Brevet FR3088629A1 — publié le 20200522

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une installation d'enroulement / déroulement d'un câble remorqué, notamment d'une antenne linéaire remorquée par un bâtiment porteur formé de deux segments de câble de sections différentes, un segment primaire et un segment secondaire. Les antennes linéaires remorquées se composent de deux segments hétérogènes, à savoir un premier segment constitué par un câble électrotracteur qui assure la traction du second segment et les liaisons électriques et de transmission de données entre le second 0 segment et le bâtiment porteur. Le second segment est formé d'une enceinte tubulaire logeant un ensemble d'hydrophones logés dans des protections rigides et reliés entre eux par des fils. L'ensemble est noyé dans un liquide. Les deux segments sont, en général complétés par un 15 troisième segment de stabilisation des deux segments pour éviter les battements. Ce troisième segment étant en général un simple filin. Etat de la technique Il est connu selon un document Curtiss-Wright de mai 2013 d'enrouler un câble remorqué, formé de deux segments de sec- 20 lions différentes sur un tambour. En amont du tambour d'enroulement il y a un mécanisme de trancannage adapté à trancanner deux sections différentes de câbles. Une première section de câble est enroulée sur le fût de la bobine puis, lorsqu'arrive la section de câble plus grande (ou plus petite 25 que la première section), le pas de trancannage est commuté en fonc- tion de cette nouvelle section. Toutefois, ce système d'enroulement d'un câble marin a l'inconvénient de ne pas tenir compte des risques d'écrasement du câble dont l'une ou l'autre section peut être fragile à l'écrasement. 30 De plus, ce système d'enroulement ne permet pas d'utiliser efficacement le volume disponible pour l'enroulement et se traduit par des volumes importants sur la bobine. But de l'invention La présente invention a pour but de remédier aux incon- 35 vénients des installations connues d'enroulement de câbles remorqués, 2 formés de segments à sections différentes et de tenues mécaniques différentes, pour réaliser un enroulement efficace et sans risque d'écrasement du câble, tout en utilisant au maximum le volume d'enroulement disponible. 5 Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet une installation d'enroulement/déroulement d'un câble remorqué formé de deux segments de câble de section différente, un segment primaire et un segment secondaire, cette installation étant caractérisée en ce qu'elle comprend un module d'enroulement formé de deux bobines coaxiales imbriquées, une bobine primaire recevant le segment primaire, une bobine secondaire recevant le segment secondaire, la bobine secondaire entourant la bobine primaire et permettant le passage du segment primaire vers la bobine primaire, un dispositif de trancannage en amont du module d'enroulement et commutant du pas de trancannage sur la bobine primaire au pas de trancannage sur la bobine secondaire lors de la commutation de l'enroulement du câble passant de la bobine primaire vers la bobine secondaire, et un dispositif d'entraînement du module d'enroulement pour, en mode enroulement, entraîner la bobine primaire pour bobiner le segment primaire sur le fût de la bobine pri- maire, et entraîner solidairement en rotation la bobine secondaire et la bobine primaire pour enrouler le segment secondaire sur le fût de la bobine secondaire, et en mode déroulement, entraîner solidairement en mouvement la bobine secondaire et la bobine primaire puis à la fin du déroulement du segment secondaire, ne plus entraîner que la bobine primaire pour dérouler le segment primaire. L'installation d'enroulement selon l'invention a l'avantage d'éviter le risque d'écrasement du segment fragile du câble qui est en général le segment secondaire, relié et en quelque sorte remorqué par le segment primaire. Le segment primaire est enroulé sur la bobine primaire et le segment secondaire est enroulé sur la bobine secondaire de sorte que chaque bobine ne comporte l'enroulement que d'une partie du câble et non pas l'ensemble du câble. Cela réduit les efforts de compression exercés globalement sur le câble. 