Brevet FR2136892A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne les câbles en acier, et plus particulièrement les câbles à âme d'acier, ainsi que les procédés de fabrication de ces câbles. L'invention s'applique aux câbles qui, au cours de leur utilisation, sont soumis à des efforts de traction, de torsion et de flexion exigeant une bonne souplesse du câble. On a déjà proposé des câbles en acier destinés à être utilisés dans ces conditions. On connaît des câbles en acier constitués par plusieurs torons extérieurs à couches multiples, torsadés à partir de fils métalliques de même diamètre se trouvant en contact partiel entre eux, lesdits torons extérieurs étant enroulés autour d'une âme constituée par un toron analogue aux torons extérieurs. Quand un tel câble est soumis à des efforts de traction, de torsion ou de flexion, les contraintes se répartissent d'une façon irrégulière entre les éiéments du câble. Les torons extérieurs, grâce à leur double hélice d'enroulement, ont la possibilité, en présence de charges axiales et de torsion, de s'allonger plus que l'amie enroulé en hélice simple. I1 en résulte que les fils de l'âme encaissent une plus forte charge spécifique que les fils des torons extérieurs. Aux points de contact entre les torons extérieurs et les fils de l'âme, il se produit une concentration élevée des contraintes entraînant une usure de fatigue rapide du câble. Afin de réduire les contraintes de contact entre les fils, on a réalisé les torons du câble de manière à obtenir un contact linéaire entre les fils. Dans ce cas, ie contact linéaire est obtenu grâce à l'enroulement simultané de tous les fils des torons à couches multiples avec un pas d'enroulement identique dans les couches. Pour transmettre aux torons une rigidité suffisante, et pour assurer un contact linéaire uniforme entre les fils tout le long du câble, les torons sont exécutés en fils de différents diamètres alternants Grâce à une telle exécution, on réussit à augmenter la surface de contact entre les fils, et les contraintes de contact se répartissent dans les torons d'une façon plus régulière. Cependant ceci ne permet pas d'éviter l'irrégularité d'allongement de l'âme et des torons extérieurs au cours de la traction et de la torsion du câble. On a pu obtenir une réduction relative de cette irrégularité grâce à l'utilisation dans le câble, d'une âme dans laquelle la structure des torons était conçue de la même manière que celle de l'ensemble du câble. Mais par suite de la différence de diamètre et de pas d'enroulements des torons de l'âme et des torons extérieurs du câble, résultant du fait que dans ce cas l'âme et l'ensemble du câble sont enroulés l'un après l'autre au cours d'opérations technologiques séparées, l'élimination complète de l'irrégularité d'allongement de l'âme et des torons extérieurs nTest pas obtenue. En outre, dans un tel câble les torons de l'âme se trouvent en contact ponctuel avec les torons extérieurs du câble, ce qui provoque une concentration élevée des contraintes aux points de contact. Un autre inconvénient des câbles connus réside dans le fait que les contraintes de traction et de torsion auxquelles est soumise l'âme à torons multiples sont réparties d'une façon irrégulière entre les torons. Quand le nombre de torons dans le noyau est supérieur à trois, l'un des torons se place nécessairement au centre et est par conséquent soumis à des efforts de traction et de torsion plus importants que les autres torons de l'âme. La combinaison des inconvénients mentionnés ci-dessus provoque une usure intense du câble, ainsi qu'une réduction de sa résistance mécanique. Be but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients mentionnés. I1 s'agissait donc de mettre au point un câble dans lequel la structure de l'âmé et sa disposition par rapport aux torons/térieurs assureraient un allongement et une sollicitation uniformes de tous les torons du câble en présence d'efforts de traction et de torsion, une réduction des contraintes de contact et une répartition régulière de celles-ci entre l'âme eties torons extérieurs du câble. Ce prohlème est résolu, selon l'invention, en ce que les torons de l'âme du câble sont tous de diamètre identique et sont constitués par des fils métalliques qui se trouvent en contact linéaire entre eux, sont torsadés avec un pas d'enroulement égal au pas d'enroulement des torons extérieurs du câble, et sont disposés en contact linéaire avec ces derniers, l'angle d'hélice des fils métalliques des torons de l'âme et des torons extérieurs du câble dans leurs zones le contact étant identique aussi bien en valeur qu'en direction. lie câble proposé est exécuté par torsadage simultané des torons extérieurs du câble et des torons de l'âme. 1 t avantage de l'invention réside dans le fait que l'interaction linéaire entre l'âme et les torons extérieurs, et entre les fils des torons de l'âme, permet d'augmenter de 10 % en moyenne la résistance mécanique du câble, ou encore d'utiliser dans le câble des fils dont la résistance à la rupture est 2 en moyenne de 20 kgf/mm2 inférieure à celle des câbles connus, tout en assurant la résistance mécanique totale requise du câble. Un autre avantage de l'invention réside dans la réduction des travaux' nécessaires à la