Brevet FR2468684A1 — publié le 19810508

Société dite: DRAHTSEILWERK SAAR GMBH - "Cftble en fibres synthétiques" La présente invention concerne un c.ble en fibres synthétiques à base d'un polyamide aromatique, notamment un poly-p-phénylène-térephtalamide, constitué par des 1élments câblés autour d'une Ame. Les polyamides aromatiques, notamment le poly-p- phényleènLetéréphtalamide commercialisé sous la marque "Kevlar", présentent un module d'élasticité extrêmement élevé par rapport à celui d'autres matières synthétiques. L'allongement élastique n7est que 1,6 fois celui de l'a- 1Q ciEr, alors que celui d'autres polyamides, par exemple le nylon, est dVenviron 25 fois celui de l'acier. Grâce à ses caractéristiques, ce matériau à faible allongement peut être utilisé non seulement comme élément porteur dans des câbles en acier, comme décrit par exemple dans la demande de brevet DE-OS 27 08 904, ou en combinaison avec d'autres métaux, par exemple avec des cAbles élec- triques destinés à 9tre immergés profondément en mer, ruais aussi seul ou en combinaison avec d'autres matières synthétiques, comme par exemple dans le cAble pour grue décrit dans le brevet DE-AS 24 55 273. Les câbles en fibres synthétiques à base de po- lyamides aromatiques sont, comme ceux fabriqués avec des fibres naturelles, légers et souples, mais grâce à leur résistance ils vent de pair avec les &Ables d'aciers Il est fait mention, dans le brevet DE-AS 24- 55 2713 men- tionné ci-dessus, non seulement du faible poids, de la soupl.esse et de la résistance élevée à la traction du ocble décrit dans ce brevet, mais aussi de sa durée de service très longue, notamment lorsque ce câble passe sur des poulies de petit diamètre, cette longue durée êtant due à la grande résistance a l'abrasion de ce câ- ble et à sa résistance élevée aux flexions alternées. Dans le but d'améliorer la résistance à l'abrasion in- terne lorsque le câble passe autour de poulies de petit diamletres il est recommandé dUiraprégner de matière syn- - 2 - thétique, par exemple de polyuréthanneles torons ou fils de ce câble connu. TLe but de l'invention est d'augmenter encore davantage la durée de service d'un càble en fibres syn- thétiques du genre décrit en préambule. Pour atteindre ce but, l'invention prévoit que le câble en fibres synthétiques comporte, suivant une disposition connue pour les c:bles de fils métalliques, plusieurs couches dont les éléments constitutifs sont parallèles entre eux d'une couche à la suivante. La demanderesse a constaté, par des études et des essais, que les câbles en matière synthétique en po- lyamides aromatiques ne doivent pas, quelle que soit leur structure, être fabriqués comme jusqu'à présent, c'est- à-dire à la manière de câbles en textile dont les torons sont croisés d'une couche à la suivante, mais bien selon le mode de commettage en parallèle, ceci pour que la ma- t:èse synthétique soit soumise à des pressions transver- salas (pressions de Hertz) qui soient aussi réduites que pos3ible. Le parallélisme des torons superposés crée entre les couches un contact linéaire, donc ume pression unitaire considérablement moindre que dans le cas du con- tact ponctuel résultant du croisement des torons d'une couche à la suivante. On ne s'est pas aperçu à ce jour, ou en tout cas on n'a pas tenu compte du fait que les fibres de polyamide aromatique, s'écartant en cela des autres fibres de matière synthétique et des fibres natu- relles, sont sensibles aux pressions radiales dans une mesure qui réduit la longévité de ces fibres si l'on ne prend pas les précautions nécessaires. Non seulement on continue de croiser les torons en fibres de polyamide aromatique lors du CIblage, mais même on les tresse, ce qui conduit à une sensibilité à la rupture encore plus grande. De plus, les polyamides aromatiques constituent, 1n -3 - pour confectionner des câbles à commettage parallèle, un choix de matière particulièrement avantageux en ce sens que ces polyamides réduisent fortement, ou même font pra- tiquement disparaître, la difficulté qui existe toujours avec les câbles d'acier en ce qui concerne la compensa- tion d'allongement entre leurs couches de torons câblées -en parallèle, par suite de leur allongement relativement grand. Ceci permet, entre autres choses, d'adapter plus facilement la longueur de pas des éléments constituant les torons des différentes couches de telle sorte que ces éléments eux non plus ne se croisent pas. Enfin, l'invention a pour aspect avantageux de permettre de fabriquer un câble dépourvu de points fai- bles créés par des croisements, comportant un grand nom- bre de couches dont les éléments constitutifs peuvent alors 9tre plus minces et dans lesquels les monofils ne sont pas soumis à des sollicitations de traction très différentes lorsqu'ils travaillent à la flexion. En règle générale ces éléments constitutifs des couches