Brevet FR2665131A1 — publié le 19920131

INSTALLATION DE TRANSPORT PAR CABLE COMPORTANT DES MOYENS PERMETTANT DE CONTROLER LA TENSION ET L'ADHERENCE DU CABLE TRACTEUR SUR LA POULIE D'ENTRAINEMENT. La présente invention a trait à un perfectionnement apporté aux installations de transport à câble et qui, d'une manière générale, comportent un câble tracteur se présentant sous la forme d'une boucle fermée passant autour de deux poulies montées à chacune des extrémités de l'installation, et dont l'une est motrice. Elle a trait plus particulièrement à un nouveau type d'installation permettant de contrôler en permanence la tension et l'adhérence du câble tracteur sur la poulie d'entraînement. D'une manière générale, dans les installations de transport à câble, la méthode la plus simple pour exercer une tension constante sur le câble est d'installer une poulie mobile avec un contrepoids. La tension est ainsi constante, mais on se trouve confronté à des problèmes d'inertie et de plus, l'ensemble ainsi réalisé présente un encombrement important. Une autre solution consiste à utiliser des vérins régulés avec asservissement de la tension à une valeur constante. Le principal inconvénient de ces deux solutions réside dans le fait que si l'on connait bien la valeur de la tension à une extrémité de l'installation, en revanche, elle n'est pas déterminée à l'autre extrémité. Par ailleurs, il est bien connu que pour des mesures de sécurité, il est nécessaire de ne pas dépasser la tension maximum du câble sur la poulie amont et de ne pas perdre l'adhérence du câble sur la poulie motrice qui peut se trouver aussi bien à l'amont qu'à l'aval de linstalla- tion. Or, ces solutions ne permettent pas de réaliser un contrôle de tension, ni de couple, ni d'adhérence. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un perfectionnement à de telles installations de transport par câble, qui permet de résoudre ces problèmes. D'une manière générale, l'invention concerne donc une installation de transport par câble du type selon lequel le câble tracteur se présente sous la forme d'une boucle fermée, passant autour de deux poulies montées à chacune des extrémités de l'installation et dont l'une est motrice, l'installation selon l'invention se caractérisant en ce que - la poulie motrice est fixée sur le génie civil ou la charpente de l'installation au moyen d'un support équipé d'au moins un capteur de force permettant de mesurer l'effort de traction des deux brins de câble agissant sur elle - l'entraînement en rotation de l'arbre moteur de la poulie est obtenu par l'intermédiaire d'un réducteur monté flottant, et dont le couple résistant est transmis au génie civil ou à la charpente de l'installation par au moins un bras de réaction équipé d'au moins un capteur de force permettant de mesurer ladite réaction - les capteurs précités sont associés à des moyens de calcul (circuit électronique) permettant de déterminer à partir des mesures effectuées, d'une part les tensions exercées sur chacun des deux brins du câble sur la poulie et, d'autre part, le couple exercé sur la poulie. Grâce à un tel ensemble, il est possible, à partir des valeurs des efforts mesurés par les capteurs, de calculer une grandeur représentative de l'adhérence du câble sur la poulie. Selon une forme préférentielle de réalisation conforme à l'invention, elle comporte des moyens permettant de déclencher un arrêt de sécurité en comparant la valeur de la tension et/ou la valeur représentative de l'adhérence à un seuil prédéterminé. Par ailleurs, si l'installation comporte au moins deux capteurs, chacun de ces capteurs pourrait être remplacé par une pluralité des capteurs élémentaires. Les capteurs utilisés dans l'installation conforme à l'invention sont des capteurs du type conventionnel, par exemple de type électrique, hydraulique ou pneumatique ; de préférence, on utilisera dans une forme de réalisation d'une installation conforme à l'invention des axes dynamométriques qui permettent d'effectuer de telles mesures. Selon une forme de réalisation préférentielle conforme à l'invention - le support permettant le montage de la poulie sur le génie civil ou la charpente est constitué par un ensemble comportant trois attaches, fixées à l'intérieur de chapes et ce, par l'intermédiaire d'axes d'articulation, les chapes latérales étant disposées à un niveau supérieur par rapport au niveau de la chape centrale et cette dernière étant équipée d'un capteur permettant de mesurer l'effort qu'il supporte et en conséquence celui exercé sur la poulie - le bras de réaction associé au réducteur présente une extrémité en forme de chape et comporte un axe équipé d'un capteur permettant de mesurer l'effort horizontal. Par ailleurs, par mesure de simplification dans la suite de la description, l'invention sera décrite et illustrée en montrant la poulie disposée dans un plan horizontal et ce, contrairement à la réalité où dans la plupart des cas, la poulie est très souvent inclinée. En conséquence, l'effort exercé sur la poulie s'exerce dans un plan perpendiculaire à l'axe de cette dernière. