Brevet FR2447993A1 — publié le 19800829

L'invention concerne la câblerie et, notamment, la fabrication des câbles comportant des torons à trois pans, à partir des fils métalliques et qui sont utilisés dans différentes branches de l'industrie. La présente invention peut & re appliquée avec un succès maximal dans différents engins élévateurs à tambours de grand et petit diamètres. Dans divers engins et systèmes élévateurs, le cable de levage doit assurer une combinaison de propriétés physiquement contradictoires, telles qu'une haute souplesse et une résistance élevée à l'usure. La première est obtenue par un grand nombre de fils fins et la seconde, par un petit nombre de gros fils. Pour cette raison aucun des types connus des câbles ne peut assurer la combinaison de propriétés indiquées. On connaît un grand nombre de versions constructives de cables à torons à trois pans, dont les torons contiennent des fils du profil rond enroulés autour d'une ame (brevet d'invention nO 567004 d'Allemagne, brevet d'invention nO 830015 de la République Fédérale d'Allemagne, br e v e ts n" 2018461 et 3457718 des Etats-Unis d'Amérique, certificats d'auteur nO 89792 et 500305 de l'Union des républiques socialistes soviétiques, etc.) ou bien des fils de profil spécial différent du cercle (brevet d'invention nO 656123 d'Allemagne, brevet d'invention nO 2122911 des Etats-Unis d'Amérque etc.) Les câbles à torons à trois pans connus, ayant une résistance élevée à l'usure, sont caractérisés par une haute rigidité à l'incurvation. Pour cette raison on les applique, de préférence, dans les mines sur les engins élévateurs et d'autres engins à poulies et à tamboursde grand diamètre. Les tentatives visant à employer des câbles similaires sur les engins élévateurs, àpoulies et à tambours de diamètre relativement réduit, ont démontré. qu'il est impossible de les utiliser dans ces conditions par site de leur faible capacité de travail. Cet inconvénient est dG à ce que les câbles à torons à trois pans, surtout ceux de grands diamètres, exigent,pour la formation de la couche externe, des torons relativement gros et par conséquent des fils moins souples (par rapport aux fils de la couche située plus bas). En outre, la limite de résistance des fils de grandes dimensions, fabriqués selon une technologie connue, est plus petite que celle des fils fins, ce qui diminue la résistance totale à la rupture du câble. A cause du profil rond, les fils dans les cables du premier groupe constructif sont au contact des fils voisins dans la couche par des lignes en hélice en laissant, dans les torons, des espaces notables non remplis de métal. Les fils des torons des câbles du premier groupe constructif s'usent vite. La résistance à la rupture des câbles eux-mEmes est limitée par le degré relativement faible de remplissage en métal de la section transversale des torons et par la robustesse relativement faible des fils, par suite de leurs grands diamètres. Le profil de forme spéciale des fils du deuxième groupe constructif assure, par le contact des fils voisins selon des surfaces en hélice,un haut degré de la résistance à l'usure, un haut degré de remplissage en métal de la section transversale du toron bien qu'en même temps la souplesse soit plus faible et la robustesse des fils inférieure, toutes autres conditions étant identiques, car, pour la formation des torons des cibles du deuxième groupe constructif, des fils plus gros sont nécessaires. I1 en résulte que les constructions connues des câbles à torons à trois pans n'assurent pas la combinaison, dans un câble, de haute souplesse, de haute résistance à l'usure et de haute robustesse. Le but de la présente invention consiste à supprimer les inconvénients mentionnés. On s'est posé le problème de mettre au point untel câble à torons à trois pans dans lequel les torons seraient réalisés de façon à permettre d'obtenir une haute souplesse du câble, avec une résistance à l'usure et une robustesse suffisamment élevées. Le problème posé est résolu par le fait quq dans le câble 9 torons à trois pans, comprenant un ou plusieurs torons du profil trapézoîdal réalisés sous forme des fils enroulés autour de l'fme, conformément à l'invention, une partie au moins de fils est réalisée sous forme de groupes de fils cablés dans lesquels ces fils sont réalisés sous forme de secteur et sont en contact l'un avec l'autre suivant une surface en hélice. La réalisation des torons de cibles à partir de fils, dont une partie au moins est réalisée sous forme de groupes, permet d'utiliser des fils fins et, par conséquent, des fils plus souples et solides. La forme en secteur de ces fils permet de remplir au maximum de métal la section transversale du groupe et d'augmenter ainsi sa robustesse. Tout cela permet, en général, à un groupe pareil de fils de travailler comme un fil unique ayant la surface transversale équivalente et la robustesse plus grande. En même temps, un tel groupe