FR2544506A1 - Extensible cord (lead), in the form of a helix, for optical fibres and process for manufacturing such a cord (lead) - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention a trait à un cordon extensible à fibres optiques, notamment pour guide d'ondes (lumière) entre éléments mobiles, du genre comprenant une gaine extérieure en matière thermoplastique élastique, conformée en hélice à spires généralement jointives, doublée d'un corps de renforcement interne apte à s'opposer à l'aplatissement du cordon, et une fibre optique à l'intérieur du corps de renforcement. The invention relates to an extensible fiber optic cord, in particular for a waveguide (light) between mobile elements, of the type comprising an outer sheath of elastic thermoplastic material, shaped as a helix with generally contiguous turns, lined with a body. internal reinforcement capable of opposing the flattening of the cord, and an optical fiber inside the reinforcement body.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel cordon.The invention also relates to a method of manufacturing such a cord.
On connaît, notamment par les brevets français Nos. We know, in particular by the French patents Nos.
1*916.1G9, 1.135.524 et 1.164.898 des cordons extensibles comprenant une gaine extérieure élastique et une âme composée de conducteurs électriques isolés souples avec des bourrages textiles, la gaine extérieure étant conformée au corps en hélice à spires jointives, en sorte de permettre une extensibilité importante par traction du cordon avec écartement des spires, le cordon reprenant en forme originelle à spires jointives lorsque la traction est relâchée, en raison de l'élasticité de la gaine. 1 * 916.1G9, 1.135.524 and 1.164.898 of extensible cords comprising an elastic outer sheath and a core composed of flexible insulated electrical conductors with textile stuffing, the outer sheath being conformed to the body in a helix with contiguous turns, so as to allow significant extensibility by pulling the cord with spacing of the turns, the cord resuming in original shape with contiguous turns when the traction is released, due to the elasticity of the sheath.
La demande de brevet français N0 79 10250, publiée sous le Nb 2.455s296, décrit un cordon du meme genre, mais avec une fibre optique en remplacement des conducteurs électriques. Selon cette demande une gaine tubulaire constituée d'un tube intérieur en polyéthylène et d'un revêtement externe er polychiorure de vinyle ménage un canal interne où passe librement une fibre optique. La gaine est ensuite spiralée à spires jointives sur un mandrin, et étuvée jusqu'à conserver la forme en hélice à spires jointives. French patent application N0 79 10250, published under Nb 2.455s296, describes a cord of the same kind, but with an optical fiber to replace the electrical conductors. According to this request, a tubular sheath consisting of an inner polyethylene tube and an outer coating of polyvinylchloride provides an internal channel through which an optical fiber passes freely. The sheath is then spiraled into contiguous turns on a mandrel, and steamed until it retains the helical shape with contiguous turns.
D'après les enseignements de cette demande, le tube intérieur en polyéthylène est destiné à résister à l'écrasement afin que la fibre optique ne soit pas pincée dans le canal interne lors des déformations du cordon. I1 est néces saire en effet que la fibre optique ne soit pas soumise à des efforts importants de traction, ni à des flexions sur un rayon trop faible. Or la conformation en hélice permet des extensions globales considérables, avec cependant pour les fibres intérieures du cordon des déformations correspondant à de faibles variations du rayon de courbure et a des torsions et des variations longitudinales d'une importance de second ordres On conçoit que la fibre optique libre dans le canal central de la gaine conformée en hélice puisse ne subir que peu de déformations dommageables. According to the teachings of this application, the inner polyethylene tube is intended to resist crushing so that the optical fiber is not pinched in the internal channel during deformation of the cord. It is neces sary indeed that the optical fiber is not subjected to significant tensile forces, nor to bending on a radius too small. However, the helical conformation allows considerable overall extensions, with however for the interior fibers of the cord deformations corresponding to small variations in the radius of curvature and to twists and longitudinal variations of a second order importance. It is conceivable that the fiber free optics in the central channel of the helically shaped sheath can undergo only little damaging deformation.
