Brevet FR2301735A1 — publié le 19760917

La présente invention concerne un dispositif modulas teur de couple pour un dispositif d'attelage du type comprenant deux boites fixées a l'un de deux éléments devant être attelés l'un a l'autre au moyen du dispositif d'attelage, et un axe traversant les deux boites et fixé à l'autre élément. Plus précisément, la présente invention a pour but de fournir un dispositif permettant de moduler les couples transmis à ses attaches par un premier élément attelé à un second élément, tout en permettant un certain débattement angulaire du premier élément par rapport au second élément. Le dispositif modulateur de couple selon la présente invention ést notamment, mais non exclusivement, utilisable dans un dispositif d'attelage permettant d'atteler un "stinger" a son navire remorqueur. Un"stifrger" est une sorte de plateforme remorquée par un navire et permettant de guider un pipeline au cours de la pose de celui-ci en mer. Dans ces conditions, les couples transmis aux attaches, bien que pouvant étre d'origines'4iverses, sont néanmoins essentiellement dû a l'action de la houle et des courants traversiers sur l'élément attelé, en l'occurence we stinger".Le dispositif modulateur de couple selon la présente invention a alors pour but de permettre une modulation de ces couples tout en permettant un certain débattement angulaire du stinger" par rapport au navire remorqueur. Un autre but de la présente invention est de fournir la possibilité de donner a priori à l'axe longitudinal de l'un des deux éléments (par exemple le "stinger"), attelé a l'autre élément par l'intermédiaire d'un axe horizontal perpendiculaire audit axe longitudinal, un angle par rapport à l'axe longitudinal dudit autre élément, par exemple le navire remorqueur, tout en conservant la fonction conforme au but expose plus haut. A cet effet, le dispositif modulateur de couple selon la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend, a l'intérieur de chaque boite, deux cellules déformables qui sont remplies d'un fluide sous pression et sont disposées dans des positions diamétralement opposées par rapport à I 'axe. du dispositif d'attelage, entre cet axe et la boite respective, les cellules étant déformables transversalement par rapport audit axe et étant reliées entre elles de manière à travailler en opposition lorsque l'axe s'écarte d'une position d'équilibre en pivotant autour d'un point fixé entre les deux boites Grâce à un tel agencement, il est clair qu'il est possible de moduler les couples transmis aux attaches par le "stinger" attelé au navire remorqueur, et que, en gonflant à priori à des pressions respectives différentes les cellules déformables qui sont en opposition, il est possible de donner à l'axe longitudinal du "stinger" un angle prédéterminé par rapport à l'axe longitudinal du navire remorqueur. On donnera maintenant une description détaillée d'une réalisation de la présente invention en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels Les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en plan d'un navire remorqueur et d'un "stinger" attelés l'un à l'autre au moyen d'un dispositif d'attelage comportant un modulateur de couple selon la présente invention, la figure 1 montrant le "stinger" oscillant de part et d'autre d'une position d'équilibre située dans l'axe longitudinal du navire remorqueur, tandis que la figure 2 montre le "stinger" dans une position d'équilibre faisant un certain angle avec l'axe longitudinal du navire remorqueur. La figure 3 est une vue schématique en plan, à plus grande échelle, d'un dispositif d'attelage comportant un modulateur de couple selon l'invention. Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe horizontale, à plus grande échelle encore, d'une partie du dispositif d'attelage avec modulateur de couple selon la présente invention, respectivement dans la position d'équilibre et dans une position écartée de ladite position d'équilibre. Dans la description qui va suivre, on supposera, à titre d'exemple, que le dispositif d'attelage avec modulateur de couple est destiné à atteler un "stinger" 1 à l'arrière d'un navire remorqueur 2. Comme le montrent les figures~l, 2 et 3, le dispositif d'attelage comporte deux boites 3a et 3b traversées par un axe horizontal 4. Dans l'exemple représenté au dessin, les boltes 3a et 3b sont fixées à l'arrière du navire remorqueur:2 et espacées transversalement l'une de l'autre, tandis que l'axe horizontal 4 est fixé au "stinger" 1. Bien entendu, on peut avoir la disposition inverse, les boites 3a et 3b étant alors fixées au "singer" 1 et l'axe 4 étant fixé au remorqueur 1. En se référant plus particulièrement à la figure 3, on peut voir que le dispositif d'attelage avec modulateur de couple selon l'invention comprend, à l'intérieur de chaque boîte 3a, 3b, deux cellules déformables 5a, 6a, ou 5b, 6b, qui sont remplies d'un fluide sous pression et sont disposées dans des positions diamétralement opposées par rapport à l'axe 4, entre cet axe et la paroi de la boîte 3a ou 3b y associée, de manière à travailler en opposition. Bien que,dans d'autres applications, l'axe 4 pourrait agir directement sur les cellules 5a, 6a, 5b et 6b, dans l'exemple choisi, il agit sur ces cellules par 11 intermédiaire des deux pistons 7a et 7b situés respectivement à l'intérieur des boites 3a et 3b et fixés rigidement à l'axe 4. Comme on peut le voir sur les figures 4 et 5, l'axe 4 peut être constitue. par un tube, et les boites 3a et 3b peuvent être constituées chacune par un assemblage de tôles soudées. De même, chaque piston 7a, 7b peut être constitué par des tôles soudées entreelles et à l'axe 4. En regard de chaque face du piston 7a ou 7b, est disposé un organe d'appui 8a ou 8b et 9a ou 9b, respectivement à l'intérieur de chaque boîte 3a ou 3b, pour servir d'appui pour les celles 5a, 5b ou 6a, 6b y associées. Ces organes d'appui 8a, 8b, 9a et 9b peuvent être eux aussi constitués par des assemblages de tôles soudées; chaque assemblage formant par exemple un caisson est fixé dans la boite respective. Lescelldes 5a, Sb, 6a et 6b, disposées entreles surfaces antagonistes des pistons 7a et 7b et des organes d'appui 8a , 9a et 8b, 9b, peuvent être par exemple constituées chacune par un coussin du type M 100 commercialisé par la Société KLEBER COLOMBES ou par des cellules similaires. Ces cellules gonflables sont en caoutchouc renforcé par une armature interne généralement métallique. Comme cela ressort plus particulièrement des figures 4 et 5, chaque cellule déformable et gonflable 5a, Sb, 6a ou 6b, et les surfaces antagonistes du piston 7a, 7b et de la boîte 3a, 3b, plus exactement de l'organe d'appui 8a, 8b, 9a ou 9b fixé à l'intérieur de cette boîte, entre lesquelles la cellule est disposée, sont conformées de telle sorte que, lorsque l'axe 4 s'écar- te de sa position d'équilibre, la portion de surface d'une cellule comprimée par le piston, qui est en contact avec une face de ce piston, est plus grande que la portion de surface, en contact avec l'autre face du même piston, de l'autre cellule contenue dans la même boîte.Ceci est clairement visible sur la figure 5 qui montre, dans sa partie basse, une cellule comprimée par le piston et, dans sa partie haute, 11 autre cellule en contact avec le même piston mais non comprimée par celui-ci. A cet effet, lesdites surfaces antagonistes du piston 7a ou 7b et de l'organe d'appui 8a, 8b, 9a ou 9b sont sensiblement planes et forment entre elles un angle dont le sommet pointe vers l'autre boîte. Dans les figures 4 et 5, on supposera que la deuxième boîte (non représentée) se trouve à gauche de la boite représentée sur ces deux figures. Plus exactement, la surface plane du piston 7a ou 7b est sensiblement parallèle à l'axe du tube 4, tandis que la surface plane de l'organe d'appui 8a, 8b, 9a ou 9b fait un angle avec cet axe. En revenaht à la figure 3, on peut voir que la cellule 5a de la boîte 3a et la cellule 6b de la bolte 3b sont reliées entre elles et à un premier accumulateur de fluide sous pression 11 à travers un premier circuit 12, tandis que la cellule 6a de la boîte 3a et la cellule 5h de la boite 3b sont reliées entre elles et à un deuxième accumulateur 13 à travers un second circuit de fluide 14. En outre, une