possède une souplesse élevée, car les fils qui en font partie ont la possibilité d'un certain déplacement l'un par rapport à l'autre a l'incurvation du cible, tandis que la combinaison des fils en forme de secteur et de haute robustesse, dans le groupe, élève la résistance à l'usure des torons et du câble tout entier. L'invention est caractérisée par le fait que tous les fils du toron sont réalisés sous forme de groupes de fils câblés dans lesquels ces fils sont en forme de secteur et sont en contact mutuel suivant des surfaces en hélice. I1 est avantageux que les groupes en fils ciblés soient disposés sur le pourtour du toron ce qui permet de remplacer par ces groupes les fils les plus gros faiblement solides et non souples. Dans certaines constructions des cables à torons à trois pans, entre les groupes de fils ciblés du toron et l'amer on peut disposer une couche intermédiaire constituée par des fils, la valeur de la surface de section transversale de chacun d'eux étant proche de la valeur de la surface de la section transversale des fils, faisant partie des groupes de fils câblés ce qui permet de former un câble de fils physiquement plus uniformes et d'égaliser dans une certaine mesure les conditions de leur travail au sein du toron et du câble tour entier. I1 est avantageux aussi que les torons des fils câbles soient réalisés d'un nombre égal de fils identiques. Cela permet de simplifier au maximum la formation aussi bien des groupes que des torons de câble, de créer le câble à partir des fils physiquement uniformes et d'égaliser plus complè- tement les conditions du travail des groupes au sein du toron et du cable tout entier. Il est avantageux que l'amie du toron soit constitué par un groupe au moins de fils câblés dans lequel la forme des fils est en secteur et ces fils étant en contact l'un avec l'autre suivant les surfaces en hélice. Conformément à l'invention, la section transversale des groupes de fils câblés est en forme trapézoidale et les groupes sont en contact l'un avec l'autre suivant les surfaces en hélice. En plus de l'accroissement de la superficie de contact a l'in- térieur du groupe > on a réussi à augmenter aussi la superficie de contact entre les groupes, ce qui élève la résistance à l'usure des torons et du câble tout entier, en meme temps q u ' accroître au maximum le dégré de remplissage en métal de la surface transversale. I1 est désirable aussi que pour les fils, faisant partie des groupes de fils cablés formant l'ame et les couches du toron, les valeurs de surface de leur section transversale soient sensiblement égales. Dans certaines constructions des cables a torons a trois pans, en vue d'augmenter le degré de remplissage en métal de la section transversale du toron, on peut disposer des fils distincts entre les groupes de fils ciblés du toron. Dans ce cas, le profil de certains fils est réalisé en forme spéciale. L'invention est caractérisée encore par le fait qu'au casoW le câble est constitué par un toron sa section transversale est réalisée sous forme trapézotdale, ce qui permet à ce câble d'épouser d'une manière parfaite les gorges cunéiformes des poulies et des tambours, en assurant un haut coefficient d'adhésion dans les transmissions à friction, une haute résistance à l'usure et une grande longévité. Ainsi, ce nouveau cable à torons à trois pans possède, en plus de la robustesse et de la résistance à l'usure élevées, une haute souplesse, ce qui augmente d'une manière importante la durée de leur service, rend plus large le domaine de leur application et permet de fabriquer, à partir de fils d'une robustesse donnée, des câbles a torons à trois pans de grand diamètre. Ci-après, l'invention est expliquée par une description détaillée du câble à torons à trois pans, réalisé conformément à l'invention, avec référence aux dessins annexés, sur lesquels La figure 1 est une coupe transversale schématique d'un cible à torons à trois pans constitué par six torons identiques, dont la structure d'un des torons est détaillée, La figure 2 représente le câble analogue à celui de la figure 1 avec une autre structure du toron, La figure 3 est une coupe transversale schématique d'un cabale à torons à trois pans, constitué par quatre torons, dont chacun comporte, entre les groupes de fils disposés sur le pourtour du toron et l'âme, une couche intermédiaire constituée par des fils distincts, La figure 4 est une coupe transversale d'un toron du cable à torons, dont l'amie est formée par des groupes de fils, La figure 5 est une coupe analogue 9 la figure 4 avec une autre structure de la réalisation de l' me, La figure 6 est une coupe analogue d'un toron du cable a torons dans lequel 1'amie est formée par des groupes de fils distincts, La figure 7 est une coupe analogue à la figure 6 avec une autre structure du toron, et La figure 8 est une coupe analogue d'un toron dans lequel l'amie est constituée par des groupes en fils câblés en