seront des torons commis à partir d'assemblages de fibres, mais ils peuvent euxmêmes 9tre déjà des câbles, ou simplement des assemblages de fibres de préférence gainés dans les- quels sont assemblées les fibres, toujours sous forme de monofils continus, Si les éléments constitutifs de chaque couche sont des torons multicouches, les assemblages de fibres qui forment ces couches sont eux aussi de préférence parallèles d'une couche à la suivante; ce sont donc des torons à commettage parallèle. Dans ce cas tout ce qui a été exposé ci-dessus à propos des câbles du type à torons parallèles s'appli- que aussi à ce type de toron à commettage parallèle. L'avantage de la combinaison matière + commettage paral- lèle revgt alors une importance beaucoup plus grande en- core en ce sens que dans les torons à commettage paral- rx8 -4 - lèle il n'est pas du tout possible d'adapter l'allunge- ment d'une couche à celle de la couche adjacente, alors qu'au contraire dans le câble on peut encore effectuer certains ajustements en choisissant différentes longueurs de pas des torons d'une couche à la suivante. Les assemblages de fibres qui constituent les torons sont eux aussi de préférence retordus; ils peu- vent néanmoins être constitués de faisceaux de fibres parallèles gainés. Suivant les conditions, notamment avec un faible diamètre, ces assemblages pourraient aussi être composés de fibres tressées ou de faisceaux de fi- bres collés entre eux. Les faisceaux de fibres tressés présentent toutefois des croisements indésirables, et les faisceaux de fibres parallèles entre eux sont aésa- vantageux dans la mesure o, dans ces faisceaux parallè- les, les monofils sont, lorsqu'ils travaillent en flexion, soumis à des contraintes de traction plus inégales. Par contre, dans les faisceaux de fibres retordus, les mono- fils peuvent égaliser, par des déplacements longitudinaux les uns par rapport aux autres, de telles contraintes de traction inégales; ces monofils ne devraient donc pas tre collés entre eux; en tout cas, il ne faut pas qu' ils soient collés de façon telle que leur mobilité les uns par rapport aux autres s'en trouve bloquée. Si les éléments constitutifs de chaque couche sont eux-mêmes des câbles composés de torons retordus, il est préférable que dans leurs torons, si ce sont des torons multicouches, les assemblages de fibres soient parallèles entre eux d'une couche à la suivente. Si les torons sont, dans l'élément,disposés en plusieurs couches, la même préférence s'applique. Afin de réduire encore davantage la pression unitaire le long des lignes de contact, il y a avantage à ce que, suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, les éléments constitutifs du câble aient une sur- _J- - face extérieure plus lisse que celle qui serait obtenue avec des assemblages de fibres ou des torons ayant une section circulaire. En effet, avec une surface extérieu- re aussi lisse que possible, le contact linéaire voulu par l'invention est continu, alors queavec des sections circulaires le contact linéaire entre les éléments cons- titutifs présente des solutions de continuité, les to- ro:s et les cables ayant une surface extérieure rainurée. Cette surface extérieure aussi lisse que possi- :0 bl3 peut 8tre obtenue par exemple en munissant les éé16- ments d'une gaine à surface lisse obtenue de préférence par ex:trusion autour des élé6ments. Toutefois, la struc- ture fibreuse de la matière permet une autre solution. Il suffit en effet que les assemblages de fibres soient retordus de manière un peu léche et que les torons con- fectionnés à partir de ces assemblages de fibres soient retordus avec un peu plus de serrage. Ainsi, les assem- blages de fibres s'adaptent les uns aux autres à l'nté- rieur des torons en se déformant et en formant des to- tons denses dont la surface extérieure est assez lisse. Si 12on opère avec des assemblages de fibres constitués par des faisceaux gaines composés de fibres parallèles, ce mme réesultat est de toute façon obtenu pratiquement au totai quement. P-5 On peut aussi constituer par exemple par colla- ge des assemblages de fibres qui, comme des fils métal- Ziqes 4profiles, ont une section autre que circulaire, et eytordr- ces assemblages profilés pour obtenir un toron deanse et/ou un toron à surface extérieure lisse. @D 2Si Is éléments cons'titu'tifs du cble sont eux- mÉ;,es de'j des c5bles, ce qui a êtr exposé ci-dessus à propos des torons qui composent ces c&bles s9applique aussi. Si ces iléments sont eux-mSMes retordus de ma- niè"e 1Ah,p le econtact linéaire mentionné plus haut >5 stélgit et devient us contact de surface J - 6 - Enfin, des structures conformes à l'invention, surtout celles relativement peu compliquées, peuvent, avec tous les avantages, constituer à leur tour les 6élé- ments constitutifs d'un cible. Pour servir d'élément cons- titutif d'un câble on utilisera