Brevet FR2679543A1 — publié le 19930129

La présente invention concerne d'une façon générale un dispositif enrouleur-dérouleur pour un lien tel qu'un câble électrique, une conduite souple pour fluide, etc... Classiquement, un enrouleur-dérouleur simple et économique, tel qu'on le rencontre par exemple dans les aspirateurs domestiques, les rallonges électriques à enrouleur, etc..., comprend un tambour sur lequel est enroulé le lien; les enroulements-déroulements s'accompagnent d'une rotation du tambour. Dans le cas d'un câble électrique, pour assurer la connexion de l'extrémité intérieure du câble, qui tourne avec le tambour, avec une partie fixe de l'environnement dans lequel est situé l'enrouleur, il est nécessaire de prévoir entre le tambour et ladite partie fixe des contacts électriques glissants, avec trotteurs. Une autre solution connue consiste à relier le câble électrique à enrouler-dérouler, par l'intermédiaire de connecteurs appropriés, à un câble plat en spirale. Ces solutions connues présentent de nombreux inconvénients. Tout d'abord, elles nécessitent des moyens de connexion complexes et onéreux entre le tambour et son environnement extérieur fixe. Par ailleurs, dans des enrouleurs-dérouleurs pour câbles blindés ou analogues, l'interposition de connecteurs et le cas échéant d'un câble plat en spirale pose des problèmes de continuité ou de qualité du blindage. De plus, les micro-ruptures au niveau des contacts à frottement ou des connecteurs risquent de dégrader ou d'altérer les signaux électriques véhiculés par le câble. En outre, dans des environnements explosifs, de telles micro-ruptures, en présence de tensions élevées, risquent de produire des arcs électriques, rigoureusement prohibés dans des environnements explosifs ou analogues. On connaît par ailleurs dans la technique un enrouleur-dérouleur capable d'annuler la torsion d'un lien sans discontinuité de celui-ci. Ce dispositif connu comprend généralement deux tambours côte-à-côte et une poulie satellite pour le transfert du lien d'un tambour à l'autre lors des enroulements-déroulements du câble sur l'un des tambours. Un tel dispositif est cependant complexe, coûteux et encombrant. La présente invention vise à pallier ces inconvénients de la technique antérieure et à proposer un dispositif enrouleur-dérouleur de lien dans lequel il n'existe aucune discontinuité du lien entre sa partie enroulée sur le tambour et les parties fixes avoisinantes d'un équipement dont l'enrouleur-dérouleur fait partie, et dans lequel sensiblement aucune contrainte autre qu'une flexion limitée ne soit engendrée dans le lien. Elle concerne à cet effet un dispositif enrouleur-dérouleur de lien, du type comportant un tambour sur la surface extérieure duquel peut être enroulée et déroulée une section de lien, caractérisé en ce qu'il comprend une autre section de lien, de longueur essentiellement constante , dont une première extrémité est reliée sans discontinuité à la première section de lien à travers un passage formé dans ledit tambour, et dont une seconde extrémité est montée fixe, ladite seconde section de lien s'étendant selon une pluralité de spires libres, l'enroulement de la première section de lien sur le tambour et le déroulement de ladite première section à partir du tambour s'accompagnant d'une variation du nombre et du diamètre desdites spires libres. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation préférée de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective schématique illustrant l'aspect extérieur d'un enrouleur-dérouleur de lien selon l'invention, la figure 2 est une vue de côté, partiellement en élévation et partiellement en coupe, d'un dispositif selon une première forme de réalisation de l'invention, à l'état déroulé, la figure 3 est une vue de face, partiellement en élévation et partiellement en coupe, du dispositif de la figure 2 à l'état déroulé, la figure 4 est une vue analogue à la figure 2, le dispositif étant à l'état enroulé, la figure 5 est une vue analogue à la figure 3, le dispositif étant à l'état enroulé, et la figure 6 est une vue de face, partiellement en élévation et partiellement en coupe, d'un dispositif selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, à l'état enroulé. On notera préliminairement que, d'une figure à l'autre, des éléments ou parties identiques ou similaires ont été