communication est prévue entre les deux circuits 12 et 14, une vanne 15 étant intercalée dans ladite communication. Enfin, chacun des circuits de fluide 12 et 14 est relié à l'accumulateur respectif 12 ou 13 à travers une vanne respective 16 ou 17. On décrira maintenant le fonctionnement du dispositif d'attelage avec modulateur de couple qui a été décrit ci-dessus. On supposera tout d'abord que les deux accumulateurs 11 et 13 sont réglés à une même pression et que les deux circuits de fluide 12 et 14 sont mis en communication par ouverture de la vanne 15. La pression dans les accumulateurs 11 et 13 sera réglée à une valeur d'autant plus importante que l'on voudra obtenir un couple de rappel plus important de l'ensemble à sa position d'équilibre. Lorsque, sous l'effet des houles ou des courants traversiers, le "stinger" 1 attelé à l'arrière du navire remorqueur 2 est entraîné latéralement dans un sens ou dans l'autre, l'axe 4 qui est solidaire du Nstinger" 1 pivote en théorie autour d'un point situé entre les deux boites 3a et 3b, en venant occuper par exemple la position représentée sur la figure 5. Durant ce pivotement, il comprime par exemple les cellules 5a et 6b qui refoulent dans les cellules 6a et 5b et dans les accumulateurs 11 et 13 une partie du liquide hydraulique qu'elles contiennent. La constitution des cellules fait que la quantité de liquide refoulé par les cellules 5a et 6b est plus importante que la quantité de liquide absorbé par les cellules 5b et 6a, d'où la nécessité d'incorporer au moins un accumulateur dans le circuit de fluide. Comme on l'a vu plus haut, à propos de la figure 5, les surfaces respectives des pistons 7a et 7b qui sont en contact avec les cellules comprimées 5a et 6b est plus grande que les surfaces respectives de ces deux pistons qui sont en contact avec les deux autres cellules 5b et 6a.Comme les pressions dans les cellules sont les mêmes, et par suite des aires différentes des surfaces des cellules en contact avec les pistons, il en résulte donc la création d'un couple de rappel qui tend à ramener l'axe 4 dans sa position d'équilibre. I1 en aurait été de même si l'axe 4 avait pivoté dans l'autre sens pour comprimer la cellule représentée dans le haut des figures 4 et 5. Dans ces conditions, un certain débattement angulaire est permis pour l'axé 4 autour d'une position d'équilibre perpendiculaire à l'axe longitudinal du navire remorqueur 2 (figure 1).En conséquence, un certain débattement angulaire est aussi permis pour le "stinger" 1 autour d'une position d'équilibre dans laquelle son axe longitudinal est confondu avec l'axe longitudinal du navire remorqueur 2, et le "stinger" est constamment rappelé élastiquement vers cette position d'équilibre lorsqu'il s'en écarte. On a supposé ci-dessus que les deux vannes 16 et 17 étaient ouvertes ; on pourrait cependant ne mettre en service qu'un seul accumulateur en fermant la vanne 16 ou la vanne 17, l'autre accumulateur étant alors en réserve. Suivant une autre variante, les accumulateurs 11 et 13 peuvent être réglés à une même pression, et les deux circuits de fluide 12 et 14 peuvent être isolés par fermeture de la vanne 15 Le fonctionnement reste alors identique à celui décrit plus haut, à cette différence près que la quantité de liquide refoulé à partir des deux cellules comprimées n'est plus envoyée dans les deux autres cellules, mais seulement dans un seul accumulateur, l'accumulateur 11 ou l'accumulateur 13 suivant les deux cellules qui sont comprimées. La différence de pression ainsi créée entre les deux circuits 12 et 14 augmentera encore la valeur du couple de rappel tendant à ramener l'axe 4 dans sa position d'équilibre. Le dispositif d'attelage avec modulateur de couple selon l'invention peut être encore utilisé pour donner à l'axe longitudinal du "stinger" 1 un angle désiréOt par rapport à 1' axe longitudinal du navire remorqueur 2 comme cela est par exemple représenté dans la figure 2, le "stinger" 1 ayant encore la possibilité d'osciller de part et d'autre de la nouvelle position d'équilibre ainsi définie. Ceci peut être obtenu en fermant la vanne 15, en ouvrant les deux vannes 