Brevet FR2559316A1 — publié le 19850809

L'invention concerne d'une manière générale un câble enterré de service, et plus particulièrement un appareil particulier destiné à retirer un câble enterré existant et à le remplacer par un câble neuf. A l'heure actuelle, des milliers de kilomètres de câble distribution électrique et d'autres types de cibles de service sont enterrés dans le sol. A plus ou moins brève échéance, chacun de ces câbles finit par être défectueux et doit être remplacé. La plupart de ces câbles de service ont été initialement enterrés dans et le long de tranches s'étendant le long de zones non développées ; par conséquent, on pouvait accéder assez aisément aux câbles en creusant. Cependant, un problème courant est qu'à présent, étant donné que des rues, des trottoirs, des jardins et d'autres nouvelles réalisations sont apparus} le câble enterré est devenu relativement inaccessible. Néanmoins, la technique la plus courante pour remplacer un câble existant est de suivre la tranchée originale et de récupérer et de remplacer le câble aux dépens des réalisations nouvelles à la surface du sol. Ceci est évidemment long, coûteux et dans de nombreux cas, incommode. Une autre façon a d'aborder le problème a consisté à utiliser une technique de forage horizontal qui nécessite de creuser un puits et de mettre en oeuvre un dispositif de percussion pour forer un trou. Bien que cette technique évite de détruire et de reconstruire les réalisations de surface, les problèmes qui lui sont propres sont de ne pas pouvoir mattriser avec précision la direction du forage et le forage peut donc ne pas émerger au point souhaité ou suivre le câble avec précision. Compte tenu de ce qui précède, on a mis au point un appareil destiné à suivre un câble, qui propose une nouvelle technique pour remplacer un câble enterré existant. L'appareil tel que décrit, par exemple, dans le brevet des EtatscUnis d'Amérique NO 4 385 667, comprend un corps principal suiveur de câble qui peut coulisser ou se déplacer le long du câble à remplacer. L'appareil produit des jets de fluide destinés à attaquer le sol autour du câble. Une fois que le sol autour du câble a été ameubli à l'aide de cet appareil, le câble peut être aisément tiré hors du sol. Dans le mdme temps, le câble de remplacement peut être attaché au câble existant et tiré à sa place. D'autres dispositifs particuliers destinés à suivre un câble sont décrits dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amdrique NO 289 211, déposée le 3 août 1981 au nom de Reichman et collaborateurs. En particulier, les figures 6 à 9 de cette demande représentent un corps principal télescopique, deux mk2nismes de prise d'un câble et un dispositif à cylindre et piston actionné hydrauliquement. Le corps est placé autour du câble à remplacer et l'ensemble à cylindre et piston est utilisé pour commander les mécanismes de prise du câble afin qu'ils prennent le câble et le libèrent de façon à faire glisser le corps télescopique le long du câble, vers l'avant. Le dernier perfectionnement apporté à ce domaine est décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 414 483 déposée le 2 septembre 1982 au nom de Douglas P. Kelley sous le titre "CABLE GRIPPING APPARATUS HAVING FORWARD AND REWARD MOVEMENT CAPABILITIES1. Cette demande décrit un appareil destiné à suivre un câble comportant un corps principal, des moyens reliés au corps principal et utilisant des premier et second dispositifs de prise du câble destinés à prendre alternativement un câble associé pour déplacer le corps principal vers l'avant du câble, et des moyens destinés à relâcher les deux dispositifs de prise afin que le corps principal puisse être déplacé vers l'arrière, le long du câble, à l'aide d'une corde de traction.L'invention apporte un perfectionnement particulièrement utile à l'appareil décrit dans la demande précitée. Cependant, l'invention peut s'avérer utile en s'appliquant aux dispositifs suiveurs de câble décrits dans toutes les demandes mentionnées précédemment. Un problème auquel toutes les formes précédentes d'outils suiveurs de câble ont été confrontées est la présence d'une ouverture annulaire statique par laquelle le câble entre dans l'outil. Cette forme de réalisation donne satisfaction sur un câble gainé, mais pose des problèmes lors d'un déplacement sur un câble neutre concentrique. L'espace annulaire, en glissant