Brevet FR2547641A1 — publié le 19841221

La présente invention a trait à des câbles armés, à des câbles à fils torsadés ou autres câbles du même type, et plus particulièrement à l'ancrage d'une ou plusieurs couches de câbles de ce type. Dans l'un de ses aspects, la présente invention prévoit une méthode de fixation d'une couche sensiblement cylindrique d'une pièce allongée à une pièce d'ancrage, cette méthode incluant plusieurs étapes, à savoir la mise en place d'une première pièce de serrage annulaire sous la couche cylindrique, la mise en place d'une deuxième pièce de serrage sur la couche cylindrique et par-dessus la première pièce de serrage, la 10 deuxième pièce de serrage étant poussée radialement sur la pièce allongée, vers la première pièce de serrage, ladite couche étant ainsi serrée entre les deux pièces, par des moyens servant également à fixer la première et la deuxième pièce de serrage à la pièce d'ancrage et qui sont tels que, lors d'un accroissement ultérieur de la charge axiale sur la pièce allongée, 15 on constate un accroissement de la force de serrage appliquée à la couche par la première et la deuxième pièce de serrage. Selon un autre aspect de la présente invention, il est prévu un dispositif d'ancrage, pour la fixation d'une couche sensiblement cylindrique d'une pièce allongée, formé d'une portion murale de la pièce d'ancrage, 20 d'une première pièce de serrage annulaire adaptée de façon à être mise en place sur la pièce allongée, sous la couche cylindrique, l'une des extrémités s'appuyant sur la partie murale, une deuxième pièce de serrage adaptéE de façon à être mise en place sur la couche cylindrique et par-dessus la première pièce de serrage, l'une des extrémités s'appuyant sur la partie 25 murale, cette deuxième pièce de serrage pouvant se déplacer radialement par rapport à la première pièce de serrage, et d'un collier de blocage prévu pour tre fixé à la partie murale, de manière à fixer la première et la deuxième pièce de serrage, et prévu pour engendrer un mouvement radial de la deuxième pièce de serrage en réponse à un mouvement axial vers la partie murales de sorte que dans l'utilisation, la première et la deuxième pièce de serrage et le collier coopèrent pour accroître la force de serrage appliquée à la couche cylindrique lors d'une augmentation de la charge axiale est appliquée à la pièce allongée. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite à titre d'example non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: la figure 1, une vue en coupe d'un dispositif d'ancrage de câble armé conformément à l'un des aspects de la présente invention; la figure 2, une vue latérale, en regardant dans le sens de la flèche A de la figure 1 et à plus grande échelle, d'une version de la pièce de serrage interne qui peut être utilisée avec le dispositif de la figure 1; la figure 3, une vue latérale, si en regardant dans le sens de la flèche A de la figure 1 et à plus grande échelle, de l'un des modes de réalisation de la pièce de serrage extérieure pouvant être utilisée avec le dispositif de la figure 1, et la figure 4, un schéma illustrant une coupe transversale partielle d'un câble formé de deux couches de fils d'armure et d'une pièce de serrage 10 interne. Le système d'ancrage représenté à la figure 1 est utilisé pour fixer une couche cylindrique d'un élément allongé, cette couche étant formée d'une couche simple 1 de fils en acier résistant appliqués hélicoîdalement sur une âme de câble 2, à une plaque d'ancrage 3 qui est fixée, par 15 exemple, à un boîtier de répéteur ou à une chambre de raccordement (non représentée) L'âme du câble peut être reliée à un câble d'armorce 4 par l'emploi d'un moulage diélectrique conique classique, tel que celui représenté en 5. L'âme du caâble 2 peut être par exemple du type câble coaxial sous20 marin léger, ou peut encore comporter des fibres optiques Plus particulièrement, dans le cas de câbles sous-marins à fibres optiques, il est nécessaire d'avoir une élongation minimale des fibres, de façon à éviter toute rupture, particulièrement pendant la pose des câbles et lors du relevage des câbles, lorsque les forces de traction sur le câble sont les plus 25 importantes Il est donc souhaitable que toute