Brevet FR2334613A1 — publié le 19770708

L'invention concerne un dispositif de traction et de retenue de câbles. L'invention s'applique à la manoeuvre de cibles de toute nature sur des installations terrestres ou embarquées et notamment à la pose de câbles sous-marins à partir d'un navire câblier. Par "câble" on entendra tout objet allongé filiforme tel qu t une charnue, un cordage, un cible d1acier, un cible électrique ou téléphonique,un tuyau ou tube souple ou rigide,une barre de très grande longueur etc... Les dispositifs connus actuellement exercent une traction sur le cible à l'aide de chenilles dont les brins mobiles disposés en regard pincent le ciblessou encore à l'aide de trains de roues opposées à bandages pleins ou pneumatiques fortement pressés les uns contre les autres pour emprisonner le câble et le tirer ou le retenir par frottement desdits bandages sur celui-ci. Afin de permettre le passage d'une section plus forte du cible telle qu'une épissure, une pre de raccordement ou un répéteur de cible téléphonique, les roues sont rétractables de façon à pouvoir s'effacer au passage de ladite section,des vérins les ramenant ensuite en position et exerçant une forte pression sur celles-ci, pour éviter un glissement du câble.L'effort de serrage perpendiculaire à la ligne de défilement du câble est déterminé par l'opérateur par réglage de la pression des vérins de telle sorte que,cowpte-tenu du coerficient de frottement de la gaine du cible, les roues puisent exercer la tension nécessaire au halage ou à la retenue dudit cible.Cet effort de serrage n'est donc pas proportionnel à la tension réellement exercée sur le câble mais de valeur sensiblement constante, établie de façon empirique par l'opérateur et générale ment beaucoup plus élevée que celle qui serait suffisante pour obtenir une tension donnée; or, si un accroissement démesuré de l'effort de serrage permet de s'assurer que le cible ne glissera pas, il introduit des risques de détérioration de celui-ci,notamment dans le cas de traction de cables gainés ou de tuyaux souples ou encore au passage des manilles, répéteurs téléphoniques etc.... De plus, des vérins de serrage et une installation hydraulique surdimensionnée s'avèrent nécessaires. n existe un dispositif connu dans lequel l'effort de serrage est proportionnel à la tension du cible (brevet 69.25 728 délivré au nom de la demanderesse et publié sous le n02.054.811 > j ce dispositif que l'on a schéaatiquement représenté la n gure 1 > comporte deux roues motrices à bandages pneumatiques montées en opposition à l'extrémité de bras oscillants AB de telle sorte qu'on fonctionnement lorsqu'elles développent un couple moteur Cm pour faire avancer le cible à une vitesse V sous une tension 2T , les roues s 'arc-boutent l'une contre l'autre,l'effort de serrage P résultant du couple exercé autour de l'axe d'oscillation A par la réaction T reprise par le moyeu B de chaque roue. Ce dispositif exerce donc bien sur le câble un serrage proportionnel à la tension mas seulement lorsqu'il y a arc-boutement des roues ce qui dans la pratique,n1est obtenu que pour une inclinaison &alpha; sur la verticale des bras AB inférieure à environ 11 ; or, étant donné que les bandages pneumatiques s'écrasent en fonction de l'effort de serrage, Si cet effort s'accroît brutalement ou bien les roues risquent de dépasser le point d'équilibre situé à l'intersection de la vertica- le AA avec la ligne de défilement du cible et celui-ci n'est plus serré ou bien,si les vérins retiennent les roues ou si celles-ci viennent en butée, le serrage n'est plus proportionnel à la tension du câble et les risques de glissement sont possibles. De plus, l'arc-boutement n'est pas automatique et doit entre amorcé par un serrage suffisant au départ pour empocher le glissement, ce qui impose l'existence de vérins d'amorçage. L'invention a pour but la réalisation d'un dispositif exerçant sur le cible à tirer ou à retenir un effort de serrage directement proportionnel à la tension dudit cible en toute circonstance, l'effort obtenu s'exerçant automatiquement de lui-ml- me dés qu'une tension agit sur le cible, sans amorçage préalable et ne résultant pas de l'action de vérins. Le dispositif selon l'invention comporte au moins un train de roues destinées à pincer ledit cible entre leurs