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après à titre indicatif mais non limitatif, et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels - la figure 1 représente, en coupe partielle et en élévation, la structure et le montage de la poulie motrice dans une installation de transport à câble réalisée conformément à l'invention - la figure 2 est une vue de dessus en coupe selon A montrant la manière dont est montée la poulie motrice sur le massif en béton de la station - la figure 3 est également une vue de dessus en coupe selon B montrant la manière dont est monté le réducteur entraînant l'arbre de la poulie dans une installation conforme à l'invention - les figures 4,5 et 6 sont des schémas illustrant la manière dont sont réalisées les mesures permettant de déterminer les tensions exercées par chacun des deux brins du câble sur la poulie ainsi que le couple exercé par ladite poulie sur le câble. Dans la suite de la description, par mesure de simplification, l'ensemble d'une installation de transport par câble ne sera pas décrit, seules les adaptations apportées à la manière dont est montée et entraînée la poulie motrice que comporte une telle installation étant décrites en détail. Si l'on se reporte aux schémas annexés, dans une installation conforme à l'invention, la poulie motrice désignée par la référence générale (1) et dans la gorge de laquelle vient passer le câble moteur (non représenté) est montée, sur le massif en béton de la station, désigné par la référence générale (2) par l'intermédiaire d'un support, dont la structure sera vue plus en détail dans la suite de la description, ledit support étant équipé d'au moins un capteur permettant de mesurer l'ef- fort exercé sur la poulie motrice et ce, dans un plan parallèle au plan de la gorge de cette dernière. Dans le mode de réalisation illustré et qui ressort plus particulièrement des figures 1 et 2, un tel montage de la poulie (1) sur le massif en béton (2) de la station est réalisé de la manière suivante. La poulie (1) est montée par l'intermédiaire de roulements à rouleaux (4) sur un manchon support creux (5). Le manchon support (5) comporte, à sa base, un ensemble permettant de le monter, sur le génie civil (2) de l'installation (massif en béton ou charpente). Un tel ensemble est constitué essentiellement d'une base, désignée par la référence générale (6) comportant trois attaches (7,8,9), destinées à être fixées à l'intérieur de chapes (10,11,12) solidaires du massif en béton (2) et ce, par l'intermédiaire d'axes d'articulation (13,14,15). Les chapes latérales (10,11) sont disposées à un niveau différent de la chape centrale (12) (niveau référencé N1 pour les chapes (10,11) et référencé N2 pour la chape (12) (voir figure 1)). Les axes (13,14) situés au niveau N1 pour les chapes latérales sont des axes conventionnels, alors que l'axe (15) situé au niveau N2 est, quant à lui, équipé d'un dispositif, tel qu'un (ou plusieurs) capteur(s), permettant de mesurer l'effort qu'il supporte dans un plan parallèle au plan de la gorge de la poulie et, en conséquence, celui exercé sur ladite poulie (1). L'entraînement en rotation de la poulie (1) est obtenu au moyen d'un moteur (16) par l'intermédiaire d'une transmission (17) comportant des joints de cardans (18,19), au travers d'un réducteur (20) commandant l'arbre (3) relié à la poulie (1). La liaison entre l'arbre (3) et la poulie (1) est obtenue au moyen d'une cloche (21), l'arbre (3) étant cannelé à son extrémité (22), ledit arbre (3) étant centré par un montage de roulements additionnels prévu à l'intérieur du manchon (5). Conformément à l'invention, le réducteur (20) est monté de manière flottante et ce, en étant suspendu à la cloche (21), il est maintenu en rotation par un (ou plusieurs) bras de réaction (23), dont une extrémité est en forme de chape et comporte un axe (24) équipé d'un dispositif tel qu'un capteur permettant de mesurer l'effort dans un plan perpendiculaire à l'axe de la poulie (1). Le bras de réaction (23) est relié au massif en béton (2) (ou charpente) par l'intermédiaire de la tige (27) comportant la chape de liaison (24) côté bras et les fixations élastiques (25,26) côté massif en béton (voir figure 3). Les capteurs d'effort associés aux axes d'articulation (15) et (24) sont des capteurs conventionnels et sont constitués en général de jauges de contraintes (résistance variable en fonction de l'effort), dont l'électronique associée délivre après amplification une tension proportionnelle à l'effort exercé (voir figures 4, 5 et 6). Les deux tensions F1 et F2 sont appliquées à des circuits électroniques classiques du type amplificateur opérationnel, permettant de réaliser les additions, multiplications, divisions, comparaisons à des seuils pour obtenir des tensions proportionnelles aux valeurs finales cherchées ou enclencher des relais tout ou rien lorsque l'on dépasse un seuil. Grâce à un tel ensemble, il est