Brevet FR2274542A1 — publié le 19760109

L'invention se rapporte aux cables et autres organes allongés et souples tels que des conducteurs électriques et des tuyaux flexibles, qu'on appellera également cibles dans ce qui suit, et concerne leur enroulement sur des tambours tels que des tambours de treuils, a1 enrouleurs ou des tambours magasins. Elle s'applique notamment aux treuils de papillonnage, de tirage, de levage* de halage, de forage, aux treuils océanographiques, mais peut s'appliquer aussi aux tuyaux souples servant à alimen, ter en huile sous pression les dispositifs hydrauliques de forage pétrolier en mer, ainsi que, par exemple, aux cibles coaxiaux de caméras de télévision sous-marines suspendues ou aux tuyaute- ries d'alimentation d'outils de travaux publics à partir d'une centrale hydraulique. Dans les installations de travail en mer, on emploie couramment des câbles de très grande longueur, 1.000 mètres par exemple, et donc d'un prix très élevé. lorsque le câble est soumis à de faibles efforts, à de faibles vitesses, ou doit assurer un fonctionnement sans astreinte particulière, on peut, à la rigueur, enrouler le cible sur un tambour sans prendre de précautions spéciales et le fonctionnement est convenable.Par contre, pour des efforts plus importants, ciest-à-aire lorsque le cable doit assurer par exemple une fonction de levage ou de halage ou supporter un outil en plus de son poids propre lors de 1'enroulement du cable, les spires de cible des couches successives tendent à s'insérer dans les intervalles qui subsistent entre les spires des couches qui leur sont immédiatement sousjacentes. Il en rdsulte des coincements du cible qui peuvent être irréversibles et nécessiter son dégagement par sectionnement au chalumeau de la zone coincée ou, tout au moins, peuvent amener une détérioration du cible à la longue par coincements successifs. Ce risque existe également pour des cibles soumis à de faibles efforts mais dont le coflt élevé nécessite un enroulement parfait ; ctest le cas notamment des enroulements de cibles coaxiaux de caméras de télévision sous-marines suspendues. La présente invention permet d t éviter ces inconvénients en assurant un rangement impeccable du câble sur le tambour de telle façon que les spires restent parfaitement jointives, et cela sur toutes les couches de 11 enroulement. A cet effet, selon l'invention, on enroule le cible sur le tambour de façon que chaque spire comprenne une portion circulaire s'étendant sur la majeure partie de sa circonférence et raccordée à une spire voisine par une courte portion dévoyée, et que les portions circulaires des spires formant les deux extrémités de chaque couche de l'enroulement soient placées respectivement contre les flasques adjacents du tambour. Selon une particularité de l'invention, le câble en cours d'enroulement est guidé par un organe qui se déplace pas à pas le long du tambour en rotation et dont le mouvement est commandé par un dispositif à programme en synchronisme avec la rotation du tambour, de manière que l'organe guide-câble reste immobile pendant la majeure partie de chaque révolution du tambour et ee déplace sur une distance égale au diamètre du câble pendant que le tambour complète sa révolution. Cependant, pour l'enroulement de la dernière spire de chaque couche, l'organe guide-cable reste immobile pendant une révolution supplémentaire avant de se déplacer d'un pas dans le sens qui l'écarte du flasque adjacent à cette dernière spire. Dans un mode de réalisation, l'organe guidecsAble est asservi en position à un palpeur qui suit une voie de guidage, par exemple une rainure, tracée sur un cylindre tournant en synchronisme avec le tambour, de préférence à vitesse réduite dans le rapport 1/2. L'invention comprend aussi un appareil comportant un tel guide-cable La description qui va suivre en regard des dessins annexa donnés a titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant desdessinsque du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention - la figure 1 est une vue en plan d'un apparéil selon l'invention, - la figure 2 est une vue en élévation prise selon la flèche II de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupq selon la ligne III-III