bandes de roulement, la tension du câble étant assurée par au moinszune desdites roues entraînée par la partie tournante d'un moteur dont la partie fixe encaisse le couple résistant, ensemble formé par la. dite roue associée au moteur étant monté flottant et la partie Rlxe du màteur'c'omportant des moyens d'immobilisation en rotation qui tendent à rabattre ledit ensemble vers le cible sous l'action du couple résistant. t1 invention va maintenant être décrite plus en dd- tail en se référant à des modes de réalisation particuliers citéè-à titre d'exemple non limitatif et représentés par les dessinsannexés. La figure 1 représente schématiquement un dispositif connu d&commat; l'art antérieur La figure 2 illustre le principe de l'invention; La figure 3 représente un premier mode de réalisation de l'invention; La figure 4 est une vue de dessus du dispositif schémati- sé à la figure 3; La figure5 représente un mécanisme d'inversion du dispositif quand il est prévu réversible; La figure 6 représente une vue schématique d'une variante du dispositif; La figure 7 est une soupe selon la ligne VII-VII de la figure 6; La figure 8 représente un montage d'une roue flottante; La figure 9 représente un montage en étoile des roues dtun train du dispositif. On a vu précédemment que, selon un dispositif connu,la proportionnalité de l'effort de serrage à la tension du amble résulte de l'arc-boutement des roues (flg.l). t. dispositif selon l'invention réalise cette proportionnalité par un principe différent illustré par la figure 2 où l'effort de serrage P est engendré par le couple résistant Cr égal et opposé au couple moteur Cm développé par la roue motrice pour déplacer le cable.Le cale 1 (fig.2) est entraîné à une vitesse V par deux roues 2 et 3 superposées dont au moins une est motrice (roue 3) et développe un couple moteur Cm pour déplacer le câble sous une tension T; le corps d'un moteur 4 engendrant le couple de traction Cm est so- liparis par sa plaque de fixation 5 à la Jante de la roue 3 et sur I taxe 6 du moteur 4 est claveté un bras de levier 7 retenu en butée contre la ligne d'appui XY autour de laquelle le bras 7 peut pivoter. L'ensemble formé par la roue motrice 3 et son moteur associé 4 est monté flottant verticalement et guidé latéralement par des moyens non représentés de telle sorte qu'il repose par gravité sur la roue inférieure 2 et sur le cible à entraîner 1. Au démarrage du moteur, le propre poids de ensemble flottant suffit à créer le frottement nécessaire à I'entraifnement progressif du câble qui est soumis à une tension croissante T résultant du couple moteur Cm, et le couple résistant Cr égal et opposé au couple Cm est repris par le bras de levier 7 qui pivote autour de la ligne d'appui XY, en direction du plan horizontal de défilement du cabale; un effort P de serrage est ainsi automatiquement engendré par le couple résistant et cet effort croit proportionnellement à la pension T du c:?-" du fait qu'il est proportionnel au couple Cr égal au couple Cm lui-mSme proportionnel à la tension T. Si R est le rayon moyen de la roue 3 et r la distancie de la ligne d'appui XY au plan perpendiculaire au cible 1 et passant par l'axe de rotation de la roue, on a: P x r = Or = Cm = R x T d'où P = R T. r Quelles que soient les conditions de fonctionnement, l'effort de serrage est proportionnel à la tension T du câble dans un rapport que l'on peut modifier à volonté en faisant va rier r,et et celà sans qu'il soit nécessaire que les roues s'arc- boutent, ce qui permet d'obtenir la proportionnalité des efforts dès le démarrage sans l'utilisation de vérins d'amorçage, le serrage s'ajustant automatiquement à la tension. Un premier mode de réalisation est représenté sur les figures 3 et 4 où le bras de levier 7 est matérialisé par les dentures de 2 pignons 7 clavetés aux extrémités de l'arbre 6 d'un moteur 4 , hydraulique ou électrique,dont le corps est fixé par sa plaque de fixation 5 à la Jante dune roue motrice 3, l'ensem- ble moteur 4 et roue 3 étant monté flottant perpendiculairement au cabale 1 et reposant sur une roue opposée 2.Les dentures des pignons 7 engrènent sur celles de deux crémaillères 8 perpendiculaires à l'axe de défilement du cable et disposées de chaque coté de la roue 3 et l'ensemble flottant est guidé parallèlement à ces crémaillères