augmentation de force appliquée sur le câble au niveau des points d'ancrage de l'armure n'entraîne pas un glissement des fils d'armure par rapport à l'ancrage, ce qui engendrerait une contrainte sur les fibres optiques Les présents dispositifs d'ancrage sont donc conçus de façon à engendrer une force accrue de serrage 30 des fils en cas d'une augmentation de la charge sur le caâble. Les fils d'armure 2 sont serrés entre une première pièce de serrage (interne) 6 et une deuxième pièce de serrage (externe) 7 qui sont poussées l'une vers l'autre au moyen d'un collier de blocage 8 Le collier de blocage 8 se trouve sur des goujons 9 fixés à la plaque d'ancrage 3 et a un alésage interne conique qui s'adapte directement à une surface conique convexe 10 représentée par la pièce de serrage externe 7 La pièce de serrage externe 7 est divisée longitudinalement et est ainsi formée de toute une série de segments indépendants ( 4 segments identiques 11 dans la version représentée à la figure 3) La pièce de serrage interne 6 est cylin- 3 2547641 drique et son alésage intérieur 12 à une forme prévue pour s'adapter à l'âme du câble sous-jacent avec lequel il doit être utilisé Dans l'exemple représenté, l'alésage intérieur 12 est cylindrique sur la majeure partie de sa longueur, et d'un diamètre comparable à celui du câble d'amorce 4, la portion restante étant conique, de façon à s'adapter à la forme conique en 5, entre l'âme du cable sous-marin 2 et le câble d'extrémité 4. La surface extérieure 13 de la pièce de serrage interne 6 est adaptée de façon à faciliter le serrage des fils d'ancrage 1 entre les pièce de serrage interne et externe Comme le montre la figure 2, la surface exté10 rieure 13 peut être usinée de façon à présenter des rainures extérieures en hélice 14, une pour chaque fil d'armure, ces rainures permettant de mainteni les fils d'armure au diamètre primitif du câble et dans l'angle de pose. Cela permet de garantir un affaissement minimal des fils lors du serrage initial, et de faire en sorte que les fils ne soient soumis qu'à des forces de traction jusqu'à l'ancrage Du fait de l'usinage nécessaire, une pièce de serrage interne de ce type est cependant coûteuse à produire Une autre solution consiste donc à prévoir sur la surface cylindrique extérieure 13 un filetage de vis, de préférence un filetage spécifiquement adapté 20 pour le serrage. L'orifice interne de la pièce de serrage externe 7, formé des 4 segments 11 (figure 3), est un alésage intérieur à filets parallèles, le profil du filetage étant de nature à permettre de mordre dans les fils Le profil de filetage de la pièce de serrage externe 7 est de préférence 25 l'inverse de celui prévu sur la surface cylindrique 13, dans la mesure du possible, de façon à produire un effet de serrage maximal Dans la pratique, la pièce de serrage externe 7 est poussée radialement vers la pièce de serrage interne 6 lorsqu'on serre les paires de contre-écrous 15 sur les goujons 9 du fait de la-nature segmentaire de la pièce de serrage 7, de la coopération des surfaces coniques du collier de blocage 8 30 et de la pièce mâchoire 7, et de l'engagement des pièces de serrage interne et externe contre la plaque 3 Les fils d'ancrage étant ainsi serrés dans le dispositif de fixation, toute augmentation de la charge sur le cable tendant à éloigner les extrémités des fils d'armure de la plaque d'ancrage 3 va, du fait de l'engagement des surfaces coniques du dispositif d'ancrage, 35 engendrer des forces de serrage correspondantes plus élevées dans le dispositif d'ancrage lui-même. Comme le montre la figure 3, chaque segment 11 de la pièce de serrage externe 7 présente des fentes axiales en 18 depuis la circonférence externe, de façon à offrir trois parties qui sont en fait articulées entre 40 elles par les portions d'épaisseur radiale réduite 19 La pièce de serrage externe de la figure 3 est conçue pour être utilisée avec vingt fils d'armure, et la structure à fentes de chaque segment est telle qu'aucune partie n'enjambe plus de deux fils, de facon à garantir un effet de serrage d'ensemble uniforme sur les fils. De façon à faciliter l'assemblage du dispositif d'ancrage, la pièce de serrage interne est équipée de deux trous filetés 16, et chacun des