I1 était d'ailleurs connu antérieurement de disposer des fibres optiques en trajets hélicoidaux dans des câbles, en leur ménageant une certaine liberté de déplacement, afin d'éviter des ruptures des fibres sous l'effet de traction ou de flexion des câbles. I1 was also known previously to have optical fibers in helical paths in cables, providing them with a certain freedom of movement, in order to avoid breakage of the fibers under the effect of traction or bending of the cables.
Cependant, dans le cordon extensible selon la demande précitée où les conséquences de l'allongement du cordon sont palliées par une grande liberté de déplacement de la gaine1 cette grande liberté de déplacement impose en contrepartie certaines restrictions. Il serait imprudent de disposer dans le cordon plusieurs fibres optiques, et/ou des conducteurs électriques. Les frottements réciproques des conducteurs, tant optiques qu'électriques, ou leurs coincements pourraient conduire à des ruptures de fibres optiques. However, in the extensible cord according to the aforementioned application where the consequences of the lengthening of the cord are offset by a great freedom of movement of the sheath1 this great freedom of movement imposes in return certain restrictions. It would be unwise to have several optical fibers and / or electrical conductors in the cord. The reciprocal friction of the conductors, both optical and electrical, or their jamming could lead to breakage of optical fibers.
Par ailleurs on peut se demander si dans un cordon à fibre unique, cette dernière ne risque pas d'être endommagée par des concentrations de contraintes en ses contacts avec la gaine tubulaire, ou par des vibrations, qui feraient entrer en résonance une longueur de fibre optique dans la gaine.Furthermore, it is questionable whether in a single fiber bead, the latter is not likely to be damaged by concentrations of stresses in its contacts with the tubular sheath, or by vibrations, which would bring a length of fiber into resonance. optic in the sheath.
De plus les jonctions de la fibre optique aux extrémités du cordon sont délicates, étant donné que la fibre n'est arrêtée en aucun point de la gaine, et est susceptible d'être tirée sur toute sa longueur.In addition, the junctions of the optical fiber at the ends of the cord are delicate, since the fiber is not stopped at any point of the sheath, and is capable of being drawn over its entire length.
La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients et vise, d'une part, à éviter tout contact d'une fibre optique aussi bien avec la gaine extérieure qu'avec d'autres conducteurs optiques et/ou électriques disposés, le cas échéant, dans la même gaine, et, d'autre part, à répartir de façon optimale tout au long des fibres optiques les efforts qui leur sont appliqués, lors du spiralage en hélice du cordon, puis en service, et à placer ces fibres dans un état de contraintes de compression essentiellement. The object of the present invention is to overcome these drawbacks and aims, on the one hand, to avoid any contact of an optical fiber both with the outer sheath and with other optical and / or electrical conductors arranged, where appropriate. , in the same sheath, and, on the other hand, to distribute optimally throughout the optical fibers the forces applied to them, during helical spiraling of the cord, then in service, and to place these fibers in a state of compression stresses essentially.
L'invention propose à cet effet un cordon extensible à fibres optiques, du genre comportant une fibre optique à l'intérieur d'une gaine extérieure formée au moins-partiellement en une matière thermoplastique élastique conformée en hélice, ce cordon, adapté à résister 0 son enlatisscment, étant caractérisé en ce que ladite gaine extérieure enferme une mousse souple de bourrage extrudée sur au moins une fibre optique. The invention provides for this purpose an extensible bead with optical fibers, of the kind comprising an optical fiber inside an outer sheath formed at least partially in an elastic thermoplastic material shaped helically, this bead, adapted to resist 0 its enlatisscment, being characterized in that said outer sheath encloses a flexible foam stuffing extruded on at least one optical fiber.
Grâce à sa souplesse, et contrairement aux matières textiles de bourrage utilisées dans l'art antérieur en association avec des conducteurs électriques, la mousse dont, selon l'invention, une fibre optique est entourée au sein d'un cordon encaisse les concentrations de contraintes dont la gaine du cordon peut être le siège, et assure ainsi un lissage des contraintes exercées le long de la fibre optique. Thanks to its flexibility, and unlike the textile stuffing materials used in the prior art in association with electrical conductors, the foam of which, according to the invention, an optical fiber is surrounded within a cord collects the stress concentrations whose sheath of the cord can be the seat, and thus ensures a smoothing of the stresses exerted along the optical fiber.