par l'intermédiaire de deux galets 9 portés par l'arbre 6 au voisinage des pignons 7, chaque galet 9 pouvant se déplacer entre deux pistes parallèles 10 et ll,les galets s'appuyant et roulant en fonctionnement sur les pistes 10 opposées aux glissières contre lesquelles engrènent les pignons.Lorsque le corps du moteur 4 entrain la roue 3 et lui transmet un couple moteur Cm de traction ou de freinage , l'arbre 6 a tendance à tourner dans le sens inverse du corps et encaisse le couple résistant Cr par l'intermédiaire des pignons 7 s'appuyant sur les crémaillères 8;sous l'action de ce couple résistant Cr, l'ensemble flottant moteur-roue est repoussé en direction du câble 1 par les pignons 7 dont les dents pivotent sur les flancs des dents des crémaillères 8 et exercent sur l'arbre 6 une poussée P dirigée vers le cabale, les composantes normales aux crémaillères qui tendent à séparer les dentures étant reprises par les pistes 10. Si r est le rayon nominal du pignon, R celui de la roue et T la tension du câble, ont : Cm = T x R = Or P P x r et P = R T. Etant donné que R et r sont fixes, si I 'on veut faire varier le rapport entre la poussée de serrage P et la tension T, il suffit d'incliner les crémaillères vers le plan de défilement du câble, lesdites crémaillères étant prévues à inclinaison régla- ble à cet effet. On remarquera que dans le OU où les crémaillères sont Sncli- nées, il se produit un effet de coincement d à a composante de l'effort résistant parallèle au câble et à la traction de celui-ci sur û roue qui tendent à entraîner l'ensemble flottant vers le soumet de l'angle aigu formé par les crémaillères avec le plan de défilement du câble, étant bien entendu que les pistes de guidage 10 et 11 restent parallèles aux crémaillères et sont à inclinaison réglable comme celles-ci. Si le dispositif ne comporte qu 'une seule crémaillère par pignon (fig.3), la traction.sur le cible ne peut être exercée que dans un seul sens; dans le cas où l'on désire rendre le système réversible, il suffit d'associer à chaque pignon une seconde cr*- maillère parallèle et identique à la première et disposé en vis-à- vis de celle-ci de l'autre coté du pignon, celui-ci tant suscepti- ble d'engreneur sur l'une ou l'autre selon que I1on désire tirer ou retenir le câble dans un sens ou dans l'autre et l'ensemble flot- tant étant toujours guidé par les pistes parallèles 10 et 11. Pour pouvoir déplacer le pignon dtune crémaillère à l'autre, on remplace chaque galet de guidage 9 par un mécanisme dtinversion représenté à la figure 5. Ce mécanisme est essentiellement constitué par un train de galets 12 et 13 alignés dans le prolongement l'un de l'autre et susceptibles de rouler sur les pistes 10 ou 11.Le galet 13 comporte une couronne périphérique 14 montée rotative à l'aide de billes, rouleaux ou aiguilles 15 sur un moyeu central 16 lui-même monté rotatif et excentré sur l'arbre 6 du moteur 4 par l'intermédiaire de billes, rouleaux ou aiguilles 17; ledit moyeu 16 est muni de paires de trous de fixation diamétralement opposées 18 et 19 permettant de fixer une pièce de raccordement 20 pour relier le moyen 16 à l'axe 21 du galet 12, l'axe de symétrie XY commun aux deux paires de trous étant prévu déporté par rapport à l'axe de l'alésage du moyeudestiné à recevoir l'arbre 6 du moteur.Quand on désire inverser le sens de l'action de la roue 3 sur le cible, c'est-à-dire changer de crémaillères d'appui pour les pignons 7, il suffit de dévisser les vis fixées, par exemple,dans les trous 19, de faire pivoter le moyeu d'un demi-tour, ce qui déporte l'arbre 6 de la gauche vers la droite de l'axe XY sur la figure 5 et fait passer les pignons 7 d'une crémaillère à l'autre et de refixer la pièce 20 sur le moyeu 16 en utilisant les trous 18, la manoeuvre d'inversion s'er- fectuant bien entendu quand le dispositif est d l'arrit. Sur les figures 6 et non a représenté une variante simpli fiée du dispositif selon l'invention. Dans cette variante,la roue 3 n'est plus fixée au corps du moteur 4 comme précédemment mais clavetée sur l'arbre 6 dudit moteur dont le corps est relié par sa surface de fixation 5 à une face d'un plateau circulaire 22 dont l'autre face comporte un arbre central perpendiculaire 23 d'axe géométrique AB l'axe géométrique CD de l'arbre 6 du moteur étant parallèle