de la figure 2. - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3, - la figure 5 est une vue développée du cylindre portant la voie de guidage du palpeur auquel est asservi 1 'organe guide-cable, - les figures 6 et 7 sont des vues analogues respectivement aux figures 2 et 3, montrant un autre mode de réa li station On voit sur les figures 1 à 3 un cible 1 en cours d'enroulement sur un tambour 2 muni de deux flasques 3, 4 et entraSné en rotation dans le sens de la flèche 5 par des moyens non représentés. De façon bien connue, l'extrémité du cable I passe dans une lumière 6 traversant le flasque 3 et est fixée en A à la face extérieure de celui-ci. Le cable arrive donc obliquement sur ce tambour: le cabale est incurvé en D et rangé contre la face intérieure du flasque 3, de façon que l'enroulement de la première spire 7 se fasee contre ce flasque pendant un peu noins d'un tour, entre le point D et un point E situé en regard de la lumière 6. La portion oblique B D du câble 1 (B étant le point où l'axe du câble franchit la lumière 6) est ainsi suivie d'une portion circulaire 3 E de la première spire 7, cette portion circulaire étant placée dans un plan parallèle aux flasques et perpendiculaire à l'axe de rotation du tambour.Au point E, le câble est dévoyé latéralement jusqu'en F vers la gauche de la figure 1,d'un pas égal à son diamètre, puis rangé contre la portion D E de la première spire 7, jusqu'en E', où il est de nouveau dévoyé d'un pas égal à son diamètre jusqu'en F', et ainsi de suite. Le trajet E F épouse tres sensiblement le trajet B D, et le vide entre les portions B D ct X F est très petit et pratiquement néglieable, La première spire 7 comprend la portion circulaire B E qui s'étend sur la majeure partie de sa circonférence et qui se raccorde par la courte portion dévoyée E F à la seconde spire 8. Celle-ci comprend la portion circulaire F ' qui s'étend sur la majeure partie de sa circonférence et qui se raccorde à la spire suivante par la courteportion dévoyée E' F'. Chacune des spires qui suivent la première comporte ainsi une portion circulaire rangée contre la portion circulaire de la spire précédente, et une portion dévoyée rangée contre la portion dévoyée de la spire précédente.Il n'existe donc entre les spires aucun vide où les spires de la couche située au-dessus puissent venir se coincer; elles ne risquent pas non plus de se coincer dans le très petit espace existant entre les portions B D et E F. la portion dévoyée de 1' avant-dernière spire 9 de la première couche aboutit en F'1 contre le flasque 4, et la dernière spire 10 est rangée sur toute sa circonférence contre ce flasque 4. Cette dernière spire 10 comprend une portion circulaire suivie d'une portion dévoyée radialement qui aboutit au-dessus du point F". Le tambour continuant à tourner. le cable commence la première spire 11 de la seconde couche, qui comprend encore une portion circulaire rangée contre le flasque 4 et une portion G H dévoyée latéralement d'un pas égal au diamètre du câble, mais cette fois-ci vers la droite de la figure 1. Cette première spire Il est suivie d'une seconde spire 12 qui comprend une portion circulaire H G' parallèle au flasque 4 et une portion dévoyée G' H', et ainsi de suite, toutes les spires de la seconde couche étant rangées les unes contre les autres comme celles de la première couche. L'enroulement de la seconde couche se poursuit jusqu'au flasque 3, où le processus de renversement décrit ci-dessus lors de l'arrivée du câble au contact du flasque 4 se reproduit. Le câble amorce et poursuit l'enroulement d'une troisième couche vers le flasque 4, et ainsi de suite. On peut ainsi enrouler autant de couches qu'il est nécessaire, sans qu'il existe entre les spires aucun intervalle où les spires placées au-dessus risquent de se coincer. L'enroulement décrit ci-dessus est réalisé à l'aide du dispositif représenté sur les figures 1 à 5, qui comprend essentiellement u organe guide-câble 13 et des moyens pour le déplacer pas à pas le long du tambour 2, en synchronisme avec la rotation de celui-ci. l'organe guide-cable 13 est constitué par une paire de rouleaux verticaux 14, 15 montés sur un chariot 16 comportant un palier 17 qui peut coulisser le long