement constitué par l'ensemble d'un dispositif pour la mise en place du ruban, d'un système de réparition d'air sous pression et d'un dispositif de montage.
A la sortie de la tête d'extrusion le tube isolant à l'état plastique passe d'abord dans le dispositif pour la mise en place du ruban. Dans ce dispositif, un ruban est enroulé sur le tube et ébauche une gorge hélicoïdale. Ce dispositif comporte un système de réglage de la longueur de ruban par unité de longueur du conducteur isolé enroulée dans le fond de la gorge hélicoïdale, ayant pour but de doser et de maintenir constante la quantité de matière isolante en contact avec une longueur donnée de conducteur. Un dispositif permettant de poser plu sieurs rubans simultanément selon des trajets en hélices décalées peut aussi être réalisé suivant le même principe.
Simultanément, de l'air sous pression est amené à l'inté rieur du tube pour le gonflement de celui-ci et de l'air sous une pression sensiblement égale est amené à l'exté rieur du tube, à la sortie de la tête d'extrusion, pour éviter que le tube isolant ne soit trop gonflé avant son entrée dans le dispositif de moulage.
L'invention va maintenant être décrite en détail en se référant aux figures annexées dans lesquelles la fig. 1 représente un conducteur isolé avec une isolation tubulaire à gorge hélicoïdale ; la fig. 2 représente la disposition générale de la ligne de fabrication de l'isolation à gorge hélicoïdale; les fig. 3 et 4 représentent la machine d'extrusion, le dispositif de mise en forme, le dispositif de calibrage de l'isolation et le système de régulation du déroulage du ruban utilisé pour la formation de la gorge hélicoïdale.
Sur la fig. 1 est représenté un conducteur métallique 1 entouré d'une isolation de forme tubulaire 4. Le con ducteur 1 est maintenu centré dans le tube 4 par une gorge hélicoïdale 3 réalisée dans la paroi cylindrique du tube à l'aide du ruban 2 qui applique sur le conducteur une portion de la paroi du tube.
Le processus de fabrication du conducteur isolé qui vient d'être décrit est représenté sur la fig. 2. Sur cette figure le condutceur 5 est déroulé par traction au moyen d'un dispositif d'entraînement une chenille 8 (cater-pil- lar) qui l'entraîne à travers un redresseur mécanique 7 (par exemple du type à galets) et qui donne à ce con ducteur 5 une vitesse constante. Ce conducteur traverse ensuite la tête 6 d'une machine d'extrusion et le disposi tif 17, de mise en forme de l'isolation.
Le conducteur isolé est reçu à l'extrémité de l'installation au moyen d'un enrouloir 22 à tension constante assurée par un moteur à glissement 24.
L'isolation à gorge hélicoïdale est obtenue par défor mation à chaud, calibrage et refroidissement, d'un tube 32 en matière thermoplastique extrudé concentriquement au conducteur à isoler. A la sortie de la tête d'extrusion, un ruban isolant est enroulé autour du tube, appliquant celui-ci sur le conducteur et réalisant ainsi un sillon héli coïdal. Le ruban utilisé doit être un ruban pratiquement inextensible formé de préférence d'une matière analogue à celle qui constitue le tube isolant et ayant des caracté ristiques électriques voisines et un point de fusion plus élevé. Le ruban peut également être fait en autres maté riaux, tels que textile, fibre de verre, etc.
Un système de régulation de la vitesse de déroulement de ce ruban est prévu pour régler à une valeur déterminée la longueur du ruban posé au fond de la gorge hélicoïdale et par suite l'épaisseur de la matière isolante comprise entre ce ruban et le conducteur métallique, et par là, la quantité de matière isolante en contact immédiat avec le conduc teur. Le système de régulation de vitesse est porté par une tête 12 tournant sur le support 17, par l'intermédiai re des paliers 55.
Ce système est représenté avec plus de détails sur les fig. 3 et 4. La rotation du système de régulation est com mandée par un engrenage 14, engrenant sur un pignon 13 dont la rotation est réglée par le variateur 15 et l'or gane d'embrayage et de débrayage 42 montés sur l'arbre de transmission 9 assurant la liaison avec le système d'entraînement 8 mû par le moteur 10. Le rapport entre la vitesse de rotation de la tête tournante 12 et la vitesse d'avancement du conducteur 5 fixe le pas de la gorge hélicoïdale formée dans l'isolant tubulaire.