audit axe AB et déporté par rapport à celui-ci. L'arbre 23 est monté rotatif dans des paliers 24 et 25 d'un support 26 relié au châssis 27 du dispositif de traction. L'ensemble flottant moteur 4 roue 3 est ainsi monté en bout d'une manivelle constituée par le plateau 22 et son arbre 23, le bras de levier 7 représenté b la figure 2 étant matérialisé dans cette variante par le bras de manivelle reliant l'axe AB à l'axe CD. Si d est la valeur d'excentration des axes AB et CD, R le rayon de la roue motrice 3, T la tension exercée sur le câble 1 par ladite roue, Cm et Cr les couples moteurs et résistants déve loppés par l'ensemble flottant roue 3- moteur 4, P l'effort de serrage perpendiculaire au câble 1 et a l'inclinai on du bras de manivelle par rapport à la ligne de défilement de celui-ci, on a:: Cm = T x R = C.r Couple de serrage = P d cos a =(L= Cr + Td sin a kT (R + d sin a) d'où sin a) P n T (R + d sin a) d C08 Q On remarquera que l'on peut modifier à volonté le rapport entre l'effort de serrage P et la tension T sur un dispositif donné où R et d sont invariables, en modifiant simplement 1 'inclinais e d- br s de manivelle.A cet effet, il suffit de monter le support 26 déplaçable le long du baAti 27 par rapport à la ligne de défilement du câble, le support 26 pouvant, par exemple, coulisser dxas des glissières solidaires du bâti, Belon qu'on rapproche ou qu'on éloi- gne le support 26 du câble, l'ensemble flottant reposant sur ce dernier, on réduit ou on augmente l'inclinaison a, modifiant ainsi la valeur du cos a donc de P. D'autre parts avec ce dispositif à exeentrique,la réversibi- lité est obtenue aisément sans mécanisme supplémentaire; en effet, pour inverser le sens de la tension exercée sur le cible tout en conservant le serrage,il suffit de faire pivoter l'ensemble flottant roue 3-moteur 4 autour de l'axe AB du plateau 22 pour amener ledit ensemble dans une position symétrique par rapport au plan passant par ledit axe AB et perpendic-taire au câble et, bien entendu, d'inverser le sens du couple moteur Cm. On constate que le dispositif selon l'invention autorise le passage des parties renflées du câble, et maintient un effort de serrage proportionnel à la tension exercée,le rapport de proportionnalité étant réglable soit par inclinaison des crémaillères (montage des figures 3 et 4),soit par déplacement du support 26 (montage des figures 6 et 7). Bien entendu, selon les besoins,le dispositif de traction comprend une ou plusieurs unités de traction et de retenue du cable, par exemple une dizaine, chaque unité comportant au moins deux roues opposées pour pincer oelui-ci,l'une au moins desdites roues étant motrice et montée flottante avec son moteur en direction du câble. Dans une unité de traction, toutes les roues peuvent être motrices de façon à répartir l'effort de traction entre elles mais on peut également ne prévoir qu tune seule roue motrice,les autres roues étant folles ,et ne servant qu'à contrebalancer l'effort de serrage de celle-ci. La figure 8 représente un montage possible d'une de ces roues de pression. La roue 2 est montée rotative à l'extrémité du corps 31 d'un vérin hydraulique 30 dont la tige 32 est reliée à un appui fixe 33. Le corps 31 du vérin 30 porte le corps d'un distributeur 34 dont le tiroir de distribution de fluide sous pression est relié élastiquement A l'appui fixe 33, par exemple à l'aide d'un res-rort 35 et lien twle ynobile en en translation constitué par le corps du vérin 30 et la roue 2 est guidé perpendiculairement à l'axe de @@@@@@dement du câble par des moyens de guidage classiques non reprdserb En amant de la roue 2, il est prévu un palpeur agissant sur le cible et destiné à détecter le passage d'une section plus forte dudit câble (épissure, manille, répéteur téléphonique etc....), ce ddtecteur commandant un distributeur annexe destiné à mettre en pression ou en échappement le vérin 30.Le fonctionnement du systè- me est l vue le vérin étant sous pression pendant le ddfile- ment du câble, si une grosseur est détectée en amont de la roue 2 par le palpeur, celui-ci commande le distributeur annexe qui met le vérin 30 en échappement; la tige 32 rentre dans le corps 31 du vérin 30, ce qui efface la roue 2 au passage de la grosseur du ci- ble et déplace le tiroir du distributeur 34 par l'intermédiaire