segments 11 de la pièce de serrage externe possède un orifice fileté 17. Le dispositif d'ancrage de fils d'armure représenté à la figure 1 est monté et utilisé de façon suivante Le câbleavec l'âme 2 et les fils d'armure 1, 10 est connecté au caâble d'amorce 4 de façon classique La pièce de serrage interne 6 est fixée à la plaque d'ancrage 3 au moyen de vis (non représentées) qui pénètrent dans les orifices filetés 16 Les fils d'armure 1 étant coupés à la longueur appropriée, le câble d'amorce 4 est enfoncé par vissage dans l'orifice 12 de la pièce de serrage interne 6, et chacun des fils d'ar15 mure 1 est disposé dans la rainure en hélice 14 appropriée Les parties de la pièce de serrage externe 11 sont fixées à la plaque 3 au moyen de vis (non représentées) qui s'enfoncent dans les orifices filetés 17 de façon à maintenir en place les fils d'armure correspondants Le collier de blocage 8, que l'on peut, le cas échéant, glisser sur l'extrémité du caâble avant de faire 20 pénétrer le câble d'amorce par vissage dans la pièce de serrage interne 6, est placé sur les goujons 8, le premier écrou de la paire de contre- écrous étant au départ serré de façon lâche Les vis fixant les pièces de serrage interne et externe à la plaque d'ancrage sont alors retirées et les premiers écrous de la paire de contre-écrous 15 sont vissés sur les 25 goujons jusqu'à un couple prédéterminé auquel les fils armés se trouvent bien serrés entre les pièces de serrage interne et externe, le filetage, d'au moins la pièce de serrage externe mordant dans le fil Le deuxième écrou de chaque paire est ensuite vissé sur le goujon 9 de façon à verrouiller le collier 8 en place par rapport à la plaque 3 La plaque d'ancrage 3 30 est de préférence en acier B 5970 EN 25, le collier de blocage 8 en acier B 5970 EN 25, et les pièces de serrage interne et externe en acier à forte teneur en carbone, conformément à B 54659 BD 3 (désignations connues aux Etas-Unis d'Amérique). Jusqu'à présent, la description n'a concerné que l'ancrage d'une 35 couche simple de fils d'armure en acier appliqués en hélice, mais le même dispositif de fixation de base, tel qu'il est décrit aux figures 1 à 3, peut également être utilisé avec deux couches de fils d'armure en acier enroulés dans le même sens ou en sens contraire& Dans le cas d'un câble avec deux couches de fils d'armure 21 et 22, il est cependant préférable de 40 prévoir une pièce intermédiaire, telle qu'une pièce formée des éléments 20 coupés de facon appropriée (figure 4), dans chacun des espaces interstitiels extérieurs de la couche interne 21 de fils d'armure, à proximité du dispositif d'ancrage, de façon que cette couche interne présente alors une surface cylindrique plus lisse sur laquelle pourra se mettre en prise la couche 5 externe, laquelle sera forcée contre la couche interne par la pièce de serrage externe 7 (non représentée) lorsqu'on utilisera le dispositif d'ancrage, la force de serrage étant ainsi répartie de façon plus uniforme. La pièce intermédiaire peut également être formée d'un tube support à segmen multiples (non représenté) disposé sur la couche interne 21 de fils d'armure 10 à proximité du point d'ancrage, et tel qu'il écarte les couches 21 et 22 l'u de l'autre Le tube peut être formé de quatre segments Bien que l'invention ait été décrite en faisant référence à la fixation de câbles armés, elle peut également s'appliquer pour la fixation d'autres pièces ou câbles à fils torsadés, d'autres pièces allongées ayant une couche cylindrique à serrer, 15 telles qu'une ou plusieurs couches d'éléments de renforcement torsadés en acier, ces pièces allongées pouvant par exemple incorporer un tube à écoulement de fluide avec ou sans conducteurs de communications optiques ou électriques. D'une manière générale, il est bien évident que la description qui 20 précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Méthode de fixation d'une couche sensiblement cylindrique d'une pièce allongée à une pièce d'ancrage, caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes suivantes:mettre en place une première pièce de serrage annulaire ( 6) sous la couche cylindrique ( 1), mettre en place une deuxième pièce de serrage ( 7) sur la couche cylindrique et par-dessus la première pièce de serrage, pousser la deuxième pièce de serrage radialement par rapport à la pièce allongée ( 2) vers la première pièce de serrage, de façon à serrer la couche se trouvant entre les deux pièces, par des moyens ( 8) permettant également de fixer la première et la deuxième pièce de serrage 10 à la pièce d'ancrage ( 3), et qui sont tels que, lors d'un accroissement ultérieur de la charge axiale sur la pièce allongée, il y ait un accroissement de la force de serrage appliquée à la couche par la première et la deuxième pièce de serrage. 