Brevet FR3058405A1 — publié le 20180511

La présente invention concerne un enrouleur-dérouleur permettant de dérouler un tuyau relativement souple dans un large secteur de direction angulaire, puis de l'enrouler de manière manuelle ou totalement mécanisée et le stocker de manière compacte. Un enrouleur-dérouleur de l'état de la technique utilise les technologies des treuils et comprend un tambour de stockage du tuyau monté solidaire axialement d'un arbre, souvent horizontal, et soutenu de part et d'autre du tambour par deux paliers solidaires d'un châssis, un moteur de rotation fixé également au châssis entrainant l'une des extrémité de l'arbre pour enrouler-dérouler le tuyau. En outre un enrouleur-dérouleur de l'état de la technique comprend souvent un guide mobile à travers lequel passe le tuyau, afin de le contraindre à se 10 présenter entre les deux faces du tambour de part et d'autre de son cylindre. Dans l'état de la technique ce guide mobile comprend un petit passage de dimensions à peine plus grandes que le diamètre du tuyau, constitué sur une navette guidée en translation alternative sur le châssis selon une trajectoire parallèle à l'axe du tambour, et selon une course légèrement inférieure à la longueur du tambour, cette navette étant souvent équipée de 4 15 galets limitant le frottement périphérique du tuyau. Dans l'état de la technique, cette commande de translation alternative est souvent réalisée par une transmission mécanique de trancanage à base de vis à double filets croisés entrainée par le mouvement de rotation du tambour, de telle manière à ce que le guide avance d'un diamètre du tuyau quand le tambour fait un tour, ce qui garantit au tuyau un enroulement-déroulement compact et respectueux de 20 son intégrité. Dans l'état de la technique, le tuyau est souvent utilisé dans une direction qui le fait fortement diverger latéralement en sortie du guide mobile, et particulièrement sous une forte traction. Le tuyau subira alors une courbure importante à son passage à travers le guide, au point que son rayon de courbure devienne possiblement inférieur à son rayon minimal de non- 25 destruction, le diamètre réduit des galets de guide étant insuffisant pour le limiter. Aussi dans l'état de la technique, afin d'éviter la destruction du tuyau pour courbure excessive, un moyen externe à l'enrouleur-dérouleur est ajouté pour minimiser la divergence du tuyau au passage du guide, prenant la forme d'un point fixe de passage forcé du tuyau situé idéalement dans le plan vertical médian des deux faces du tambour. Ce moyen peut être une assistance manuelle 30 d'un opérateur si les efforts de traction sont supportables, ou bien un mécanisme fixe à grand rayon telle une poulie, ou un chaumard sur un navire. Ces moyens de l'état de la technique constituent un inconvénient soit de disponibilité humaine à l'utilisation, soit d'encombrement pour l'implantation et le fonctionnement d'un tel mécanisme. 3058405 2 Un objet de la présente invention est de proposer un enrouleur-dérouleur éliminant ces inconvénients de l'art antérieur, en autorisant son tuyau à être utilisé dans des directions angulairement très divergentes sans recourir à aucun moyen externe humain ou mécanique, 5 tout en respectant son rayon de courbure minimal notamment quand il est grand au regard du rayon des galets de guide. A cet effet, est proposé un enrouleur-dérouleur comprenant : - un tuyau de transport d'un fluide, utilisé dans des directions possiblement divergentes à l'intérieur d'un même plan de référence souvent horizontal, et d'une longueur pouvant 10 atteindre quelques centaines de mètres. - un tambour cylindrique à axe perpendiculaire au plan de référence, et donc souvent vertical, destiné à stocker en spires le tuyau, ledit tambour étant solidairement muni de deux faces à ses extrémités et d'un voile parallèle à ses faces à l'intérieur du cylindre. - un moteur d'entraînement en rotation dudit tambour, situé partiellement à l'intérieur dudit 15 