du ressort 35, ledit tiroir ouvrant le circuit de pression dans le sens de sortie de la tige 32 du piston, l'échappement étant touJours ouvert.Lorsque la forte section du câble a dépassé la roue 2, l'échappement est interrompu et le vérin est remis sous pression, ce qui repousse le corps 31 du vérin 30 et la roue 2 associée vers le câble. Sur la figure 9, on a représenté une unité de traction à trois roues montées en étoile et tournant dans des plans orientés à 120 les uns par rapport aux autres, le train comportant une roue motrice flottante 3 et deux roues de pression 2 respectivement mon tées selon les montages précédemment décrits. Dans le cas où les trois roues seraient motrices et supportées par des montages identiques à celui des figures 6 et 7,on prévoira sur les dispositifs des deux roues inférieures une excentration plus faible entre les axes moteurs CD et les axes AB des plateaux 22 que celle prévue entre les axes CD et AB du dispositif de la roue supérieure de telle sorte que les forces de rappel des roues inférieures en direction du cabale soient plus importantes que celles de la roue supérieure et on prévoira également des butées mécaniques limitant le déplacement desdites roues inférieures de manière à assurer un centrage positif du cible. Men entendu , a porte de axe invention n'est pas limitée aux seuls modes de réalisation particuliers cités précédemment à titre d'exemples non limitatif s,mais couvre également toutes les variantes qui ne differeraient que par des détails. -REVENDICATIONS 1. Dispositif de traction et de retenue d'un câble comportant au moins un train de roues destinées à pincer ledit cible entre leurs bandes de roulement,la tension du câble étant assurée par au moins une desdites roues entratnée par la partie tournante d'un moteur dont la partie fixe encaisse le couple résistant, caractérisé en ce que ltensemble formé par ladite roue associée au motels est monté flottant et en ce que la partie fixe du moteur comporte des moyens d'immobilisation en rotation qui tendent à rabattre ledit ensemble vers le câble sous l'action du couple résistant. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la roue motrice est fixée sur le corps rotatif du moteur dont 1 'arbre porte au moins un pignon engrènant sur au moins une crémaillère fixe qui l'immobilise en rotation,llensemble flottant étant guidé parallèlement à ladite crémaillère. 3. Dispositif selon la revendication 2 > caractérisé en ce qutil comporte une paire de crémaillères associées à chaque pignon solidaire de l'arbre du moteur et à dentures disposées en regard de part et d'autre dudit pignon et des moyens dtsnversion permettant d'engrèner indifféremment celui-ci sur l'une ou l'autre des crémaillères, selon que la roue motrice est utilise pour tirer ou retenir le cible. 4. Dispositif selon la revendication 3 > caractérisé en ce que les moyens d'inversion comprennent au moins deux pistes de guidage disposées en regard parallèlement aux crémaillères et deux galets alignés dans le prolongement l'un de 1 'autre entre lesdites pistes, l'un des galets comportant une couronne périph- rique pouvant tourner sur un moyen central monté rotatif et excentré sur l'arbre du moteur, le second galet étant relié audit moyeu central par une pièce de liaison démontable permettant à l'arrêt de faire pivoter le moyeu sur l'arbre du moteur pour basculer le pignon d'une crémaillère à l'autre. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4,carac- térisé en ce que l'inclinaison des crémaillères par rapport à la ligne de défilement du câble est réglable. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la roue motrice est portée par l'arbre du moteur dont le corps est fixé sur un plateau monté rotatif dans un support fixe,l'axe de l'arbre étant excentré par rapport à l'axe de rotation du pla teau. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,dont chaque train de roues comprend au moins une roue motrice et au moins une roue de pression associée à celle-ci pour encaisser l'*ffort de ladite roue -alstrice sur le ca"ble, caractérisé en ce que la roue de pression est montée rotative à l'extrêmité du corps d'un vérin dont l'extrSmité de la tige est articulée sur un support fixe,le corps du vérin portant un tiroir de distribution relié élastiquement audit support.