donc possible de réaliser les mesures suivantes. L'effort Fp exercé sur la poulie est égal à la somme des tensions T et t des deux brins du câble, soit T pour le brin tendu et t pour le brin mou Fp = T + t L'effort F1 est mesuré par le capteur de l'axe (15) de la fixation (9-12). Les couples par rapport à l'axe des articulations (13) et (14) exercés par ces forces sont tels que Fp. d1 = F1 d2. On peut en déduire Fp = F1 d2 = k1 F1 avec k1 = bd d1 d1 ou T + t = k1 F1 (1) Le couple moteur exercé sur la poulie (1) est C = (T-t) r1 Il est équilibré par le couple exercé par le bras de réaction (23) : C' = F2 r2 (4) On en déduit (T-t) r1 = - F2 r2 (T-t) = k2 F2 (2) avec k2 = r2 r1 Des équations (1) et (2), on déduit 1. La tension du brin tendu : (T+t) + (T-t) = k1 F1 + k2 F2 2T = k1 F1 + k2 F2 T = 21 (k1 F1 + k2 F2) (3) Cette tension doit, pour des raisons de sécurité, être inférieure à un seuil St 1 (k1 F1 + k2 F2) 2 ou k1 F1 + k2 F2 2.L'adhérence (Ad) du câble sur la poulie Elle est représentée par le rapport effort tangentiel/effort normal T-t k2 F2 Ad- T+t k1 F1 T-t F1 avec F2 avec k2 avec k1 T+t F1 k1 Pour avoir une bonne adhérence, Ad doit être inférieure à un seuil Sa k F2 F1 3. On peut déduire de (1) et (3) la tension du brin mou en soustrayant (3) de (1)) t = k1 F1 - 1 (k1 F1 + k2 F2) 2 t = 2 (k1 F1 + k2 F2) 4. Le couple est obtenu directement par l'expression (4) C = F2 r2 Grâce à un tel ensemble de conception particulièrement simple, on peut donc déterminer avec précision la tension exercée sur les deux brins du câble ainsi que l'adhérence de ce dernier sur la poulie motrice et, par l'intermédiaire de moyens appropriés, déclencher si nécessaire un arrêt de sécurité en comparant les valeurs mesurées (tension et adhérence) avec des seuils prédéterminés. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit précédemment, mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. REVENDICATIONS 1/ Installation de transport par câble du type selon lequel le câble tracteur se présente sous la forme d'une boucle fermée passant autour de deux poulies montées à chacune des extrémités de l'installation et dont l'une (1) est motrice, caractérisée en ce que - la poulie motrice (1) est montée sur le génie civil ou la charpente de l'installation (2) au moyen d'un support équipé d'au moins un capteur de force permettant de mesurer l'effort de traction des deux brins de câble agissant sur elle ;; - l'entraînement en rotation de l'arbre moteur (3) de la poulie (1) est obtenu par l'intermédiaire d'un réducteur (20) monté flottant et dont le couple résistant est transmis au génie civil ou à la charpente de l'installation (2) par au moins un bras de réaction (23) équipé d'au moins un capteur de force permettant de mesurer ladite réaction - les capteurs précités sont associés à des moyens de calcul (circuit électronique) permettant de déterminer, à partir des mesures effectuées, d'une part les tensions exercées sur chacun des deux brins du câble sur la poulie (1) et, d'autre part, le couple exercé sur ladite poulie (1). 2/ Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens permettant de déclencher un arrêt de sécurité en comparant la valeur de la tension et/ou la valeur représentative de l'adhérence par rapport à un seuil prédéterminé. 3/ Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les deux capteurs sont constitués chacun par une pluralité de capteurs élémentaires. 4/ Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que - le montage de la poulie (1) sur le génie civil ou la charpente (2) de l'installation est réalisé par l'intermédiaire de roulements à billes (4) disposés sur un manchon support creux (5), qui comporte, à sa base, un ensemble (6) de liaison comprenant trois attaches (7,8,9) destinées à venir être fixées à l'intérieur de chapes (10,11,12) solidaires de la structure fixe de la station, et ce par l'intermédiaire d'axes d'articulation (13,14,15), les chapes latérales (10,11) étant disposées à un niveau supérieur N1 par rapport au niveau N2 de la chape centrale (12), les axes (13,14) des chapes latérales (10,11) étant des axes conventionnels, alors que l'axe (15) de la chape centrale (12) disposée au niveau inférieur N2 est, quant à lui, équipé d'un capteur permettant de mesurer l'effort qu'il supporte et en conséquence, celui exercé sur la poulie (1) - l'entraînement en rotation de la poulie (1) est obtenu au moyen d'un moteur (16) par l'intermédiaire d'une transmission (17) comportant des joints de cardans (18,19) au travers d'un réducteur (20) commandant ledit arbre (3), la liaison entre l'arbre (3) et la poulie (1) étant obtenue au moyen d'une cloche (21), l'arbre (3) étant cannelé à son extrémité (22) et centré à l'intérieur du manchon (5) par un roulement additionnel, le réducteur (20) étant monté de manière flottante, suspendu à la cloche (21) et associé à un bras de réaction (23) dont une extrémité est en forme de chape et comporte un axe (24) équipé d'un capteur permettant de mesurer l'ef- fort horizontal.