Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02880834 2015-02-02
WO 2014/020238
PCT/FR2012/000330
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PROCEDE DE FABRICATION PAR EPISSURAGE D'UN CABLE EN BOUCLE FERMEE, CÅBLE
CORRESPONDANT ET SON UTILISATION
La présente invention concerne un procédé de fabrication de câble
en boucle fermée par épissurage, ainsi que la boucle fermée ainsi
obtenue qui est plus particulièrement destinée à être intégrée dans une
installation de transport par câbles utilisant des câbles tracteurs ou
porteurs-tracteurs, sans pour autant y être limitée.
Pour fabriquer un tel câble en boucle fermé, il est nécessaire de
réaliser une épissure permettant de joindre ses deux extrémités. Une telle
épissure implique de refermer le câble sur lui-même en recâblant de part
et d'autre de la zone de mariage la moitié des torons issus de chacune
des extrémités de câble ainsi réunies, puis de réaliser des n uds entre
chacune des paires de torons concourants, puis d'insérer chacun des
torons noués à la place de l'âme du câble préalablement enlevée
localement dans les zones correspondantes de l'épissure.
Dans le cadre de la présente invention, on entend par zone
d'épissure, une zone comprenant un noeud d'épissure et les deux portions
de câbles immédiatement adjacentes à ce noeud, le long desquelles les
deux torons noués ont été rentrés à la place de l'âme du câble.
Selon l'état de l'art, l'épissure constitue donc inévitablement une
irrégularité géométrique localisée qui génère des vibrations à différents
niveaux et, notamment :
- au niveau des
noeuds exécutés entre les torons concourants
constituants le câble, pris deux à deux,
- au niveau de la répartition du jeu entre les torons extérieurs de
part
et d'autres des noeuds précités, le long des zones où les torons
noués sont rentrés à la place de l'âme,
- ou encore au
niveau de l'extrémité de chacune de ces zones de
rentrées.
COPIE DE CONFIRMATION
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En effet, le passage de la zone d'épissure sur chaque galet de
l'installation génère un mouvement de celui-ci pouvant atteindre une
amplitude de plusieurs millimètres. Comme on le voit, en fonction de la
vitesse de défilement du câble, chacun des galets de l'installation se
trouvera donc soit affecté d'une suite de mouvements isolés au passage
de chaque irrégularité géométrique de l'épissure, soit animé d'un
mouvement d'oscillation périodique, dont la fréquence pourra s'élever,
suivant les cas, à plusieurs dizaines de Hz, voire, dans certains cas, à
plusieurs centaines de Hz.
Ces vibrations, dont la génération est inhérente à l'épissurage des
câbles de traction ou porteurs-tracteurs selon l'état de l'art, peuvent
toutefois se trouver être de nature à perturber l'environnement de celle-ci
(par exemple : génération de bruit à proximité d'habitations) et/ou à
accélérer l'usure ou la fatigue de certains de ses composants et en
particulier du câble lui-même, ou des composants de l'appareil sur lequel
la boucle de câble est utilisée.
On rencontre notamment cette situation pour les installations de
transport par câbles, que ce soit de personnes ou de matériaux, pour
lesquelles un fonctionnement à taux de service très important est fréquent,
et dont la durée de vie prévue est généralement de plusieurs dizaines
d'années.
Le but de la présente invention est donc de remédier à ces
inconvénients en proposant un procédé d'épissurage permettant d'obtenir
un câble en boucle fermée présentant une épissure d'une très grande
régularité géométrique, afin de réduire très fortement voire de faire
totalement disparaître les vibrations générées par cette zone et de
prolonger la durée de vie de ce câble.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un
câble en boucle fermée, ledit câble comprenant une âme et des torons
métalliques enroulés en hélice autour de ladite âme, dans lequel on
raccorde les deux extrémités dudit câble dans des zones d'épissure dans
lesquelles on forme des noeuds d'épissure à l'aide des extrémités de
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chacun desdits torons, que l'on insère ensuite à l'intérieur dudit câble
après en avoir retiré localement l'âme, chaque zone d'épissure étant
ensuite surmoulée à l'aide d'un polymère.