forme trapézoTdale. Le câble à torons à trois pans proposé comprend plusieurs torons 1 (cas représenté sur les figures 1, 2, 3) ou un toron (cas représenté sur les figures 4 à 8) de profil trapézotdal, chacun est réalisé sous forme de fils 3 et 3a enroulés autour de l'ame 2, la surface de la section transversale des fils 3 est sensiblement plus petite que la surface de la section transversale des fils 3a. Le nombre de torons 1 par cible peut être différent comme le montrent les figures 1 et 3 et est en fonction de la destination concrète du cable. Pour des raisons de simplicité sur ces figures la structure d'un seul des torons est reptésentée, les autres torons étant montrés conventionnellement par des contours fermés. Il est à noter qu'au centre 4 du cable peut se trouver une dme réalisée à partir de n'importe quelle matière, par exemple, à partir du même métal qu'on a utilisé pour la création des fils du toron ou bien à partir de métal plus mou que le métal des fils 3 et 3a des torons ainsi qut partir de matières organiques ou synthétiques. Ladite ame n'est pas montrée sur la figure 1 pour ne pas obscurcir le dessin, d'autant plus que cela n'influe pas sur l'essentiel de l'invention. La section transversale des c bles comportant un toron 1, réalisé selon n'importe quelles conceptions représentées sur les figures 18 8, est trapézordalg ce qui permet aux cibles d'épouser au mieux les gorges trapé zotdales des poulies et des tambours. Ces câbles trapézoTdaux sont destinés > l'utilisation dans les dispositifs élévateurs et porteurs employés pour des objectifs divers {élévateurs miniers, monte-charge, funiculaires etc). T1 est possible d'utiliser n'importe quel toron représenté sur les figures 4 à 8 pour la formation du câble à trois pans constitué par plusieurs torons. Les torons 1 du câble peuvent comporter une couche, comme il est :nontré sur les figures 1 et 2, ou bien plusieurs couches, par exemple deux couches de fils > comme le montre la figure 3. Dans chaque toron 1 (figure l) constitué par des fils 3 et 3a une partie de fils, par exemple uniquement des fils 3, e s t présentée sous forme des groupes A de fils câblés, la surface de la section transversale du groupe A de fils 3 étant égale a la surface de la section transversale des fils 3a, ou bien proche de celle-ci. Dans ces groupes A, les fils 3 sont réalisés en forme de secteur, ayant au plan du dessin les tronçons rectilignes 5, et sont en contact l'un avec l'autre par des surfaces en hélice grace à ces tronçons rectilignes 5. Au cas oU le toron est constitué par une couche, les groupes A de fils ciblés se situent sur le pourtour du toron 1 en formant sa couche externe. Il convient de noter que la couche interne du toron peut être formée complètement par les groupes A (figures2 et 4) de fils cabrés ayant une meme surface de leur section transversale, ou encore contenant aussi bien des groupes A (figure 1) de fils câblés que des fils distincts 3a, mais dans ce dernier cas la surface de la section transversale des fils distincts 3a est égale à celle du groupe A ou bien proche de celle-ci. Dans le toron l constitué par deux couches (figure 3), la couche e-te-rne est formée uniquement par des groupes A de fils câblés cDnstitués, par exemple, par trois fils 6, tandis que la couche intermédiaire, située entre les groupes A de fils câblés et l'Ame 2, est formée par les fils 7 distinctes, la valeur de la surface de la section transversale de chacun deux étant proche de celle des fils 6 faisant partie des groupes A de fils ciblés. Dans le cable, montré sur la figure 4, tous les fils 8 du toron 1 se présentent sous forme des groupes A de fils câblés. Dans chacun de ces groupes A, les fils 8 sont en forme de secteur avec des tronçons rectilignes 9 dans le plan du dessin, et entrent en contact l'un avec l'autre par des surfaces en hélice grâce à ces tronçons rectilignes 9. La forme de la section transversale des groupes A de fils ciblés peut être différente. Par exemple, elle peut être proche de la forme d'un cercle (figures à 5, 7) ou bien ces groupes A peuvent avoir une forme en coin, par exemple trapézoidale (figures 6 e t 8) ayant les tronçons rectilignes lO dans le plan du dessin comme le montre la figure 6.Dans ce cas, les groupes A similaires sont en contact entre eux dans le toron par des surfaces en hélice gracie aux tron Sons rectilignes 10. Il est préférable que le nombre de fils dans chaque groupe A de fils câblés, pour chacun des torons d'un même cable > soit identique, par exemple, de trois (figure 3), de quatre (figures 1, 2, 6, 7) ou de cinq fils (figures 4 et 5), etc. Le nombre optimal de fils dans le groupe fi dépend de la destination concrète du c2ble. L'8me 2, dans chaque toron 1 du cabale peut avoir n'importe quelle construction connue et entre réalisée partir de fils (figure 1) du meme métal ou bien d'un métal plus mou que le métal des fils des couches du toron ainsi quìd partir de