sur un câble neutre concentrique qui, ainsi ou'il est bien connu, est entouré ou enveloppé de fils métalliques sensiblement hélicoidaux, pousse tous fils métalliques neutres corrodés ou rompus avant lui. Ces fils neutres tendent ainsi à s'entasser en avant de l'élément annulaire en mouvement. Lorsqu'un certain nombre de fils s'est accumulé, le suiveur de câble peut finir par s'arrêter. L'invention a donc pour objet de proposer un appareil perfectionné destiné à suivre un câble, capable de suivre sur toute sa longueur un câble neutre concentrique sans être bloqué par des fils neutres rompus ou corrodés. Un autre problème posé par les fils neutres rompus, qui découle des problèmes indiqués ci-dessus, est que, lorsqu'un nombre suffisant de fils métalliques rompus ou corrodés s'est accumulé pour arrêter le mouvement du suiveur de câble, cet arrêt a généralement lieu dans le sol. Bien que la distance le long du câble, à laquelle le blocage a lieu, puisse être approximativement calculée, les seuls moyens connus pour résoudre un problème de blocage, une fois que ce dernier a eu lieu, ont consisté, soit à prendre le suiveur de câble à l'extrémité opposée du câble et à tenter de décoincer le câble sur toute la longueur jusqu'd la partie bloquée, à partir de l'extrémité opposée, ce qui a pour résultat une perte de temps importante, soit de creuser dans le sol vers le point approximatif d'arrêt du suiveur de câble et de retirer manuellement les fils entassés.Ceci a également pour résultat, évidemment, une perte d'un grand nombre des avantages du suiveur de câble de l'invention, rendant plus difficile la justification de la mise en oeuvre de l'outil. L'invention a donc pour objet un suiveur de câble modifié, capable d'éliminer le problème posé par l'entassement des fils neutres corrodés et rompus. L'invention a pour autre objet d'offrir un moyen permettant de rabattre plus étroitement contre le câble des fils métalliques rompus ou corrodés afin que le suiveur de câble ne soit pas freiné dans sa progression et que le câble puisse être tiré en douceur de la saignée lorsque le suiveur a fini son travail. On atteint ces objectifs en prévoyant, à l'intérieur du corps principal de l'appareil destiné à suivre un câble, un élément annulaire tournant placé à la partie avant du corps où l'ouverture du corps passant sur le câble entre en premier en contact avec les fils neutres concentriques. L'élément annulaire, en tournant dans le sens des fils neutres d'enveloppement, a pour effet de rabattre tous fils s'étant rompus. Par suite, au lieu de s'entasser en avant de l'élément annulaire comme c'est le cas lorsque cet élément annulaire est statique, les extrixités redressées des fils sont rabattues contre le câble. Un autre perfectionnement réside dans une gorge hélicoidale usinée dans la surface avant de l'élément annulaire rotatif.L'ouverture vers cette gorge hélicoldale rotative s'étend au-delà d'une plaque statique de coupe qui constitue la plus grande partie de la surface avant du corps principal. La gorge est inclinée vers l'arrière, le long d'un côté de l'élément annulaire, sous un angle proche de, mais inférieur à,la perpendiculaire à la direction d'avance du corps principal. En conséquence, le tronçon extrême terminal de la gorge hélicoidale tourne dans un plan situé légèrement en retrait de la surface statique de coupe. Les fils qui sont rompus et tirés à distance du câble sont pris et entraînés dans la gorge vers une position où ils sont maintenus contre la surface du couteau statique et coupés par la force exercée par le c6té de la gorge hélicofdale qui comprime les fils contre la surface statique de coupe. Ainsi, les fils rompus et tirés à distance du câble peuvent être coupés à une longueur leur permettant d'être rabattus contre le câble sous l'effet de la rotation continue de l'élément annulaire rotatif. Conformément à un autre perfectionnement, l'angle d'hélice est choisi (avantageusement à environ 80) de façon à éloigner de l'hélice de coupe en les faisant rouler, les cailloux lors de la rotation de l'élément annulaire. En outre, l'air comprimé est émis au centre de l'élément annulaire afin de réduire l'entrée de graviers. L'air arrive avantageusement par des conduites d'air de chasse qui passent à travers une partie statique du bâti du corps principal pour aboutir au droit de la surface statique de coupe et de la gorge rotative de coupe. L'air est émis dans la zone du centre de l'élément annulaire par des canaux ménagés dans le couteau hélicoldal rotatif. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels - la figure 1 est une coupe longitudinale partielle de l'appareil destiné à suivre un câble selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de face de l'appareil de la figure 1 ; et - la figure 3 est une coupe partielle selon la ligne EE de la figure 2, montrant la conduite d'air d'alimentation et de chasse qui fournit de l'air comprimé la partie avant de l'élément annulaire et aux -gorges du couteau hdlicoldal rotatif constituant la partie avant de l'élément annulaire. La figure 1 illustre les parties d'un appareil destinées à suivre un câble, qui sont d'une importance primordiale pour la compréhension de l'invention. L'appareil comprend un tube ou corps principal 10 de support définissant un cylindre 24 et portant, à sa partie avant, un élément annulaire rotatif 12 qui définit la partie avant du cylindre. L'élément annulaire rotatif est entrains par un moteur hydraulique 14 par l'intermédiaire d'une transmission 16 à engrenage, ainsi qu'il est bien connu dans cette technique. La partie avant de l'élément annulaire présente une gorge hélicoldale 20 qui coopère avec une surface statique 22 de coupe de manière à sectionner les fils qui sont rompus et tirés à l'écart du câble, afin que le câble puisse pénétrer relativement aisément dans l'extrémité ouverte du cylindre 24 défini par l'élément annulaire rotatif 12.Les autres parties importantes du suiveur de câble comprennent un mécanisme d'entratnement dont une partie est indiquée globalement en 26 et qui possède des dispositifs de prise, par exemple le dispositif indiqué en 27, destinés à tirer le suiveur de câble vers l'avant, le long du câble, comme décrit dans la demande N0 414 483 précitée, des moyens sous la forme de buses, situés dans la partie extrême avant 18 de l'élément annulaire 12 afin de former un jet de fluide sous haute pression pour ameublir le sol autour du cable, comme décrit dans le brevet NO 4 385 667 précité, et des jets d'air, comme montré sur la figure 3 de la présente demande, destinés à réduire le nombre de cailloux ou autres corps pouvant pénétrer dans l'élément annulaire défini dans le cylindre 24.Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 1 et 2, en faisant tourner l'élément annulaire dans le sens des fils neutres d'enveloppement, ces fils tendent à être rabattus contre le câble, ce qui permet à ce dernier de pénétrer aisément dans le cylindre 24. Dans les cas où les fils sont rompus, les extrémités sont prises par l'ouverture 32 de façon à pénétrer dans la gorge annulaire 20. Cette ouverture 32 s'étend au-delà de la face avant de la plaque statique 22 de coupe,oui constitue lasurface avant du suiveur de câble. Ainsi, lorsque les extrémités des fils rompus viennent en contact avec le suiveur de câble, la gorge rotative ménagée dans l'élément annulaire prend les extré- mités qui sont ensuite amenées à force vers la surface statique de coupe par l'angle auquel la gorge est usinée dans l'élément annulaire.Ainsi qu'on peut le voir en observant la figure 2, étant donné que la surface statique 22 de coupe entoure totalement l'ouverture annulaire qui constitue la partie tournante de 11 élément annulaire, avec un jeu 34 ne dépassant pas 0,005 mm, les fils sont appliqués à force contre la surface statique de coupe et sectionnés par la pression s'exerçant entre l'arête avant 36 de la gorge et l'arête avant de la surface statique 22 de coupe. Ainsi, tous les fils tendant autrement à s'amasser en avant du suiveur de câble sont sectionnés et tombent du côté du suiveur de câble, de sorte que son passage le long du câble s'effectue relativement sans gêne. Un autre détail du dispositif apparaissant sur la figure 1 et- qu'il est utile de noter en tant que partie de la construction mécanique du suiveur de câble, est que la boue, qui comprend un mélange d'eau et de bentonite, est amenée à l'orifice 30 par un canal 42 qui est situé dans l'élément annulaire rotatif. Pouriccorder ce canal 42 à la conduite d'alimentation en boue, un joint d'étanchéité du type à labyrinthe, bien connu dans cette technique, est prévu. La boue d'alimentation (non représentée) arrive à ce joint par une conduite d'alimentation en boue et pénètre dans le canal par une ouverture 