2 Méthode conforme à celle de la revendication 1, caractérisée en 15 ce que la deuxième pièce de serrage est divisée longitudinalement en une pluralité de segments ( 11). 3 Méthode conforme à celle de la revendication 1 ou de la revendication 2, caractérisée en ce que la surface extérieure de la deuxième pièce de serrage présente un diamètre qui va en diminuant en s'éloignant de la 20 pièce d'ancrage, et lesdits moyens utilisés comprennent un collier de blocage, disposé autour de la deuxième pièce de serrage, ayant une surface interne conique coopérant directement avec la surface externe de la deuxième pièce de serrage. 4 Méthode conforme à la revendication 3, caractérisée en ce que 25 la pièce d'ancrage comprend une portion murale contre laquelle une face d'extrémité correspondante de chacune des première et deuxième pièces de serrage vient s'appuyer, et en ce que la deuxième pièce de serrage est poussée radialement vers la première pièce de serrage, le collier de blocage étant poussé vers la partie murale. 5 Méthode conforme à celle de la revendication 4, caractérisée en ce que le collier de blocage est placé et fixé sur des goujons eux-mêmes fixés à la partie murale. 6 Méthode conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la couche cylindrique est formée d'une plura35 lité de fils d'armure enroulés en hélice sur la pièce allongée, en une couche unique. 7 Méthode conforme à celle de la revendication 6, caractérisée en ce que la surface extérieure de la première pièce de serrage comprend un pluralité de rainures hélicoïdale au même pas sensiblement que les fils d'armure. 8 Méthode conforme à celle de la revendication 6, caractérisée en ce que la surface extérieure de la première pièce de serrage est filetée de façon à mordre dans les fils d'armure afin d'améliorer l'effet de serrag 9 Méthode conforme à celle de l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que la surface interne de la deuxième pièce de serrage est filetée de façon à mordre dans les fils d'armure afin d'amélio10 rer l'effet de serrage. Méthode conforme à celle de l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la couche cylindrique est formée d'une pluralité de fils d'armure appliqués en hélice sur la pièce allongée, suivant deux couches, les fils des deux couches étant disposés dans le même sens 15 ou dans des sens opposes. 11 Méthode conforme à celle de la revendication 10, caractérisée en ce que la surface externe de la première pièce de serrage inclut une série de rainures avec une disposition en hélice sensiblement identique à la disposition en hélice de la couche interne de fils d'armureune rainure 20 correspondante étant prévue pour chacun des fils de la couche interne. 12 Méthode conforme à celle de la revendication 10, caractérisée en ce que la surface externe de la première pièce de serrage est filetée de façon à mordre dans la couche interne de fils d'armure pour améliorer l'effet de serrage 13 Méthode conforme à l'une quelconque des revendications 10 à 12 = caractérisée en ce que la surface interne de la deuxième pièce de serrage est filetée de façon à mordre dans la couche externe de fils d'armure pour améliorer l'effet de serrage. 14 Méthode conforme à l'une quelconque des revendications 10 à 13. 30 caractérisée en ce qu'elle comprend l'étape suivante: mise en place de pièces découpées de façon appropriée dans chacun des espaces interstitiels extérieurs de la couche interne de fils d'armure, à proximité de la premièr E pièce de serrage, la couche interne de fils d'armure présentant ainsi une surface cylindrique plus lisse à la couche externe de fils d'armure. 