3 La bobine primaire et la bobine secondaire peuvent être équipées chacune d'un profil hélicoïdal, adapté à la section des segments de câble pour favoriser le trancannage. De plus, cette installation permet d'enrouler le câble de 5 manière très peu encombrante en utilisant au maximum les volumes disponibles. Cette réduction de l'encombrement est particulièrement importante puisque l'installation d'enroulement / déroulement de câble est destiné à l'équipement d'un sous-marin ou d'un bâtiment de surface 10 équipé d'antennes. Suivant une caractéristique avantageuse, le fût de la bobine secondaire a une fenêtre de passage de câble vers le fût de la bobine primaire, et la bobine secondaire est immobilisée pendant le mouvement d'enroulement (déroulement) de la bobine primaire pour 15 l'enroulement (déroulement) du segment primaire du câble. Suivant une autre caractéristique avantageuse, elle comprend un dispositif d'entraînement du câble en amont / en aval du module d'enroulement et de son dispositif de trancannage pour tirer le câble dans le sens de l'enroulement ou du déroulement et se composant 20 de paires d'organes de roulement déformables et mobiles transversale- ment à la direction de défilement du câble pour absorber les différences de section entre le segment primaire et le segment secondaire tout en restant au contact du câble pour transmettre l'effort de traction dans le sens de l'enroulement ou du déroulement. 25 Dessins La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation d'une installation d'enroulement / déroulement d'un câble tracté, représentée dans les dessins annexés dans lesquels : 30 - la figure 1 est un schéma de l'installation, la figure 2 dans ses parties 2A, 2B, 2C est une vue en coupe axiale d'un module d'enroulement, la figure 3 se compose des figures 3A, 3B dans lesquelles : - la figure 3A montre la phase d'enroulement du câble sur la 35 bobine primaire selon une vue schématique en section, 4 la figure 3B est une vue schématique en coupe axiale du module avec l'enroulement du segment primaire et du segment secondaire sur les bobines respectives, - la figure 4, montre dans ses figures 4A, 4B les deux phases carac- 5 téristiques d'enroulement d'un câble, par l'enroulement du seg- ment primaire sur la bobine primaire et l'enroulement du segment secondaire sur la bobine secondaire à travers les différents élé- ments de l'installation, - la figure 5 est une vue schématique d'un dispositif d'entraînement 10 de câble. Description d'un mode de réalisation de l'invention Selon la figure 1, l'invention a pour objet une installation d'enroulement / déroulement 100 d'un câble de grande longueur C, tracté, formé de deux segments de câble de sections différentes éven- 15 tuellement complétés par un fil d'extrémité ayant une fonction stabilisa- trice antibattements. Il s'agit d'un scgment primaire SP dont l'extrémité SP1 est reliée au module d'enroulement 1 de l'installation 100 et d'un segment secondaire SS relié au segment primaire et dont l'autre l'extrémité est libre. 20 Le module d'enroulement 1 comprend une bobine pri- maire 11 et une bobine secondaire 12 coaxiales mais entraînées dans une certaine mesure indépendamment l'une de l'autre. Les deux bobines 11, 12 sont figurées par leur fût 111, 121. Le fût 121 de la bobine secondaire 12 est traversé par une fenêtre transversale 123, sur toute la 25 longueur de trancannage de la bobine primaire 12 de préférence paral- lèle à l'axe de rotation XX pour permettre au segment primaire SP d'atteindre le fût 111 de la bobine primaire 11 pendant que la bobine secondaire 12 reste immobile. L'entrée de l'installation selon la ligne de défilement LD 30 du câble se compose d'un capteur de section 4 détectant le passage de la jonction J des deux segments de câble SP, SS et d'un dispositif d'entraînement 3 pour tirer le câble C dans le sens de l'enroulement, vers le module d'enroulement 1 ou dans le sens du déroulement à partir du module d'enroulement 1. L'installation 100 comporte un dispositif de 5 guidage 21 avec une paire de rouleaux et un dispositif de trancannage 2 en amont du module 1. Les bobines secondaire 121 et principale 111 sont entraînées par un dispositif d'entraînement de bobines 5 qui, de façon 5 globale, commute d'une bobine 11, 12 à l'autre 12, 11 selon le segment de câble SP, SS détecté par le capteur 4. Le dispositif d'entraînement de bobine 5 se compose schématiquement d'un moteur 51 et d'un embrayage 52 au sens très général pour entraîner respectivement les deux bobines 11, 12 ou les 10 bloquer. La double fonction 521, 522 de l'embrayage 52 permet - d'entraîner en rotation dans le sens de l'enroulement ou celui du déroulement la bobine primaire 11 en bloquant la bobine secondaire 12 dans une position précise, de passage du câble dans sa fenêtre 123. 