46 qui est constamment en communication avec le canal 42. Le joint d'étanchéité à labyrinthe, qui est lubrifié à la graisse, est nécessaire pour permettre une rotation libre de l'élément annulaire à l'intérieur d'un corps 48 de palier. La boue est éjectée à force en avant et vers le côté du suiveur de câble en passant par les orifices 30 qui tournent avec l'élément annulaire, de sorte que deux orifices seulement doivent être prévus, contrairement au plus grand nombre d'orifices utilisés dans l'art antérieur. Une autre caractéristique importante du perfectionnement de la présente invention apparatt sur la figure 3 qui est une coupe suivant la ligne EE de la figure 2. Cette coupe, en plus de montrer l'élément annulaire 12 qui aboutit au couteau rotatif 18, montre également une conduite 50 d'alimentation en air qui arrive, par un canal 52, à l'arrière de la surface statique 22 de coupe et débouche dans une gorge 54 usinée dans la face de la partie extrême du couteau statique. Grâce à la présence de cette gorge, un écoulement d'air important peut être dirigé vers l'extrémité ouverte du cylindre 24 défini par l'élément annulaire rotatif. Cet air sous haute pression a pour résultat une diminution notable-de l'introduction de graviers dans l'extrémité du suiveur de câble.L'entrée réduite de cailloux et de graviers est également due au fait que la gorge 20 est usinée à un angle d'environ 80 d'une perpendiculaire vers la direction d'avance le long du câble. En utilisant cet angle d'hélice choisi, les cailloux se trouvant à la partie inférieure de la tranchée du câble tendent à rouler en arrière de l'hélice de coupe. L'entrée de graviers est également réduite par une diminution de la section ouverte du cylindre 24 ; la section agrandie de l'élément annulaire offre également un meilleur support mécanique pour le couteau. En résumé, la rotation de l'élément annulaire à entrée centrale dans le suiveur de câble assume -à la fois les fonctions d'envelopper et de rabattre étroitement les fils autour du câble suivi et de couper les fils ne pouvant être rabattus. La rotation de l'élément annulaire réduit également le nombre de jets de boue à prévoir ; la distribution de boue, utilisée pour faciliter le passage du suiveur dans la tranchée du câble, est assurée par un orifice 30 qui est incliné d'environ 900 vers le haut, à partir de la direction de course, et par un jet de boue dirigé vers l'avant, comme montré sur la figure 2. L'entrée de graviers à l'intérieur du cylindre 24 est également minimisée par l'angle aigu de la gorge hélicoldale de coupe et par les jets d'air dirigés vers le centre de l'entrée cylindrique. L'action d'enveloppement étroit de l'élément annulaire rotatif permet également un ajustement plus étroit de l'ouverture annulaire sur le câble neutre, ce qui réduit davantage l'entrée de matières étrangères dans le cylindre, comme représenté, à la section réduite 60 formant la partie extrême du cylindre 24. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil destiné à se déplacer le long d'un câble souterrain existant, dans une direction orientée vers l'avant, comprenant un corps principal (10) et des moyens (26) destinés à le déplacer vers l'avant le long du câble, caractérisé en ce qu'il comporte un cylindre rotatif (24) situé à l'intérieur du corps principal et dans lequel le câble passe, et un élément annulaire (12) porté par le corps principal, entourant la partie avant du cylindre et tournant autour dudit cylindre afin d'éloigner les obstacles du câble. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens destinés à déplacer le corps comprennent des dispositifs (27) de prise faisant saillie à l'intérieur du cylindre, l'élément annulaire rotatif s'étendant d'une face avant du corps principal jusqu'à un point proche des dispositifs de prise du cable.- 3. Appareil selon la revendication 1, destiné à se déplacer le long d'un câble enveloppé de fils, caractérisé en ce que le corps principal comprend des moyens (14, 16) destinés à faire tourner l'élément annulaire dans le sens de l'enveloppement formé par les fils. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps principal présente une face avant au-delà de laquelle l'élément annulaire rotatif s'étend, cet élément annulaire présentant une gorge hélicoldale (20) qui s'étend partiellement jusqu'au côté de l'élément annulaire. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ouverture de la gorge s'étend au-delà de la face avant du corps principal, ladite gorge étant inclinée dans le sens d'avance le long du câble, au moins une partie de la gorge étant située en arrière de la face avant du corps afin -que des fils pris par la gorge rotative soient rabattus contre la face avant du corps principal. 6. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la face avant du corps principal comporte un élément statique (22) de coupe entourant l'élément annu laire, les fils pris par la gorge étant rabattus contre l'élément statique de coupe afin que des extrémités des fils soient sectionnées. 7. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la gorge hélicoldale forme un angle d'environ 80 avec la verticale afin que les pierres tendent à etre éloignées en roulant de ladite gorge hélicoidale. 8. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (54) destinés à émettre de l'air à partir du pourtour de l'extrémité ouverte du cylindre recevant le câble afin de réduire l'entrée de graviers autour du câble. 9. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps principal comprend des moyens (50) destinés à amener l'air à la face avant du corps, et un canal (52) ménagé dans la partie avant de l'élément annulaire rotatif afin d'émettre de l'air autour du câble entrant dans le cylindre. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens destinés à émettre un courant de fluide sous haute pression en avant du corps principal, ces moyens comprenant au moins une buse qui tourne avec l'élément annulaire et qui est raccordée à une source d'alimentation en fluide sous haute pression. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que la buse est ouverte vers l'avant de l'élément annulaire rotatif afin de diriger ledit fluide sensiblement vers l'avant de l'appareil, le long du câble. 12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte une seconde buse s'ouvrant à travers la partie de l'élément annulaire s etendant au-delà du corps principal afin de diriger ledit fluide sensiblement vers le côté de la direction d'avance du corps principal. 13. Appareil destiné à couper le sol autour et le long d'un câble existant enveloppé de fils dans une direction donnée de rotation, caractérisé en ce qu'il comporte un corps principal (10) comprenant un tube cylin drique (24) qui peut coulisser axialement sur le câble, des moyens pénétrant dans le cylindre afin de faire avancer le corps principal le long du câble, un élément annulaire rotatif (12) définissant une partie du cylindre et s'étendant d'un point situé en avant des moyens d'avance jusqu'à et au-delà d'une face avant du corps principal, des moyens (26) destinés à faire tourner l'élément annulaire dans la direction donnée de rotation, la partie de l'élément annulaire s'étendant au-delà de la face avant comprenant des moyens destinés à couper des fils rompus, la rotation de l'élément annulaire ayant pour effet de rabattre les fils, en les faisant tourner, contre le câble. 14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de coupe comprennent une gorge hélicoidale (20) s'étendant jusqu'au côté. de l'élément annulaire, l'ouverture de la gorge s'étendant au-delà de la face avant du corps principal, l'extrémité terminale de la gorge tournant au moins partiellement en arrière de la face avant afin que des fils pris dans ladite gorge soient rabattus contre la face avant du corps. 15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que la face avant du corps principal comprend un élément statique (22) de coupe entourant l'élément annulaire, des fils pris par ladite gorge étant rabattus contre l'élément statique de coupe afin que leurs extrémités soient sectionnées. 16. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (54) destinés à émettre de l'air à partir du pourtour de l'extrémité ouverte du cylindre recevant le câble afin de réduire l'entrée de graviers autour du câble. 17. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le corps principal comprend des moyens (50) destinés à amener de l'air à la face avant du corps, et un canal (52) ménagé dans la partie avant de l'élément annulaire rotatif et destiné à émettre de l'air autour du câble entrant dans le cylindre. 18. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'au moins la partie avant (60) du cylindre est de section réduite afin de limiter l'entrée de graviers.