tambour et monté par son arbre de sortie solidairement audit voile soit directement soit par l'entremise d'un moyeu, l'arbre dudit moteur supportant intégralement les efforts axiaux et radiaux subis par ledit tambour. - un « grand-châssis » auquel est assemblée la bride du carter dudit moteur, ledit grand-châssis étant assez solide pour en supporter les efforts, et étant lui-même assemblé rigidement à une 20 structure portante qui supporte l'enrouleur-dérouleur. - un « petit-châssis » situé à l'opposé dudit grand-châssis par rapport au tambour, et n'ayant possiblement aucune liaison avec ledit tambour, ledit petit-châssis étant assemblé rigidement à ladite structure portante. - un bras oscillant librement en rotation autour d'un axe concentrique à l'axe dudit tambour et 25 articulé autour d'un arbre solidaire dudit grand-châssis et d'un autre arbre solidaire dudit petit-châssis, - un guide mobile constitué de 4 galets fixés sur une navette qui est guidée en translation alternative sur ledit bras oscillant parallèlement à l'axe du tambour, lesdits galets formant une ouverture à travers laquelle passe ledit tuyau, la translation de ladite navette étant délimitée de 30 manière à imposer audit tuyau de rester entre les deux faces dudit tambour. Une droite normale à cette ouverture et passant par son centre est à peu près tangente à une spire intermédiaire en épaisseur du tuyau enroulé. 3058405 3 Egalement les dimensions de l'ouverture formée par lesdits galets sont à peine plus grandes que le diamètre extérieur du tuyau de manière à ce que la tension propre du tuyau provoque la rotation dudit bras oscillant à l'intérieur d'un secteur angulaire de 215° en pratique, pour que ledit guide coïncide constamment avec le plan parallèle à l'axe du tambour passant 5 premièrement par le point courant d'enroulement du tuyau sur ledit tambour, et deuxièmement par le point d'utilisation de l'extrémité dudit tuyau où qu'il soit à l'intérieur dudit secteur angulaire Ainsi, le tuyau ne subit aucune divergence dans ledit plan de référence à son passage à travers ledit guide mobile, n'étant contraint à aucune courbure significative, ce qui élimine toute nécessité de moyen externe pour la minimiser. L'intégrité du tuyau est alors respectée, et l'encombrement de la fonction est alors réduit à l'encombrement de l'enrouleur-dérouleur lui-même. La translation alternative de ladite navette peut être commandée de manière manuelle ou bien mécaniquement par une transmission synchrone de mouvement fixée sur ledit bras oscillant, de manière à assurer un rangement régulier et compact en spires jointives du tuyau, ladite transmission synchrone comprenant un écrou de trancanage solidaire de ladite navette, coopérant entre-autres avec une vis de trancanage à double filet croisé, un pignon, une courroie dentée ou chaîne, un pignon tendeur, une console et un palier de fixation audit bras oscillant, ladite courroie ou chaîne étant entraînée par une couronne solidaire de la face inférieure du tambour motorisé en rotation par le moteur. Egalement, pour autant que l'enrouleur-dérouleur soit équipé d'un guide mécaniquement commandé, aucune intervention manuelle n'est alors requise, son fonctionnement étant alors réellement complètement mécanisé. Avantageusement, tout risque d'arc-boutement de l'écrou de trancanage est supprimé en l'implantant sur ledit bras oscillant aussi près que possible de la forme guidant ladite navette. Avantageusement une manivelle démontable peut être installée en prolongement du pignon afin d'entraîner manuellement en rotation ledit tambour et de manière synchronisée ladite navette, afin de suppléer à une indisponibilité de l'énergie alimentant ledit moteur. Avantageusement un outillage entourant le tuyau est disposée entre ledit tambour et lesdits galets fixé sur ladite navette de manière articulée dans un plan perpendiculaire à l'axe dudit tambour se constituant de brosses de nettoyage. Avantageusement un capot contient les fuites accidentelles de fluide, solidaire dudit bras oscillant, concentrique au tambour, et de forme cylindrique de diamètre et hauteur suffisants pour couvrir toutes les spires du tuyau, et interrompu verticalement au droit de l'évidement. 