d'un arbre cylindrique 18 parallèle au tambour 2, et un écrou 19 qui est engagé sur un arbre fileté 20 parallèle à l'arbre 18 et au tambour 2. L'écartement entre les rouleaux verticaux 14, 15 est égal au diamètre du cabale 1, et le chariot 16 supporte en outre, au niveau de la base de ces rouleaux verticaux, un rouleau horizontal 21. l'arbre cylindrique 18 est entraSné en rotation par une transmission à chape 22, à une vitesse égale à la moitié de la vitesse de rotation du tambour 2. A la périphé- rie de cet arbre cylindrique 18 est taillée une rainure 23 dans laquelle est engagé un palpeur 24 auquel le chariot 16 est asservi en position par des moyens qui seront décrits plus loin. Compte tenu-du fait que l'arbre cylindrique 18 tourne deux fois moins vite que le tambour 2, la rainure 23 définit le trajet que doit suivre le câble 1 pour réaliser 1 'enroulement décrit plus haut et représenté sur la figure 1. À cet effet, comme le montre la vue développée de la figure 5, la rainure comprend, en partant du point D, origine de la première spire 7, une section en arc de cercle D1E1 qui s'étend sur un peu moins d'un demi cercle et correspond à la portion D E de la première spire, une section dévoyée E1 F1 qui correspond à la courte portion E F de cette première spire, une seconde section en arc de cercle P1+ Et1 et une seconde section dévoyée E'1F'1 qui correspondent à la seconde spire 8, et ainsi de suite. Au point B" de 1' avant-dernière spire 9 de la première couche correspond un point F"1 formant l'extrémité d'une dernière section dévoyée vers la gauche de la figure 5. ce ce point F"1 part une section de rainure F"1G1 qui s'étend sur un peu moins que la circonférence de l'arbre cylindrique 18 et quicorepond aux spire 10 et 11. La section G1 H1 est dévoyée vers la droite de la figure et correspond à la portion G H de la spire 11, les sections H1G'1 et G1, H1 correspondent à la spire 12, et ainsi de suite. A la dernière spire de la seconde couche et à la première spire de la troisième couche, qui doivent être rangées contre le flasque 3, correspond une section circulaire de la rainure s'étendant sur un peu moins que la circonférence de l'arbre 18 et aboutissant au point Ei. Dans le mode de réalisation représenté, le palpeur 24 est le palpeur de la tête de lecture 25 d'un lecteur hydraulique 26 qui assure l'asservissement du chariot 16 par l'entremise d'un moteur hydraulique 27 et de l'arbre fileté 20. Le lecteur hydraulique 26 est d'un type bien connu, utilisé couramment dans les appareils de reproduction qui équipent les machines-outils; pour cette raison, il ne parait pas utile de le décrire en détail. Le lecteur hydraulique 26 et sa tête de lecture 25 sont supportés par le chariot 16. Le lecteur actionne un distributeur non représenté qui commande l'énergie hydraulique fournie au moteur 27 par une pompe non représentée. Le moteur 27 entrstne en rotation l'arbre fileté 2C par une transmission à chaîne 28. L'écrou 19 est immobilisé en rotation dans le chariot 16, de sorte que la rotation de l'arbre fileté 20 provoque un mouvement de translation du chariot parallèlement à cet arbre fileté et au tambour. Lorsque le palpeur 24 parcourt une section circulaire, telle que D1 E1 ou H1 G' de la rainure 23, la tête de lecture 26 maintient fermé le distributeur non représenté qui commande l'alimentation du moteur 27. Le chariot 16 reste donc immobile, de sorte que le câble 1 s'enroule sur le tambour 2 suivant une portion circulaire de spire telle que D E ou H G'. Lorsque le palpeur 24 parcourt une section dévoyée telle que E1 F1 ou G1 H1 la tête de lecture 26 commande le distributeur non représenté de façon à alimenter le moteur 27 pour que celui-ci tourne dans le sens, à la vitesse et pendant la durée requis pour faire avancer le chariot 16 d'un pas correspondant à une portion dévoyée de spire, telle que E F ou G H. Pendant les périodes d'arrêt du chariot, c'est-à-dire lorsque la tête de lecture 6 maintient le distributeur fermé, la pompe non représentée remplit un accumulateur hydraulique non représenté; celui-ci libère le fluide hydraulique qutil contient pendant les périodes actives du chariot, c'est-àdire lorsque le chariot avance d'un pas. Les figures 6 et 7, sur