matières organiques ou synthétiques (figure 3). De plus, me 2 du toron est pourvue d'une enveloppe 11 fabriquée à partir du métal, de matières organiques, ou de matières synthétiques comme il est montré sur la figure 2. Afin de simplifier la technologie de fabrication du cable ainsi qu'en vue de réaliser la cable plus uniforme du point de vue de la composi pion, il est possible de constituer l'amie 2 du toron sous forme d'un groupe B de fils cabrés comme le montrent les figures 1 et 2, dans lequel les fils 12 ont une section ronde (figure 1), sous forme de secteur ou toute autre forme speciale (figure 2). Dans le toron 2, comprenant les fils 12 en forme de secteur, ces fils sont en contact l'un avec l'autre par des surfaces en hélice grâce aux tronçons rectilignes 13 d e fils sous forme de secteur. L'âme 2 peut Entre fabriquée meme avec plusieurs groupes B de fils ciblés, comme le montrent les figures 4 et 6, dans chacun desquels les fils 14 ont une section sous forme de secteur et entrent en contact l'un avec l'autre par les surfaces en hélice. Sur les figures 4 à 7, la section transversale des groupes B de fils cablés de l'amie 2 est ronde, mais cela n'exclut pas la possibilité de donner à ces groupes toute autre forme. Ainsi, par exemple, sur la figure 8, on montre le toron du câble à torons à trois pans, dans lequel l' & e 2 comprend des groupes B de fils cablés ayant, dans le plan du dessin, une forme trapdzoEdale (a 3 pans). Grace a une telle forme, les groupes B sont en contact entre eux dans l'amie 2 et avec les groupes A de fils câblés par les surfaces en hélice. A noter qu'il est possible de placer la charge C de matériau synthétique ou organique dans l'âme 2, entre les groupes B, pour remplir sa section transversale d'une manière plus dense. Les surfaces de la section transversale des groupes A et B de fils câblés, formant les couches du toron 1 et de l'ame 2, sont a peu près égales. Les groupes A de--fils ciblés sont faits d'une quantité identique de fils d'un meme type. Cela se rapporte dans la meme mesure aux groupes B de fils ciblés de l'amie 2. Le toron, comme le montre la figure 4, peut entre réalisé à partir des groupes A et B comprenant un méme nombre de fils identiques. Entre les groupes B de fils cablés (figure 6) de l'âme du toron, prennent place des fils 15 distincts a profil rond (n'est pas montré sur la figure) ou de forme spéciale comme il est montré sur les figures 6 et 7. Les cibles à torons à trois pans (figures 1 à 8) de l'invention, et leurs torons peuvent être fabriqués par tout procédé connu avec emploi des dispositifs connus. REVENDICATIONS 1. Câble à torons å trois pans comprenant un ou plusieurs torons de profil trapézoSdal, réalisés sous forme de fils enroulés autour de 1'bye, ce câble étant caractérisé en ce qu'une partie au moins de fils est formée de groupes de fils câblés dans lesquels ces fils sont réalisés en forme de secteur et sont en contact l'un avec l'autre suivant les surfaces en hélice. 2. Cable selon la revendication 1, caractérisé en ce que tous les fils du toron sont formés de groupes de fils câblés dans lesquels ces fils sont réalisés en forme de secteur et sont en contact l'un avec l'autre sui Vent les surfaces en hélice. 3. Câble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les groupes de fils câblés dans le toron sont disposés sur sa périphérie. 4. Câble selon la revendication 3, caractérisé en ce que, entreles groupes de fils câblés du toron et l'âme, est disposée la couche intermédiaire de fils, la valeur de la surface de la section transversale de chacun d'eux étant voisine de celle des fils faisant partie des groupes de fils câblés. 5. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 > caractérisé en ce que les groupes de fils câblés du toron sont formés d'un nombre égal de fils identiques. 6. Câble selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ame du toron est également constituée par un groupe au moins de fils câblés dans lequel ces fils sont en forme de secteur et sont en contact l'un avec l'autre par la surface en hélice. 7. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la section transversale des groupes de fils câblés est de forme trapézotdale et les groupes sont en contact l'un avec l'autre par les surfaces en hélice. 8. Câble selon la revendication 6, caractérisé en ce que la surface de la section transversale des fils, faisant partie des groupes de fils câblés formant respectivement l'âme, et celle des couches du toron sont sensiblement égales. 9. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 e 8, caractérisé en ce que des fils distincts sont disposés entre les groupes de fils câbles de l'amie du toron. 10. Câble selon la revendication 9, caractérisé en ce que le profil des films distincts est de forme spéciale. 11. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comportant un toron et caractérisé en ce que sa section transversale est trapé zoidale.