3058405 4 Ainsi par exemple, un véhicule de lutte contre les incendies pourra combattre un feu se présentant aléatoirement dans un angle horizontal de 360° autour du véhicule avec seulement un enrouleur-dérouleur pour tuyau de lance incendie de la présente invention fixé à gauche et un autre à droite du véhicule, et cela sans affecter d'opérateur à la manoeuvre des enrouleur- 5 dérouleurs autres que chacun des porteurs de lance incendie, tout en intervenant sur un grand rayon d'action tout autour du véhicule grâce à des lances longues et donc lourdes, pourtant utilisables car elles seront alors facilement enroulées mécaniquement. Les caractéristiques de l'invention mentionnée ci-dessus apparaîtront plus clairement à la 10 lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : La Fig. 1 présente globalement l'enrouleur-dérouleur et détaille le petit-châssis La Fig. 2 présente le montage du tambour en vue éclatée et le grand-châssis La Fig. 3 détaille le bras oscillant 15 La Fig. 4 présente un mécanisme de transmission synchrone de mouvement au guide mobile. Les Fig. 5, 6 et 7 présentent l'amplitude de rotation du bras oscillant La Fig. 8 présente les accessoires. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, la Fig. 1 montre un enrouleur- 20 dérouleur complet équipé d'un tuyau 1 enroulé en spires concentriques et dont l'extrémité intérieure est fixée au tambour 2. La Fig. 2 montre partiellement le tambour 2 comportant une partie centrale cylindrique 2a à laquelle sont fixées solidairement deux faces 2b et 2c et intérieurement le voile 2d. Le voile est ici assemblé sur un moyeu 3 qui est lui-même assemblé sur l'axe d'un moteur hydaulique 25 4, dont le carter est assemblé sur le grand-châssis 5 par sa bride 5a solidaire de ses flancs 5b et de sa platine 5c. Les efforts transmis par le tuyau 1 au tambour 2 puis au moyeu 3 et enfin à l'arbre du moteur hydraulique 4 sont supportés par des roulements à billes ou rouleaux qui en sont constitutifs. La Fig. 3 montre le bras oscillant 6 qui est en rotation libre autour d'un axe coïncidant avec 30 celui dudit tambour 2, grâce d'une part à un palier solidaire du grand bras 6b monté autour de l'arbre 5d solidaire du grand-châssis 5, et grâce d'autre part à un palier solidaire du petit bras 6c monté autour de l'arbre 7a solidaire de la semelle 7b du petit-châssis 7 (visible en Fig. 1), qui est lui-même rigidifié par les montants 7d. L'arbre 7a sert de support à un raccord tournant 8 (visible en Fig.8) conduisant le fluide jusqu'à la première spire du tuyau enroulée sur le 3058405 5 tambour 2. L'enrouleur-dérouleur est rigidement assemblé sur la structure portante qui supporte l'enrouleur-dérouleur par la platine 5c du grand-châssis et la platine 7c du petit-châssis, tous deux étant parallèles et possiblement coplanaires. 5 Le montage du bras oscillant 6 sur les arbres 5d et 7a peut se réaliser en rapprochant provisoirement le petit-châssis 7 du grand-châssis 5, grâce aux forme oblongues dont sont pourvus les passages des vis de fixation dudit petit-châssis 7 sur la structure portante. La Fig. 4 montre une navette 9a portant quatre galets 9b qui entourent l'ouverture de passage du tuyau 1 et comportant des formes propres lui permettant d'être guidée en translation 10 alternative dans la lumière 6d parallèle à l'axe dudit tambour 2 et constitutive dudit bras oscillant 6. Une droite normale à ladite ouverture et passant par son centre est à peu près tangente à une spire intermédiaire en épaisseur du tuyau enroulé. La translation alternative de ladite navette 9a est générée par l'écrou de trancanage 10a dont elle solidaire, ledit écrou de trancanage 10a étant l'aboutissement d'une transmission synchrone de mouvement 15 comprenant entre-autres une vis de trancanage à double filet croisé 10b, un pignon 10d, une courroie ou chaîne 10e, d'un pignon tendeur 10f et une couronne 10g solidaire et concentrique à la face 2c du tambour 2, lui-même motorisé en rotation par le moteur hydraulique 4. Ainsi, compte-tenu d'un rapport de transmission adéquat, le tuyau 1 est forcé à s'enrouler-dérouler en spires adjacentes autour dudit tambour 2. 