15 Méthode conforme à l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisée par l'étape suivante: mise en place d'un tube support à segments multiples entre les couches interne et externe de fils d'armure, à proximité de la première pièce de serrage, le tube support servant à écartez les couches de fils d'armure l'une de l'autre. 16 Système d'ancrage, pour la fixation d'une couche sensiblement cylindrique d'une pièce allongée, caractérisé en ce qu'il comprend une portion murale de pièce d'ancrage ( 3), une première pièce de serrage annulaire ( 6) prévue pour être disposée sur la pièce allongée ( 2), sous la couche cylindrique ( 1), l'une de ses extrémités s'appuyant sur la partie murale, une deuxième pièce de serrage ( 7) prévue pour être disposée sur la couche cylindrique et par-dessus la première pièce de serrage, l'une de ses extrémités s'appuyant sur la partie murale, cette deuxième pièce de serrage pouvant se déplacer radialement par rapport à la première pièce de serrage, 10 et un collier de blocage ( 8) prévu pour être fixé à la partie, de façon à permettre d'assurer la fixation de la première et de la deuxième pièce de -serrage, ce collier étant prévu de façon à engendrer un mouvement radial de la deuxième pièce de serrage sur un mouvement axial vers=la-partieemurale, de façon que la pre15 mière et la deuxième pièce de serrage, ainsi que le collier de blocage coopèrent de façon à accroître la force de serrage appliquée à la couche cylindrique lors d'un accroissement de la charge axiale appliquée à la pièce allongée. 17 Système d'ancrage conforme à celui de la revendication 16, 20 caractérisé en ce que la deuxième pièce de serrage est divisée longitudinalement en une pluralité de segments ( 11). 18 Système d'ancrage conforme à celui de la revendication 16, ou de la revendication 17, caractérisé en ce que la surface externe de la deuxième pièce de serrage a un diamètre qui va en diminuant dans une pre25 mière direction qui, lorsqu'on utilise le système, s'écarte de la partie murale, et en ce que la surface interne du collier de blocage présente également un diamètre qui va en diminuant dans le premier sens et collabore directement avec la surface externe de la deuxième pièce de serrage. 19 Système d'ancrage conforme à celui de l'une quelconque des 30 revendications 16 à 18, comprenant des goujons ( 9) fixés à la partie murale pour la mise en place et la fixation du collier de serrage ( 8). Système d'ancrage conforme à l'une quelconque des revendications 16 à 19, destiné à être utilisé avec une couche cylindrique formée de fils d'armure disposés en hélice sur la pièce allongée, caractérisé en 35 ce que la surface externe de la première pièce de serrage comprend une série de rainures ( 14) disposées en hélice. 21 Système d'ancrage conforme à l'une quelconque des revendications 16 à 19, caractérisé en ce que la surface externe de la première pièce de serrage est filetée de façon à mordre dans la couche cylindrique et à améliorer l'effet de serrage. 22 Système d'ancrage conforme à l'une quelconque des revendication E 16 à 21, caractérisé en ce que la surface interne de la deuxième pièce de serrage est filetée de façon à mordre dans la couche cylindrique et à améliorer l'effet de serrage. 23 Système d'ancrage conforme à l'une quelconque des revendication 16 à 19, destiné à être utilisé avec une couche cylindrique formée de fils d'armure appliqués en hélice sur la pièce allongée, suivant deux couches, les fils des deux couches étant disposés dans le même sens ou dans des sens 10 opposés, comprenant une série d'éléments coupés de façon appropriée en vue d'être disposés dans les espaces interstitiels extérieurs de la couche interl de fils d'armure, de façon que cette couche interne puisse présenter une surface cylindrique plus lisse à la couche externe de fils d'armure. 24 Système d'ancrage conforme à l'une quelconque des revendicationl 15 16 à 19, destiné à être utilisé avec une couche cylindrique formée de fils d'armure appliqués en hélice sur la pièce allongée, suivant deux couches, les fils des deux couches étant disposés dans le même sens ou dans des sens opposés, comprenant un tube support à plusieurs segments destiné à être placé entre les couches interne et externe de fils d'armure, de façon à les 20 écarter l'une de l'autre,