Cette mousse adhère aux fibres et les maintient axialement, éventuellement en les comprimant ; elle est bien sûr à même de préserver une fibre optique de tout contact avec un autre conducteur optique ou électrique disposé le cas échéant dans la même gaine. Cette fonction de positionnement des conducteurs facilite en outre l'identification de ces derniers aux deux extrémités du cordon.This foam adheres to the fibers and keeps them axially, possibly by compressing them; it is of course capable of preserving an optical fiber from any contact with another optical or electrical conductor disposed if necessary in the same sheath. This function of positioning the conductors further facilitates the identification of the latter at the two ends of the cord.
Dans la mesure où la gaine est elle-mgme extrudée autour de la mousse l'invention propose par ailleurs de fabriquer un cordon extensible du type précité-en une seule opération, au moyen d'une filière combinée alimentée de deux côtés. Insofar as the sheath is itself extruded around the foam, the invention also proposes to manufacture an extensible bead of the aforementioned type in a single operation, by means of a combined die supplied from two sides.
D'autres objets, caractéristiques et avantages ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple, en regard du dessin annexé sur lequel
la figure 1 est une vue latérale d'un cordon extensible selon l'invention en configuration rétractée de repos
la figure 2 est une vie en coupe d'un cordon extensible à quatre fibres optiques et deux conducteurs électriques.Other objects, characteristics and advantages emerge from the description which follows, given by way of example, with reference to the appended drawing in which
Figure 1 is a side view of an extensible cord according to the invention in the retracted resting configuration
Figure 2 is a sectional life of an extensible cord with four optical fibers and two electrical conductors.
Au repos un cordon extensible 10 à fibres optiques selon l'invention comporte deux extrémités 11 et 12 sensiblement rectilignes entre lesquelles il est conformé en une hélice 13 à spires 14 jointives. Ces dernières sont de mêmes dimensions et admettent couramment un rayon de courbure sensiblement supérieur au diamètre du cordon 10 de manière à ne pas y faire apparaître de contraintes de flexion trop importantes. At rest, an extendable cord 10 with optical fibers according to the invention has two substantially straight ends 11 and 12 between which it is shaped as a helix 13 with contiguous turns 14. The latter are of the same dimensions and commonly admit a radius of curvature substantially greater than the diameter of the bead 10 so as not to cause excessive bending stresses to appear there.
La figure 2 représente un cordon extensible 10 du type précité dans lequel sont représentées, à titre d'exemple, quatre fibres optiques 20 et deux conducteurs électriques 30. Les fibres optiques 20 sont de façon classique entourées d'un revêtement 21 de protection et de réflexion adapté à éviter toute fuite latérale de lumière. De manière également connue les conducteurs électriques sont entourés d'une couche isolante 31o Ces conducteurs peuvent être torsadés ou parallèles. FIG. 2 represents an extensible cord 10 of the aforementioned type in which are represented, by way of example, four optical fibers 20 and two electrical conductors 30. The optical fibers 20 are conventionally surrounded by a protective coating 21 and reflection suitable for avoiding any lateral light leakage. Also in known manner, the electrical conductors are surrounded by an insulating layer 31o. These conductors can be twisted or parallel.
Selon l'invention ces conducteurs optiques et électriques sont noyés dans une mousse synthétique souple aérée 40, recouverte d'une gaine protectrice 50. According to the invention, these optical and electrical conductors are embedded in a ventilated flexible synthetic foam 40, covered with a protective sheath 50.
Un cordon selon l'invention doit résister à l'aplatissement. I1 doit en outre être adapté à être stabilisé en une forme hélicoldale, et comporte généralement à cet effet une partie thermoplastique. I1 doit enfin comporter extérieurement un matériau de protection adapté à résister au mieux aux conditions d'environnement lors de la mise en forme puis du service, et/ou satisfaire à des conditions tactiles ou esthétiques. A bead according to the invention must resist flattening. I1 must also be adapted to be stabilized in a helical shape, and generally comprises for this purpose a thermoplastic part. I1 must finally contain externally a protective material adapted to better resist the environmental conditions during the shaping and then the service, and / or satisfy tactile or aesthetic conditions.
Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 2, la mousse 40 est élaborée en-une matière adaptée à résister à l'aplatissement tandis que la gaine 50 est réalisée en un matériau de protection de type thermoplastique. On choisit à cet effet pour la mousse de bourrage 4o une mousse synthétique à pores fermés, de préférence du polyéthylène expansé ou du polyuréthane en mousse à pores fermés tandis que la gaine extérieure est par exemple réalisée en PVC, en polyéthylène ou en polyuréthane. I1 est entendu que cette liste de matériaux n'est pas limitative. In the embodiment illustrated in Figure 2, the foam 40 is made of a material adapted to resist flattening while the sheath 50 is made of a protective material of the thermoplastic type. For this purpose, for the stuffing foam 4o, a synthetic foam with closed pores is chosen, preferably expanded polyethylene or polyurethane in closed pore foam, while the outer sheath is for example made of PVC, polyethylene or polyurethane. It is understood that this list of materials is not exhaustive.
L'invention préconise tout particulièrement de fabriquer un cordon du type précité en une seule étape de double extrusion en faisant passer un faisceau de conducteurs optiques et/ou électriques en nombres appropriés dans une tête bloc commune d'extrusion à deux extrudeuses, ou filière combinée alimentée de deux côtés, la première extrudeuse débi tant la matière souple de bourrage et la seconde extrudeuse filant quasi-simultanément la gaine externe de protection. The invention particularly recommends manufacturing a cord of the aforementioned type in a single step of double extrusion by passing a bundle of optical and / or electrical conductors in suitable numbers through a common block head of extrusion with two extruders, or a combined die. supplied from two sides, the first extruder delivers the flexible stuffing material and the second extruder almost simultaneously spins the external protective sheath.
En vue d'obtenir pour le bourrage une mousse à pores fermés, on injecte avant extrusion des bulles de gaz dans la matière de mousse choisie.In order to obtain a closed-pore foam for stuffing, gas bubbles are injected into the chosen foam material before extrusion.
Le cordon ou câble ainsi obtenu est ensuite enroulé sur un mandrin de dimensions approprines avant de subir un trai- tement thermique le stabilisant dans sa forme hélicoldale. The cord or cable thus obtained is then wound on a mandrel of appropriate dimensions before undergoing a heat treatment stabilizing it in its helical shape.
Dans le cas où le cordon ne comporte aucun conducteur électrique et ou le mandrin de spiralage est isolant, en fibres de verre massif par exemple, l'invention préconise tout particulièrement de procéder à étuvage du cordon après spiralage dans un four à micro-ondes, ce qui accélère le processus de traitement et raccourcit les temps de fabrication. In the case where the cord does not comprise any electrical conductor and where the spiraling mandrel is insulating, made of solid glass fibers for example, the invention particularly recommends steaming the cord after spiraling in a microwave oven, which speeds up the processing process and shortens manufacturing times.
I1 est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre indicatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'intention. It is understood that the above description has been given for information only and that numerous variants can be proposed by those skilled in the art without departing from the scope of the intention.
En particulier l'invention couvre également le cas où la gaine est dédoublée en une couche externe de protection et une couche interne thermoplastique adaptée à se stabiliser en une configuration hélicoidale, ou le cas où la gaine est adaptée par une doublure interne de renforcement à résister à l'aplatissement et où la mousse fil'a plus à assurer que les fonotions d'amortissement des déformations et de positionnement des divers conducteurs. In particular, the invention also covers the case where the sheath is split into an external protective layer and an internal thermoplastic layer adapted to stabilize in a helical configuration, or the case where the sheath is adapted by an internal reinforcement lining to resist flattening and where the foam has more to ensure that the concepts of damping deformations and positioning of the various conductors.
Claims (8)
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