16 et 17 et en réglant les accumulateurs 11 et 13 à des pressions différentes. Compte tenu du fait que les surfaces des cellules qui sont en contact avec les pistons respectifs sont différentes suivant la pression qui règne à l'intérieur des cellules et suivant la position angulaire de l'axe 4 par rapport aux boîtes 3a et 3b, l'axe 4 prend une nouvelle position d'équilibre pour laquelle les couples qui lui sont appliqués par les différentes cellules s'équilibrent. Dans cette nouvelle position d'équilibre, la modulation du couple transmis aux attaches s'effectue alors de la même manière que dans le cas où la vanne 15 est fermée et que les accumulateurs 11 et 13 sont réglés à la même pression. Bien que dans l'exemple de réalisation qui a été décrit ci-dessus, le dispositif d'attelage avec modulateur de couple selon l'invention était utilisé pour l'attelage d'un "stinger" à l'arrière d'un navire remorqueur, il va de soi que ce dispositif d'attelage pourrait être utilisé pour relier entre eux toutes sortes d'autres éléments, par exemple une barge à une autre barge, une barge à une péniche ou à un remorqueur, un pousseur à une barge, et, d'une façon générale, à toutes sortes d'autres éléments chaque fois qu'il est souhaitable de moduler les couples transmis aux attaches par un élément relié à un autre élément par un dispositif d'attelage. I1 est du reste bien entendu que le mode de réalisation qui a été décrit ci-dessus a été donné à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications pourraient être apportées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS =========================== 1.- Dispositif modulateur de couple pour dispositif d'attelage comprenant deux boîtes fixées à l'un de deux éléments devant être attelés l'un à l'autre au moyen du dispositif d'attelage, et un axe traversant les deux boîtes et fixé à l'autre élément, caractérisé en ce qu'il comprend, à l'intérieur de chaque boite, deux cellules déformables, qui sont remplies d'un fluide sous pression et sont disposées dans des positions diamétralement opposées par rapport à l'axe du dispositif d'attelage, entre cet axe et la boite respective, les cellules étant déformables transversalement par rapport audit axe et étant reliées entre elles de manière à travailler en opposition lorsque l'axe s'écarte d'une position d'équilibre en pivotant autour d'un point situé entre les deux boites. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, dans chaque boîte, un organe formant piston, qui est solidaire de l'axe et par l'intermédiaire duquel ce dernier agit sur les cellules contenues dans la boîte associée. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque cellule et les surfaces antagonistes du piston et de la boîte entre lesquelles la cellule estdisposée sont conformées de telle sorte que, lorsque l'axe s'écarte de sa position d'équilibre, la portion de surface d'une cellule comprimée par le piston, qui est en contact avec ce piston, est plus grande que la portion de surface, en contact avec le même piston, de l'autre cellule contenue dans la même boîte. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites surfaces antagonistes sont sensiblement planes et forment entre elles un angle dont le sommet pointe vers l'autre bote. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une première cellule d'une des deux boîtes, située d'un côté de l'axe, et une première cellule de l'autre boîte, située de l'autre côté de l'axe par rapport à la première cellule de la première boîte, sont reliées à un premier accumulateur à travers un premier circuit de fluide sous pression, tandis que les secondes cellules, respectivement des première et seconde boîtes, sont reliées à un second accumulateur à travers un second circuit de fluide sous pression. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une communication est prévue entre les premier et second circuits, et en ce qu'une vanne est intercalée dans ladite communication. 7.- Dispositif selon la revendication 5 ou 6, carac térisé en ce que chacun des premier et second circuits est relié à l'accumulateur respectif à travers une vanne respective.