fabrication du câble grâce à la réduction du nombre d'opérations technologiques, car le torsadage des torons extérieurs et des torons de l'âme est réalisé simultanément. Encore un autre avantage de l'invention réside dans le fait que la durée de vie du câble proposé est de 2,5 fois supérieure à celles des câbles connus. Ci-dessous est donnée la description détaillée d'un exemple non limitatif de réalisation de l'invention, avec références aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente le câble proposé, vu en coupe transversale - la figure 2,une vue d'ensemble du dispositif pour la fabrication du câble selon l'invention - la figure 3, un gabarit de répartition en deux rangées utilisé pour la fabrication du câble conforme à l'invention. Comme on le voit sur la figure i, le câble est constitué par une âme 1, comportant trois torons 2, 3, 4 de même diamètre, chacun de ceux-ci étant torsadé à partir de fils distincts 5 en contact linéaire entre eux. Sur l'âme 1 sont enroulés trois torons extérieurs 6 et trois torons extérieurs alternants 7. lies torons 6, comme on le voit sur la figure 1, ont un plus faible diamètre que les torons 7, mais peuvent aussi avoir le même diamètre que ces derniers. les torons 6, de même que les torons 7, comportent une couche intérieure 8 constituée par des fils de même diamètre, et une couche extérieure 9 constituée. par des fils d'au moins deux diamètres différents alternants. lies torons 6 et 7 sont enroulés sur l'âme 1 en étant mis en contact linéaire avec les torons de l'âme. lies pas d'enroulement de l'âme et des torons extérieurs du câble sont identiques. ha particularité de la fabrication du câble consiste en ce que les torons 2,3 et 4 de l'âme 1 et les torons extérieurs 6 et 7 du câble sont enroulée sinultanément, au cours d'une seule opération technologique. ha disposition correcte des torons dans le câble est obtenue grâce à l'utilisation, au cours du torsadage, d'un gabarit 10 de répartition en deux rangées (figure 2) et de douilles de séparation 11. lis gabarit 10 est fixé au rotor dtune bobineuse 12 et tourne avec ce dernier. Sur le gabarit 10 sont percés des orifices 13 (figure 7) régulièrement répartis sur son pourtour extérieur et dont le diamètre est légèrement supérieur à celui des torons extérieurs 6 et 7 du câble afin d'assurer le passage libre de ces derniers. Sur le pourtour interne du gabarit, disposé concentriquement à son pourtour externe, sont disposés d'une façon régulière et en nombre égal à celui des torons de l'âme, des orifices 14 dont le diamètre est légèrement supérieur à celui des torons 2, 3 et 4 de l'âme. Pour prévenir la sortie des torons 2 3 et 4 de l'âme à la surface du câble, ainsi que la tombée des torons extérieurs 6 et 7 à l'intérieur pendant la fabrication du câble, les cônes formés par les torons de l'âme et les torons extérieurs sont séparés l'un de l'autre par des douilles de séparation 11. Le câble 15 (figure 2) à former est figé à l'endroit où s'amorce le torsadage par des coussinets de serrage 16. lies sens d'enroulement des torons de l'âme et des torons extérieurs du câble sont mutuellement opposés Pendant l'utilisation du câble, les torons, sous l'action de la charge 'appliquée au câble, sont soumis à des contraintes de traction et de torsion, ainsi qu'à des contraintes de flexion sur les poulies et à des contraintes de contact aux points de contact entre eux et avec les gorges des poulies. Sous l'action des efforts de traction et de torsion, tous les torons du câble, grâce au pas d'enroulement identique des torons et à leur adhérence mécanique mutuelle élevée résultant de leur contact linéaire, s'allongent, de façon identique. C'est pourquoi la charge exercée sur chaque toron est régulièrement répartie pendant toute la durée de travail du câble. Grâce au contact linéaire entre les fils métalliques et les torons, le câble obtenu est doué d'une résistance mécanique élevée, ce qui le rend moins sujet aux modifications de forme au cours du processus transistoire de passage du câble sur les poulies. Pendant l'utilisation du câble les contraintes de contact sont réparties d'une façon uniforme sur toute la surface de contact mutuel des éléments du câble Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVENI > ICAT IONS 1. Câble en acier, du type comportant des torons extérieurs à couches multiples, constitués par des fils métalliques alternants de diamètres différents, qui sont enroulés de manière à se trouver en contact linéaire mutuel, lesdits torons extérieurs étant disposés autour d'une âme constituée par plusieurs torons, caractérisé en ce qwe les torons de l'âme sont dè même diamètre, sont constitués par des fils métalliques se trouvant en contact linéaire mutuel, sont torsadés avec un pas d'enroulement égal à celui desdits torons extérieurs du câble, et sont disposés en contact linéaire avec ces derniers. 2. Câble en acier suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'hélice des fils métalliques des torons de l'âme et des torons extérieurs du câble dans leurs zones de contact est identique en valeur et en direction. 3. Procédé de fabrication du câble suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les torons extérieurs du câble et les torons de l'âme sont torsadés simultanément.