Le procédé selon l'invention peut en outre incorporer les
caractéristiques suivantes, prises isolément ou en combinaison :
- le surmoulage est mis en oeuvre de façon partielle, de telle sorte que
la partie supérieure des torons ne soit pas recouverte par le
polymère,
- préalablement à la réalisation du surmoulage, on répartit
régulièrement le jeu existant entre les torons au niveau de chaque
zone d'épissure,
- on répartit le jeu en insérant des cales d'espacement conformées à
cet effet entre chaque toron,
- les cales d'espacement présentent une surface extérieure permettant
de retenir le polymère en place une fois le surmoulage effectué,
- on raccourcit les extrémités des torons à insérer à la place de l'âme
de part et d'autre des n uds d'épissure, de telle sorte qu'il existe
un volume libre entre les extrémités et l'âme une fois celles-ci
insérées à l'intérieur du câble, volume que l'on remplit ensuite de
polymère lors du surmoulage,
- le surmoulage est réalisé à l'aide d'un polymère thermodurcissable
bi-composant,
- on réalise le surmoulage à l'aide d'un moule de volume intérieur
cylindrique,
- on garnit les extrémités des torons en les surmoulant à l'aide d'un
polymère, préalablement à leur insertion à l'intérieur du câble,
- le câble comprend une âme monobloc comprenant un noyau central
et des ailettes régulièrement réparties entre lesquelles sont insérés
les torons, le surmoulage des zones d'épissure permettant de
reconstituer les ailettes dans les zones d'épissure.
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L'invention a pour autre objet un procédé de fabrication d'un câble en
boucle fermée, ledit câble comprenant une âme et des torons métalliques
enroulés en hélice autour de ladite âme, dans lequel on raccorde les deux
extrémités dudit câble dans des zones d'épissure dans lesquelles on
forme des noeuds d'épissure à l'aide des extrémités de chacun desdits
torons, que l'on insère ensuite à l'intérieur dudit câble après en avoir
retiré
localement l'âme et dans lequel on garnit les extrémités desdits torons en
les surmoulant à l'aide d'un polymère, préalablement à leur insertion à
l'intérieur dudit câble.
L'invention a pour autre objet un câble en boucle fermée pouvant être
obtenu selon l'invention.
Un autre objet de l'invention est constitué par l'utilisation d'un câble en
boucle fermée selon l'invention en tant que câble de traction pure ou en
tant que câble porteur-tracteur.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre,
donnée uniquement à titre d'exemple et en référence aux dessins
annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un câble sectionné
avant épissu rage,
- la figure 2 est une vue en en perspective d'une cale de
répartition de jeu utilisable dans le procédé selon l'invention,
- la figure 3 est une vue schématique en coupe transversale
d'un câble avec insertion de la cale de répartition
correspondant à la figure 2.
Le procédé de fabrication de câble en boucle fermée selon
l'invention peut avantageusement être mis en oeuvre pour l'épissurage
d'un câble de traction comprenant une âme monobloc portant plusieurs
torons extérieurs constitués de fils d'acier, ces torons étant le plus souvent
au nombre de six, réalisé selon la demande de brevet N
PCT/FR12/000152 au nom de la déposante et sera décrit par la suite, à
titre illustratif mais non limitatif, en référence à cette demande.
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Dans le cadre de la présente invention, on désignera par boucle
fermée, une boucle sans fin obtenue par épissurage d'une extrémité d'un
câble sur l'autre extrémité de ce même câble, ces deux extrémités étant
ramenées l'une en face de l'autre. Ce terme ne recouvre en particulier pas
5 les câbles présentant une boucle terminale, telle qu'une élingue par
exemple.