avantageusement surtout une forme-simple dont les éléments constitutifs sont des assemblages de fibres et que l'. on peut considérer comme étant des.torons, en assimilant un assemblage de fibres à un monofil.:. Un exemple d'exécution de l'invention est décrit en détail ci-après et avec r6férence au dessin annexé; sur ce dernier, la figure unique représente un câble à commettage parallèle confectionné à partir de torons également à commettage parallèle. Le câble représenté au dessin se composed'une Ame constituée par un toron 1, d'une couche intérieure de torons 10 comprenant cinq torons 2 et cinq assemblages plus petits 3 de monofils, et d'une couche extérieure de torons 20 comprenant dix torons identiques 4 commis en parallèle avec les torons 2 de la couche intérieure 10. Le toron d'ame 1 est du type monocouche 1 + 6. Les torons 2 sont à deux couches, du type 1 + 6 + 12. Les assemblages 3 de monofils sont constitués par des fais- ceaux de monofils parallèles légèrement retordus. Les torons 4 sont des torons à deux couches à commettage pa- rallèle (torons Seale) du type 1 + 9 + 9. Les torons 1, 2 et 4 se composent d'assemblages de monofils de poly-pphénylène-téréphtalamide retordus sur eux-mêmes de manière lAche. Lors de l'opération de retordage, les assemblages de monofils qui, à l'origine, avaient une section ronde se sont adaptés les uns aux autres par déformation de leur section, si bien qu'à l'in- térieur des torons ces assemblages se juxtaposent les uns aux autres sans pratiquement laisser d'interstices entre eux. Les côtés extérieurs des assemblages extérieurs de -7 - monofils sont aplatis. De ce fait le pourtour des torons composés de ces assemblages de monofils est relativement lisse car ces torons ne présentent plus que de petits interstices 5 entre assemblages voisins. Les monofils sont en "Kevlar 49" (marque déposée pour un poly-p-phénylène-téréphtalamide). La densité des torons et le commettage parallèle du câble font que le câble est très dense, d'o un moin- dre encombrement sur le tambour d'un treuil, etc. Il est également possible de combiner entre eux des assemblages de monofils et des torons de différentes natures. - 8- RVENDIQATIONS 1. Câble en fibres synthétiques à base d'un polyamide aromatique, notamment d'un poly-p-phénylène-téréphtalamide, constitué par des éléments cêblés autour d'une âme, ce c.ble étant remarquable en ce qu'il est composé, suivant une disposition connue pour les câbles de fils métalliques, de plusieurs couches (10;20) dont les éléments constitutifs (2;4) sont parallèles entre eux d'une couche (10) à la sui- vante (20). 2. Câble en fibres synthétiques selon la revendication 1, remarquable en ce que les dits éléments sont des torons (2;4) composés d'assemblages de fibres. 3. Ctble en fibres synthétiques selon la revendication 2, remarquable en ce que les assemblages de fibres dans les torons (2;4) sont disposés en plusieurs couches et également parallèles entre eux d'une couche à la suivante. 4. 0Câble en fibres synthétiques selon la revendication selon la revendication 2 ou 3, remarquable en ce que les assemblages de fibres commis en torons (2;4) sont tressés ou, de préférence, sont eux-mêmes des câbles ou des faisceaux de fibres gainés ou assemblés par collage. 5. Câble en fibres synthétiques selon la revendication 1, remarquable en ce que les dits éléments sont des câbles composés de torons dans lesquels de préférence les assem- blages de fibres sont disposés en plusieurs couches et sont, d'une couche à la suivante, parallèles entre eux. 6. Câble en fibres synthétiques selon la revendication 1, remarquable en ce que les dits éléments sont des assem- blages de fibres de préférence gainés et/ou retordus. 7. Câble en fibres synthétiques selon l'une quelconque des revendications précédentes, remarquable en ce que les dits éléments constitutifs (2;4) présentent une surface ex- térieure plus lisse que celle qui résulterait d'une section ronde des assemblages de fibres ou des torons formant les éléments (2;4) constitutifs du câble. 8. Câble en fibres synthétiques selon la revendication 7, remarquable en ce que les assemblages de fibres ou les fob_ - 9- torons sont retordus de manière lâche ou ont une section autre que ronde, ou en ce que les éléments constitutifs du câble ont une surface extérieure lisse fournie par un gainage de préférence obtenu par extrusion. 9. Câble en fibres synthétiques selon l'une quelconque des revendications PrScédentes, remarquable en ce que les éléments constitutifs du cble sont retordus de manière lâche. 10. Câble en Libres synthétiques selon l'une quelconque des revendications précédentes, remarquable enc e que, no- tamnment lorsqu'il est constitué selon la revendication 8, il est lui-même élément constitutif d'un cible. Par procuration de la Soci té dite: DRAHTSEILWERK SAAR GMîH Le mandataire: I th RELYVELD) (Mme