Le ruban est déroulé à partir d'une bobine 60 repré sentée sur la fig. 4 et portée par la tête tournante 12. Il passe sur la roue à vitesse constante 66 sur laquelle il ne peut pas glisser grâce à un système de maintien par pression formé par une courroie 61 qui applique le ruban 35 sur la roue 66. Cette courroie 61 passe sur les galets tournants 64 et 65 et sa tension est assurée par le galet 62 rappelé par un ressort 63. Cette tension d'application sur la roue 66 assure à la courroie 61 une vitesse linéai re égale à la vitesse périphérique de la roue 66 et donne au ruban serré entre la roue 66 et la courroie 61 cette même vitesse. Ce serrage est réglé de manière à empê cher tout glissement.
La vitesse de rotation de la roue 66 vue sur la fig. 4 est déterminée par un engrenage satellite 44 (fig. 3) en prise avec un engrenage planétaire 45 commandé par le variateur 47, lui-même synchronisé avec l'arbre principal 9 par l'intermédiaire du couple d'engrenages 48 et 49.
Le ruban 35 passe sur un guide 37 (fig. 4) solidaire du plateau 12, guide dont la position est ajustable en fonction du pas de la gorge hélicoïdale à réaliser, qui applique le ruban sur le tube isolant 32 de manière à creuser la gorge hélicoïdale 67 dans ce tube et participe à la réalisation de l'enfoncement de la paroi tubulaire. Ce guide peut être refroidi par circulation d'air ou d'eau.
De l'air sous pression, amené par le tube 16, est admis en 50 autour du tube isolant extrudé pour empêcher sa dilatation prématurée sous l'action de l'air sous pres sion admis à l'intérieur du tube par le conduit 11 dans l'intervalle 34, ménagé entre un trou d'admission prévu dans le poinçon 31 et le conducteur 5.
La pression de l'air admis à l'extérieur du tube iso lant équilibre celle de l'air admis à l'intérieur du tube. Le passage du ruban dans ce milieu pressurisé se fait par l'ouverture 51 assurant une étanchéité suffisante pour le maintien de la pression de l'air qui entoure le tube extrudé.
Le tube isolant à gorges hélicoïdales ainsi ébauchées pénètre ensuite dans un moule tubulaire calibreur à refroidissement 54 en passant par l'entrée étanche 52. L'intérieur du moule 54 est, soit mis à pression atmo sphérique par l'ajustage 59, soit relié à un système créant une dépression. Le tube isolant se dilate jusqu'à sa forme finale dans la partie cylindrique du tube calibré. Sous l'effet de la pression intérieure, les bords de la gorge hélicoïdale se rapprochent entre eux et peuvent éventuel lement se rejoindre complètement dans la partie péri phérique du tube.
La déformation des bords des gorges peut être dissymétrique en raison du frottement du tube isolant sur la paroi intérieure du moule tubulaire. Le moule tubulaire est refroidi par une circulation d'eau admise par un ajutage 53. Une injection d'eau peut également être faite à l'intérieur du moule tubulaire pour accélérer le refroidissement du tube isolant et faciliter son glissement.
Le moule tubulaire est porté par un support 17 qui porte également la, tête tournante 12. Ce support ne peut pas tourner mais peut se déplacer longitudinalement en coulissant dans le bâti fixe 57. En fonctionnement, cet en semble vient s'appuyer sur la tête de l'extrudeuse au moyen d'une butée tournante étanche<B>18.</B> Le mouvement de recul ou d'avance du support 17, obtenu par une cré maillère ou un système hydraulique ou pneumatique, permet de dégager la tête 6 de l'extrudeuse au moment du démarrage ou de l'arrêt de l'opération d'isolation.
Les conducteurs isolés décrits ci-dessus peuvent être utilisés avec avantage pour constituer des paires coaxia les pour la transmission téléphonique et la transmission de signaux en haute fréquence. Ils peuvent aussi servir à la réalisation de câbles coaxiaux pour transport d'éner gie, sous pression gazeuse.