15 d'entraîner en rotation dans le sens de l'enroulement ou celui du déroulement la bobine secondaire solidairement avec la bobine primaire 11. Cette double fonction 521, 522 est schématisée par les liaisons 521, 522. Elle peut se réaliser de différentes manières en pra- 20 tique, par exemple, par une liaison séparée à la sortie du moteur 51 avec la bobine primaire 11 et la bobine secondaire 12 et synchronisation des mouvements et du blocage des bobines 11 et/ ou 12 ; elle peut également se réaliser par l'intermédiaire de la bobine primaire 11 qui est seule reliée au moteur 51 et d'une liaison d'embrayage / débrayage 25 entre la bobine primaire 11 et la bobine secondaire 12, combinée à une solidarisation / immobilisation de la bobine 12 lorsque la bobine primaire 11 est entraînée dans un sens ou dans l'autre. L'installation 100 est gérée par une unité de commande 6 recevant les signaux du capteur 4 et commandant : 30 - le dispositif d'entraînement du câble 3, - le dispositif de trancannage 2, le dispositif d'entraînement des bobines 5 * le moteur 51 * l'embrayage 52 6 L'unité de commande 6 reçoit l'instruction d'enroulement JE ou de déroulement ID du câble C et envoie le signal de commande S51 au dispositif d'entraînement de bobine 5, le signal S2 au dispositif de trancannage 2, et le signal S3 au dispositif d'entraînement 3. 5 L'unité 6 reçoit le signal 14 du capteur 4 indiquant le passage de la jonction J dans le capteur 4 pour que l'unité 6 commande alors (signal S52) la commutation de l'entraînement pour arrêter la bobine secondaire 12 pendant le déroulement pour permettre le déroulement du segment primaire SP, le segment secondaire SS ayant déjà été 10 dévidé ou pendant la phase d'enroulement, après l'enroulement du segment primaire SP, la bobine secondaire 12 étant immobilisée, faire tourner la bobine 12 avec la bobine 11 pour enrouler le segment secondaire SS sur le fût 121 de la bobine secondaire 12. Les figures 2A, 23, 2C montrent le module d'enroulement 15 1 composé de la bobine primaire 11 et de la bobine secondaire 12 coaxiales selon l'axe XX. Ces bobines 11, 12 sont montrées en coupe dans des positions séparées (fig.2A) et assemblées (fig.2B, 2C). La bobine primaire 11 de petit diamètre est formée d'un fût 111 bordé de deux flasques 112 délimitant la zone d'enroulement 20 sur laquelle arrive le segment primaire SP guidé transversalement (dans la direction de l'axe XX) par le dispositif de trancannage 2. La bobine primaire 11 est portée par un arbre 113 relié au dispositif d'entraînement 5 pour être entraîné en rotation dans le sens de l'enroulement ou du déroulement. 25 La bobine secondaire 12 de diamètre supérieur à celui de la bobine primaire 11 a un fût 121 bordé de deux flasques 122 avec une fenêtre 123 pour le passage du câble, c'est-à-dire du segment primaire SP. La bobine secondaire 12 est reliée au dispositif d'entraînement 5 par exemple par un embrayage 52 permettant de découpler la bobine 30 secondaire 12 du mouvement de rotation de la bobine primaire 11. La figure 2A montre différents modes de réalisation de la combinaison des bobines 11, 12 et de leur interaction. Selon un premier mode de réalisation, les deux parties 52a, 52b de l'embrayage 52 sont commandées mécaniquement à partir 35 d'un organe de commande 53 associé à la bobine secondaire 12. 7 Selon un autre mode de réalisation, l'embrayage 52 est une liaison mécanique entre les parties 52a, 52b. La partie 52b de la bobine secondaire 12 est engagée ou dégagée de la partie 52a par un mouvement axial (selon l'axe XX). Cette variante nécessite une fenêtre 5 123 qui débouche sur le côté de la bobine secondaire 12 par l'ouverture 123a pour permettre à la fenêtre 123 de passer sur le câble arrivant sur la bobine primaire 11. Un autre mode de réalisation représenté est analogue au précédent sauf que la fenêtre 123 ne déborde pas sur le côté et le dépla- 10 cement relatif entre les bobines 11, 12 est faible et sert uniquement à ouvrir la liaison entre les deux bobines. Il s'agit, par exemple, d'une liaison entre deux couronnes dentées l'une extérieure, l'autre intérieure, l'une