20 La vis de trancanage 10b, le pignon 10d et la vis 10b étant fixés au bras oscillant 6 par l'entremise de la console 10c et d'un palier 10h (visible en Fig.1), et la fixation du pignon tendeur étant également solidaire du bras oscillant 6 (non représenté), toute rotation de ce dernier relativement aux grand-châssis et petit-châssis, induit une translation de la navette, ce qui est optimal pour préserver un arrangement régulier des spires du tuyau 1. 25 Une implantation de l'écrou de trancanage 10a au plus près des galets 9b évite tout risque d'arcboutement engendré par la résistance du tuyau 1 à la translation. La Fig.5 montre une vue de dessus de l'enrouleur-dérouleur dans la situation où le tuyau se présente perpendiculairement aux platines 5c et 7c. Les Fig.6 et Fig.7 montrent le même enrouleur-dérouleur dans des situations extrêmes où le tuyau est utilisé dans des directions 30 ayant provoqué d'un côté une rotation du bras oscillant de 95° en Fig. 6 et de l'autre côté de 120° en Fig.7, pour une amplitude totale de 215° sans que jamais le tuyau ne soit contraint à une quelconque courbure dans ledit plan de référence, afin de préserver au mieux son intégrité, et sans qu'aucun moyen externe humain ou mécanique ne soit ajouté. La Fig. 8 montre une manivelle démontable 11 ici goupillée sur le pignon 10d afin d'entraîner 3058405 6 manuellement en rotation ledit tambour 2 et de manière synchronisée ladite navette 9a, afin de suppléer à une indisponibilité de l'énergie alimentant ledit moteur 4. La Fig.8 montre aussi un outillage 12 entourant le tuyau 1, qui est monté sur ladite navette 9a entre ledit tambour 2 et lesdits galets 9b et articulé dans un plan perpendiculaire à l'axe dudit 5 tambour 2, se constituant de brosses de nettoyage afin de protéger ledit tuyau 1 avant enroulement. La Fig.8 montre encore un capot 13 contenant les fuites accidentelles de fluide, solidaire dudit bras oscillant 6, concentrique au tambour 2, et de forme cylindrique de diamètre et hauteur suffisants pour couvrir toutes les spires du tuyau, et interrompu verticalement au droit de 10 l'évidement 6d. Selon ce mode de réalisation, la fabrication d'un enrouleur-dérouleur ne sollicite que des moyens de fabrication simples et courants de mécano-soudure ou d'usinage. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation ici décrits et représentés, des 15 variantes étant accessibles à l'homme de l'art. REVENDICATIONS1) Enrouleur-dérouleur comprenant : - un tuyau 1 de transport d'un fluide, caractérisé par une utilisation dans des directions possiblement divergentes à l'intérieur d'un même plan de référence souvent horizontal, et d'une longueur pouvant atteindre quelques centaines de mètres, - un tambour cylindrique 2 à axe perpendiculaire au plan de référence, et donc souvent vertical, destiné à stocker en spires le tuyau 1, ledit tambour étant solidairement muni de deux faces 2b et 2c à ses extrémités et d'un voile 2d parallèle à ses faces à l'intérieur du cylindre, - un moteur 4 d'entraînement en rotation dudit tambour, situé partiellement à l'intérieur dudit tambour 2 et monté par son arbre de sortie solidairement audit voile soit directement soit par l'entremise d'un moyeu 3, l'arbre dudit moteur supportant intégralement les efforts axiaux et radiaux subis par ledit tambour, - un « grand-châssis » 5 auquel est assemblée la bride 5a du carter dudit moteur, ledit grand-châssis étant assez solide pour en supporter les efforts, et étant lui-même assemblé rigidement à une structure portante qui supporte l'enrouleur-dérouleur, - un « petit-châssis » 7 situé à l'opposé