désignés par les mêmes signes de référence. En référence tout d'abord aux figures 1 à 5, un dispositif enrouleur-dérouleur d'un lien tel qu'un câble selon une première forme de réalisation de l'invention comprend un boitier 10 de forme généralement parallélépipédique, comportant une pluralité de trous 12 pour sa fixation par boulonnage ou analogue dans un équipement. Une face latérale verticale du boîtier 10 présente une ouverture centrale circulaire dans laquelle est fixée, en retrait, une plaque 14 également circulaire. Un arbre de rotation 16 traverse le boîtier horizontalement de part en part, en étant monté au centre de la plaque 14 et au centre de la face latérale opposée 10a du boîtier par l'intermédiaire de roulements à billes ou analogues. Un tambour 30 est monté à l'intérieur du boftier. Il comporte pour l'essentiel un flasque 34 fixé sur l'arbre 16 et une partie cylindrique 32 d'axe confondu avec celui de l'arbre 16. Le flasque s'étend radialement légèrement au delà de la surface du cylindre 32 et, à l'extrémité axiale opposée au flasque (à gauche sur les figures 3 et 5), le tambour comprend un rebord 36 qui circonscrit la plaque 14. Optionnellement, on peut prévoir un soutien du tambour 30 par le boftier, avec liberté de rotation, au niveau dudit rebord 36, par l'intermédiaire de galets ou analogues. Le tambour 30 peut tourner librement dans le boîtier. La plaque 14 comporte deux fentes oblongues 18 et 18', respectivement verticale et horizontale, situées sur des rayons de ladite plaque. De façon analogue, le flasque 34 du tambour comporte deux fentes oblongues analogues 38, 38', orientées radialement à angle droit l'une de l'autre. La fonction de ces fentes sera décrite plus loin. La face inférieure 10b du boîtier 10 comporte une fente oblongue 20 située à proximité d'une face frontale du boftier et s'étendent perpendiculairement à la plaque 14. Un plan vertical imaginaire passant par la ligne médiane de la fente 20 est approximativement tangent à la surface extérieure de la partie cylindrique 32 du tambour. Un trou traversant 22 est formé dans la plaque 14, sensiblement à l'aplomb au-dessous de l'axe 16, à l'opposé de la fente oblongue 18. Un ressort 40, de préférence un ressort spiral à lame, exerce par rappel élastique un moment entre le boîtier 10 et le tambour 30. I1 est relié à une extrémité au boîtier par l'intermédiaire d'une partie de fixation 44, et à l'extrémité opposée, il est relié au flasque 34 par l'intermédiaire d'une autre partie de fixation 42. Un lien tel qu'un câble électrique C devant pouvoir être enroulé sur la partie cylindrique 32 du tambour 30 et déroulé de celle-ci passe à travers la fente oblongue 20, est enroulé sur un nombre de tours variable sur ladite partie 32, passe à travers une ouverture (non représentée) formée dans ladite partie 32 vers l'espace intérieur du tambour et y est enroulé de façon libre ou flottante, c'est-à-dire sans support cylindrique ou analogue, sur un nombre de spires qui est fonction du nombre de tours à l'extérieur du tambour. Ensuite, le câble C ressort du dispositif à travers l'ouverture 22 de la plaque fixe 14. On observe ici quer de façon essentielle, le câble C ne présente aucune discontinuité physique entre sa partie située au niveau de la fente 20 et sa partie située au niveau du passage 22. Dans le présent exemple, dans toute son étendue située à l'intérieur du tambour, le câble C est entouré d'une gaine G propre à lui conférer une rigidité accrue, à des fins expliquées plus loin. Cette gaine peut être un élément indépendant du câble proprement-dit, dans lequel le câble est inséré, soit une surépaisseur donnée à la gaine d'isolation et de protection qui fait classiquement partie d'un câble électrique. Cette gaine est prévue de façon optionnelle, en étant omise lorsque les caractéristiques mécaniques du câble conviennent pour le comportement du dispositif tel qu'on va le décrire plus loin. A proximité de la région où le câble est passé de l'extérieur à l'intérieur du tambour 30, la gaine G et le câble C passent à travers deux guides 40, réalisés chacun sous forme d'un corps pourvu d'une ouverture traversante de diamètre approprié. Chaque guide 40 comporte un pion 40a qui passe librement respectivement par l'une des fentes oblongues à angle droit 38, 38', et qui se termine par une tête 24 plus large que la fente. De