lesquelles les éléments jouant le m8me rôle que sur les figures précédentes sont désignés par les mêmes références, montrent un mode de réalisation qui ne diffère du précédent que par le dispositif de commande du mouvement du chariot 16. L'arbre fileté 20 et l'écrou 19 des figures précédentes sont remplacés par une glissière 20a sur laquelle coulisse un palier 19a du chariot et par un vérin à double action 27a alimenté directement par le distributeur non représenté qui est commandé par la tette de lecture 2G. Le moteur hydraulique 27 est supprimé. Le dispositif fonctionne de la manière déjà décrite, la tête de lecture 26 commandant les mouvements pas à pas du chariot 16 par l'entremise du vérin 27a au lieu de les commander par l'entremise du moteur 27 et de l'arbre fileté 20. il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et qu'on pourrait les modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques sans sortir pour cela du cadre de l'invention. En particulier, le mouvement du chariot pourrait être obtenu par un moyen autre qu'une vis ou un vérin, par exemple par un moteur pas à pas. Le lecteur hydraulique pourrait entre remplacé par un lecteur d'un autre type, par exemple magnétique ou photo-électrique. La rainure ou voie de guidage pratiquée ou tracée sur un cylindre tournant pourrait être remplacée par un dispositif à programme d'un autre type. Dans le cas d'un petit treuil et d'un cable soumis à un effort peu important pendant son enroulement sur le tambour, le mouvement du chariot pourrait être commandé directement par une came, par exemple par la rainure 23,'le palpeur 24 entraînant directement le chariot en parcourant cette rainure 23. RE VEN D I C ATIO N S 1. Perfectionnement à l'enroulement d'un cible sur un tambour, consistant à former des spires comprenant chacune une portion circulaire s'étendant sur la majeure partie de sa circonférence et raccordée à une spire voisine par une courte portion dévoyée, ct à placer contre les flasques du tambour les portions circulaires des spires formant respectivement les extrémités adjacentes de l'enroulement. 2. Perfectionnement selon la revendication 1 dans lequel le cible en cours d'enroulement est guidé par un organe guide-cable, caractérisé en ce qu'on déplace cet organe pas à pas le long du tambour en rotation en synchronisme avec celui-ci, de manière à le maintenir immobile pendant la majeure partie de chaque révolution du tambour, et à le déplacer d'un pas sur une distance égale au diamètre du câble pendant que le tambour complète sa révolution, sauf pour l'enroulement de la dernière spire de chaque couche, pour lequel on maintient ledit organe immobile pendant une révolution supplémentaire avant de le déplacer d'un pas dans le sens qui l'écarte du flasque adjacent à cette dernière spire. 3. Perfectionnement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe guide-cable est déplacé selon un programme établi à l'avance. 4. Appareil pour la mise en oeuvre du perfectionnement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le programme est réalisé par une rainure ou autre voie de guidage pratiquée ou tracée 9ur un cylindre tournant en synchronisme avec le tambour, et que des moyens sont prévus pour asservir en position l'organe guide-cable à un palpeur astreint à suivre ladite rainure ou voie de guidage 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la vitesse de rotation du cylindre est la moitié de celle du tambour. 6. Appareil selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que le palpeur fait partie d'une tête de lecture hydraulique, magnétique ou photo-électrique qui assure l'asservissement de l'organe guide-cable par l'entremise d'un dispositif d'entrainement de cet organe. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que ce dispositif d'entratnement comprend un moteur actionnant un arbre fileté engagé dans un écrou solidaire de l'organe guide-cble. 8. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif d'entrafnement comprend un vérin. 9. Appareil selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que la rainure ou voie de guidage forme une came sur laguelle le palpeur, solidaire de l'organe guide-câble, s'appuie pour entrainer directement cet organe.