portée par la bobine extérieure 12 et schématisée par la partie 52b et l'autre, portée par la 15 bobine intérieure 11 et schématisée par la partie 52a. Les figures 28 et 2C schématisent les deux états de liaison relative entre les bobines 11 et 12. La figure 2B montre le premier état de liaison selon lequel la bobine principale 11 est reliée au moteur 51 alors que la bobine auxi- 20 Haire 12 est légèrement déboitée axialement par l'organe de commande 53 et n'est pas en prise avec la bobine principale 11. La bobine auxiliaire 12 est maintenue immobile pour que sa fenêtre 123 laisse passer le segment primaire SP non représenté. Cette situation est schématisée par la séparation des deux parties 52a, 52b qui composent le moyen de 25 liaison appelé globalement embrayage. La figure 2C montre le deuxième état dans lequel des deux bobines 11, 12 sont solidaires en rotation, ce qui est schématisé par la réunion des deux parties 52a, 52b faites par l'organe de commande 53. Cette réunion solidaire en rotation est faite de différentes 30 manières, mécaniques ou électromécaniques comme cela a été indiqué ci-dessus, par exemple un embrayage au sens habituel, mais aussi une liaison par deux couronnes dentées ou autre liaison mécanique tel qu'un verrou. La position d'immobilisation de la bobine secondaire 12 35 est une position fixe définie de manière précise quelque soit le mode de 8 réalisation de l'entraînement synchronisé de la bobine primaire 11 et de la bobine secondaire 12. Le mouvement d'enroulement / déroulement des deux segments secondaire SS et primaire SP de câble se fait comme le mon- 5 trent schématiquement les figures 3A, 33. La bobine primaire 11 est entourée dans le sens de l'enroulement. L'extrémité SP1 du segment primaire SP étant fixée au fût 111 de la bobine primaire 11 on peut enrouler le segment primaire SP du câble. Le segment primaire passe par la fenêtre 123 du fût de la bobine secondaire 12 maintenue fixe jus- 10 qu'au moment où le capteur 4 détecte le changement de section annon- çant l'arrivée du segment secondaire SS sur le module d'enroulement 1. L'entraînement commande alors la rotation solidaire de la bobine secondaire 12 avec la bobine principale 11 et le segment secondaire SS du câble commence à s'enrouler sur le fût 121 de la bobine secondaire 12. 15 Le dispositif de trancannage 2 qui se déplaçait d'abord au pas du seg- ment primaire SP pour l'enroulement sur la bobine primaire 11 se déplace alors au pas d'enroulement du segment secondaire SS sur la bobine secondaire 12. Le mouvement de déroulement se fait de manière symé- 20 trique, d'abord par la rotation de l'ensemble du module 1 pour le dévi- dage du segment secondaire SS puis immobilisation de la bobine secondaire 12 et poursuite du dévidage du segment primaire SP à travers la fenêtre 123 du fût de la bobine secondaire 12 maintenue fixe dans cette position. 25 Ces différentes phases sont schématisées à la figure 4 : la figure 4A montre le début de l'enroulement du segment primaire SP sur la bobine primaire 11 qui se poursuit à travers la fenêtre, la bobine secondaire étant fixe. Puis (figure 43) l'enroulement commence sur la bobine secondaire 12 et se poursuit par la rotation solidaire des deux 30 bobines (11, 12) du module jusqu'à la fin de l'enroulement. Selon une variante d'installation, esquissée à la figure 2, la bobine secondaire 12 est dégagée de la bobine primaire 11 pendant l'enroulement du segment secondaire SS sur la bobine secondaire 12 puis à la fin de cette phase, la bobine secondaire 12 est engagée sur la bobine primaire par la fe- 35 nêtre 123 ouverte d'un côté 123a (ici le côté droit). La bobine secondaire 9 12 effectue un mouvement de translation selon l'axe XX pour que la fenêtre 123 vienne sur le câble et lui permette ensuite de poursuivre son enroulement sur le fût 121. Une telle variante d'installation est possible car l'enroulement / déroulement du câble sont des opérations qui 5 n'imposent pas un mouvement strictement continu. La phase d'enroulement peut s'arrêter au passage d'un segment SP/SS à l'autre puis engager la bobine secondaire 12 sur l'axe d'entraînement de la bobine primaire 11 et poursuivre l'enroulement sur la bobine secondaire 12. 