dudit grand-châssis par rapport au tambour 2, et n'ayant possiblement aucune liaison avec ledit tambour, ledit petit-châssis 7 étant assemblé rigidement à ladite structure portante, - un bras 6 oscillant librement en rotation autour d'un axe concentrique à l'axe dudit tambour 2 et articulé autour d'un arbre solidaire dudit grand-châssis 5 et d'un autre arbre solidaire dudit petit-châssis 7, - un guide mobile constitué de 4 galets 9b fixés sur une navette 9a qui est guidée et manuellement commandée en translation alternative sur ledit bras oscillant 6 parallèlement à l'axe du tambour 2, lesdits galets formant une ouverture à travers laquelle passe ledit tuyau 1, la translation de ladite navette 9a étant délimitée de manière à imposer audit tuyau 1 de rester entre les deux faces 2b et 2c dudit tambour, une droite normale à ladite ouverture et passant par son centre étant à peu près tangente à une spire intermédiaire en épaisseur du tuyau enroulé, les dimensions de ladite ouverture formée par lesdits galets 9b étant à peine plus grandes que le diamètre extérieur du tuyau 1 de manière à ce que la tension propre du tuyau 1 provoque la rotation dudit bras oscillant 6 à l'intérieur d'un secteur angulaire de 215° en pratique, pour que ledit guide coïncide constamment avec le plan parallèle à l'axe du tambour 3058405 8 passant premièrement par le point courant d'enroulement du tuyau 1 sur ledit tambour 2, et deuxièmement par le point d'utilisation de l'extrémité dudit tuyau 1 où qu'il soit à l'intérieur dudit secteur angulaire, le tuyau 1 ne subissant alors aucune divergence dans ledit plan de référence à son passage à travers ledit guide mobile, et n'étant 5 contraint à aucune courbure significative, éliminant ainsi toute nécessité de moyen externe pour la minimiser, tout en garantissant le respect de l'intégrité dudit tuyau 1 et un encombrement de la fonction réduit à celui de l'enrouleur-dérouleur lui-même. 2) Enrouleur-dérouleur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la translation alternative de ladite navette 9a est mécaniquement commandée par une transmission 10 synchrone de mouvement fixée sur ledit bras oscillant 6, de manière à assurer un rangement régulier et compact en spires jointives du tuyau 1, ladite transmission synchrone comprenant un écrou de trancanage 10a solidaire de ladite navette 9a, coopérant entre-autres avec une vis de trancanage à double filet croisé 10b, un pignon 10d, une courroie dentée ou chaîne 10e, un pignon tendeur 10f, une console 10c et un 15 palier 10h de fixation audit bras oscillant 6, ladite courroie ou chaîne 10e étant entraînée par une couronne 10g solidaire de la face inférieure 2c du tambour 2 motorisé en rotation par le moteur 4. 3) Enrouleur-dérouleur selon la revendication 2 caractérisée en ce que tout risque d'arc-boutement de l'écrou de trancanage 10a est supprimé en l'implantant sur ledit bras 20 oscillant 6 aussi près que possible de la forme 6d guidant ladite navette 9a. 4) Enrouleur-dérouleur selon la revendication 2 caractérisée en ce qu'une manivelle démontable 11 peut être installée en prolongement du pignon 10d afin d'entraîner manuellement en rotation ledit tambour 2 et de manière synchronisée ladite navette 9a, afin de suppléer à une indisponibilité de l'énergie alimentant ledit moteur 4. 25 5) Enrouleur-dérouleur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un outillage 12 entourant le tuyau est disposée entre ledit tambour 2 et lesdits galets 9b fixé sur ladite navette 9a de manière articulée dans un plan perpendiculaire à l'axe dudit tambour 2 se constituant de brosses de nettoyage dudit tuyau 1 avant enroulement. 6) Enrouleur-dérouleur selon la revendication 1 caractérisé par un capot 13 contenant les 30 fuites accidentelles de fluide, solidaire dudit bras oscillant 6, concentrique au tambour 2, et de forme cylindrique de diamètre et hauteur suffisants pour couvrir toutes les spires du tuyau, et interrompu verticalement au droit de l'évidement 6d.