cette manière, et à des fins expliquées plus loin, chaque guide 40 peut coulisser le long de sa fente respective 18, 18', 38 ou 38', et peut également pivoter autour de l'axe défini par le pion 40a. On va maintenant expliquer le fonctionnement du dispositif enrouleur-dérouleur tel que décrit ci-dessus. Sur les figures 4 et 5, le dispositif est à l'état enroulé. Le câble est enroulé sur un nombre M de tours sur l'extérieur du tambour 30, avec en l'espèce M égal à environ 6, et définit à l'intérieur du tambour N spires libres, avec N approximativement égal à 3. Lorsqu'une traction est exercée sur la partie du câble C qui sort du dispositif par la fente 20, le tambour 30 est entraîné en rotation et simultanément, le ressort spiral 40 se tend pour accumuler une certaine énergie mécanique qui permettra, de façon classique en soi, le ré-enroulement du câble sans effort extérieur à fournir. Dans le même temps, et selon un aspect essentiel de l'invention, la partie du câble C située à l'intérieur du tambour, du fait de la rotation de ce dernier par rapport à la plaque fixe 14 dans laquelle est maintenu le câble, va définir un nombre de spires croissant. Et étant donné que la longueur de la section de câble entre le passage formé dans la partie 32 du tambour et le passage 22 reste constante, le diamètre des spires va simultanément se réduire. On observe ici que les guides 40 permettent de maintenir les deux spires extrêmes de la partie intérieure du câble C essentiellement dans deux plans transversaux limites du tambour, et en l'espèce contre la plaque 14 et contre la paroi latérale opposée 10a du boîtier, et facilitent donc l'accroissement du nombre de spires intérieures N, et leur resserrement mutuel, sans risque que le câble C ne se torde, ne se coince ou ne s'emmêle. On observe également que l'orientation radiale des fentes 18, 18', 38, 38' permet aux guides 40 d'accompagner la réduction de diamètre des spires, ces guides se rapprochant progressivement de l'axe du tambour. Le dispositif à l'état déroulé est représenté sur les figures 2 et 3. On peut voir que le nombre M de tours à l'extérieur du tambour est passé d'environ 6 à environ 3, tandis que le nombre N de spires à l'intérieur du tambour est passé d'environ 3 à environ 6. Ainsi l'enroulement du câble sur le tambour et son déroulement à partir de celui-ci s'accompagne simplement de variations de la courbure, c'est-a-dire de la torsion, du câble dans sa partie située à l'intérieur du tambour pour que cette partie adapte à tout instant son nombre de spires et le diamètre de ces spires à la position angulaire relative du tambour et du boîtier fixe. Les limites de fonctionnement du dispositif sont déterminées d'une part par le diamètre intérieur de la partie cylindrique 32 du tambour, qui autorise un diamètre maximal correspondant des spires intérieures (figure 5), et d'autre part par la flexion maximale admissible du câble C éventuellement revêtu de sa gaine G. On observe ici que la gaine G n'a pas pour but de réduire cette flexion admissible, mais de limiter autant que possible les torsions du câble afin d'éviter qu'il ne s'emmêle en particulier lors du resserrement des spires. Ainsi, on choisit le matériau de la gaine G en particulier pour ses caractéristiques en flexion et en torsion. Dans la forme de réalisation décrite ci-dessus, le ré-enroulement du cable est réalisé, soit dès que la traction sur le câble est supprimée, soit dès qu'un dispositif du genre roue libre ou analogue est désenclenché pour libérer le câble, grâce au moment de rappel du ressort 40. Selon une variante de réalisation de l'invention, et maintenant en référence à la figure 6, le ressort 40 est supprimé et la partie du câble C située à l'intérieur du tambour tient lieu elle-même de ressort pour rappeler le câble en position enroulée. Plus précisément, si l'on utilise pour la gaine faisant partie du câble C, ou encore pour la gaine rapportée optionnelle G, un matériau présentant une certaine mémoire de forme, de telle sorte que la partie intérieure du câble tende à reprendre élastiquement la position illustrée sur les figures 4 et 5 dès qu'on l'éloigne de cette position, alors le fait d'amener les spires libres intérieures dans l'état des figures 2 et 3 (déroulement du câble) provoque de la part de ces spires, plus petites et plus nombreuses, un moment de rappel élastique qui joue le même rôle que le ressort 40 et qui tend à entraîner le tambour dans le sens d'enroulement du câble. Par exemple, la partie intérieure du câble C peut être soumise à un traitement thermique adéquat pour que sa forme en l'absence de sollicitations soit celle illustrée sur les figures 4 et 5. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite cidessus et représentée sur les dessins, mais l'homme de l'art saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit. En particulier, bien que l'on ait décrit ci-dessus des dispositifs enrouleurs-dérouleurs dans lesquels le nombre de tours M à l'extérieur du tambour et le nombre de spires libres N à l'intérieur dudit tambour varient en sens inverses lors de l'enroulement et du déroulement, on peut également concevoir un dispositif dans lequel les nombres M et N varient dans le même sens. Cette configuration est obtenue en faisant faire au câble un demi-tour à 1800 dans la région de son passage de l'extérieur du tambour à l'intérieur du tambour via l'ouverture formée dans le cylindre 32, et en enroulant les spires libres intérieures dans le sens inverse de celui des spires extérieures. Bien entendu, le demi-tour précité peut être effectué progressivement pour éviter d'induire dans le câble une flexion excessive. Par ailleurs comme on l'a déjà indiqué, le dispositif de la présente invention s'applique à des liens de types tout à fait quelconques dont on souhaite pour quelque raison que ce soit préserver la continuité, et notamment à des câbles électriques, des guides d'ondes ou fibres optiques, des conduites de fluide, etc... REVENDICATIONS 1. Dispositif enrouleur-dérouleur de lien, du type comportant un tambour (30) rotatif sur la surface extérieure duquel peut être enroulée et déroulée une section de lien (C), caractérisé en ce qu'il comprend une autre section de lien, de longueur essentiellement constante, dont une première extrémité est reliée sans discontinuité à la première section de lien à travers un passage formé dans ledit tambour, et dont une seconde extrémité est montée fixe, ladite seconde section de lien s'étendant selon une pluralité (N) de spires libres, l'enroulement de la première section de lien sur le tambour et le déroulement de ladite première section à partir du tambour s'accompagnant d'une variation du nombre et du diamètre desdites spires libres. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sens des spires libres est le même que le sens d'enroulement de la première section de lien sur le tambour (30), un enroulement de ladite première section de lien sur le tambour provoquant une diminution du nombre (N) de spires libres et un accroissement de leur diamètre. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sens des spires libres est l'inverse du sens d'enroulement de la première section de lien sur le tambour (30), un enroulement de ladite première section de lien sur le tambour provoquant un accroissement du nombre (N) de spires libres et une diminution de leur diamètre. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens élastiques (40; C; G) montés entre le tambour (30) et une partie fixe (10a; 14 > du dispositif et tendant à exercer sur le tambour un moment de rappel lors du déroulement de la première section de lien. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens élastiques comprennent un ressort (40) monté entre le tambour (30) et une partie fixe (l0a) du dispositif. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens élastiques sont constitués par ladite seconde section de lien (C) ou par une gaine (G) entourant ladite seconde section de lien, le lien ou la gaine présentant une élasticité propre. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la seconde section de lien est entourée d'une gaine (G) apte à minimiser les torsions de ladite seconde section de lien. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (40, 24, 18, 18', 38, 38') pour maintenir deux spires extrêmes de ladite seconde section de lien essentiellement dans deux plans transversaux limites du tambour. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent des guides (40) entourant localement la seconde section de lien et reçus coulissants et pivotants dans des fentes (18, 18', 38, 38') ménagées respectivement dans une partie fixe (14) du dispositif et dans un flasque (34) du tambour (30).