10 Ces opérations se font de manière symétrique pour le dé- roulement du câble C. La figure 5 montre un exemple de dispositif d'entraînement 3 permettant d'absorber la différence de section des segments SP, SS. Le dispositif d'entraînement de câble 3 est constitué de deux rangées d'organes de roulement en forme de galets ou de rou- 15 leaux 31 pour entraîner le câble en complément de la traction exercée pendant l'enroulement par le module 1 ou la retenue exercée par celui-ci pendant le déroulement du câble C. Les organes de roulement 31 entraînés par un ou des moteurs non représentés sont soit mobiles soit déformables, soit défor- 20 mables et mobiles à la direction de défilement de câble C, soit défor- mables pour absorber la différence de section des segments SP, SS tout en restant suffisamment en contact pour transmettre la force de traction au câble. 25 10 NOMENCLATURE 100 Installation d'enroulement / déroulement d'un câble 1 Module d'enroulement 5 11 Bobine primaire 111 Fût 112 Flasque 12 Bobine secondaire 121 Fût 10 122 Flasque 123 Fenêtre 123a Entrée de la fenêtre 2 Dispositif de trancannage 21 Dispositif de guidage 15 3 Dispositif d'entraînement du câble 31 Organe de roulement 4 Capteur 5 Dispositif d'entraînement des bobines 51 Moteur 20 52 Embrayage 521 Première fonction 522 Seconde fonction 52a Première partie de l'embrayage 52b Seconde partie de l'embrayage 25 53 Organe de commande de l'embrayage 6 Unité de commande Câble In Instruction de déroulement du câble 1E Instruction d'enroulement du câble 30 14 Signal du capteur Jonction des segments SP/SS LD Ligne de défilement du câble SP Segment primaire SP I Extrémité du segment primaire 35 55 Segment secondaire 11 52 Signal de commande du dispositif de trancannage 53 Signal de commande du dispositif d'entrainement du câble S51 Signal de commande du moteur 5 S52 Signal de commande de l'embrayage REVENDICATIONS1°) Installation d'enroulement/déroulement (100) d'un câble marin (C) formé de deux segments de câble de section différente, un segment primaire (SP) et un segment secondaire (SS), installation caractérisée en ce qu'elle comprend - un module d'enroulement (1) formé de deux bobines coaxiales im- briquées, - une bobine primaire (11) recevant le segment primaire (SP), - une bobine secondaire (12) recevant le segment secondaire 113 P51 * la bobine secondaire (12) entourant la bobine primaire (11) et permettant le passage du segment primaire (SP) vers la bobine primaire (11), - un dispositif de trancannage (2) en amont du module 15 d'enroulement (1) et commutant du pas de trancannage sur la bo- bine primaire (11) au pas de trancannage sur la bobine secondaire (12) lors de la commutation de l'enroulement du câble (C) passant de la bobine primaire (11) vers la bobine secondaire (12), et - un dispositif d'entraînement (5) du module d'enroulement (1) pour : 20 - en mode enroulement, entraîner la bobine primaire (11) pour bobiner le segment primaire (SP) sur le fût (111) de la bobine primaire (11), puis entraîner solidairement en rotation la bobine secondaire (12) et la bobine primaire (11) pour enrouler le segment secondaire sur le fût (121) de la bobine secondaire 25 (12), en mode déroulement, entraîner solidairement en mouvement la bobine secondaire (12) et la bobine primaire (11) puis à la fin du déroulement du segment secondaire (SS), ne plus entraîner que la bobine primaire (11) pour dérouler le segment 30 primaire (SP). 2°) Installation d'enroulement/déroulement d'un câble marin selon la revendication 1, caractérisée en ce que J3 - le fût (121) de la bobine secondaire (12) a une fenêtre (123) de pas- sage du segment primaire (SP) vers le fût (111) de la bobine primaire (11), et - la bobine secondaire (12) est immobilisée pendant le mouvement 5 d'enroulement (déroulement) de la bobine primaire (11) pour l'enroulement (déroulement) du segment primaire (SP) du câble (C). 3°) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' to elle comprend un dispositif d'entraînement (3) du câble (C) en amont / en aval du module d'enroulement (1) et de son dispositif de trancannage (2) pour tirer le câble (C) dans le sens de l'enroulement ou du déroulement et se composant de paires d'organes de roulement (31) déformables ou mobiles transversalement à la direction de défilement du 15 câble pour absorber les différences de section entre le segment primaire (SP) et le segment secondaire (SS) tout en restant au contact du câble pour transmettre l'effort de traction dans le sens de l'enroulement ou du déroulement. 20 25