Dans son principe, l'épissurage consiste donc à "marier" les deux
extrémités d'un câble en remplaçant dans chacune d'elles, dans le cas
d'un nombre pair de torons, la moitié des torons de l'une par des torons de
l'autre et vice versa et en insérant l'extrémité de ces torons à l'intérieur
du
câble dans une zone où on a ôté l'âme au préalable, après avoir effectué
un noeud entre chaque paire de torons concourants. Dans le cas d'un
nombre impair de torons, on replacera dans l'une des extrémités de câble
à réunir un nombre de torons plus élevé de un que dans l'autre, les deux
nombres de torons remplacés dans l'une et l'autre des extrémités
correspondant aux deux nombre entiers consécutifs encadrant la valeur
égale à la moitié du nombre de torons du câble. Du fait de l'exécution des
noeuds entre paires de torons concourants, et dans une moindre mesure
de la rentrée des torons noués à l'intérieur du câble, il se produit dans la
zone d'épissure diverses augmentations de diamètre plus ou moins
ponctuelles de diamètre pouvant atteindre jusqu'à de 10 % du diamètre
nominal du câble, l'état de l'art actuel imposant de ne pas dépasser cette
valeur.
L'ensemble de l'opération d'épissurage nécessite généralement
une dizaine d'opérateurs.
Dans le détail, la fabrication d'un câble en boucle fermée par
épissurage commence classiquement par la préparation des deux zones
du câble devant être raboutées en ligaturant chacune des extrémités.
Cette ligature se fait généralement à l'aide de fils métalliques positionnés
respectivement à la moitié de la longueur estimée de la zone
d'épissurage, afin de positionner précisément la zone de mariage des
deux extrémités de câble. L'homme du métier sait déterminer cette
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longueur en fonction, notamment, du diamètre du câble. Pour des
remontées mécaniques, la longueur totale d'une épissure est égale à 1
200 fois le diamètre nominal du câble. Ainsi, pour un câble de diamètre 54
mm, cela représente donc presque 65 m de long.
Une fois les ligatures réalisées, on réalise sur un ou plusieurs pas
de câble le mariage des deux extrémités de câble, puis on positionne une
mordache sur la zone de mariage afin d'éviter tout déplacement des deux
extrémités de câble en cours d'épissurage, on enlève les deux ligatures,
et l'on décâble de chaque extrémité de câble un toron sur deux en le
remplaçant par le toron concourant venant de l'autre extrémité de câble, et
ceci jusqu'à la position choisie par l'épisseur pour la position de chaque
noeud, ceci pour les deux extrémités du câble, puis on redresse l'extrémité
de chaque toron sur sa longueur destinée à être rentrée à la place de
l'âme.
Chacune des torons concourants est ensuite noué au toron
concourant venant de l'autre extrémité de câble pour former autant de
noeuds d'épissure qu'il y avait de paires de torons concourants. Il importe
de respecter les positions précises choisies à l'avance dans la répartition
de ces noeuds formés sur l'ensemble de la longueur, chaque noeud étant
généralement éloigné de plusieurs mètres des noeuds voisins.
De part et d'autre de chacun des n uds d'épissure, chacune des
extrémités de torons est ensuite rentrée à l'intérieur du câble où elles
viennent prendre la place de l'âme qui aura à dessein été préalablement
enlevée le long de la portion de câble correspondante.
Afin que les torons extérieurs aient un bon support, les torons
rentrés à la place de l'âme doivent être recouverts d'une garniture qui
consiste généralement en un textile adhésif que l'on vient coller.
Si on se réfère à présent à un câble 1 réalisé selon la demande N
PCT/FR12/000152 et tel que représenté en figure 1, on peut voir qu'il
comprend une âme monobloc 2 prolongée par six ailettes 4 entre
lesquelles viennent s'insérer six torons 3. Les torons 3 peuvent
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classiquement être constitués d'un assemblage de fils de diamètres
différents enroulés en hélice autour d'un fil central. Ils sont de préférence
métalliques et de façon plus particulièrement préférée en acier. La partie
centrale de l'âme du câble peut comprendre en outre un toron. Ce toron
peut classiquement être constitué d'un assemblage de fils de diamètres
différents enroulés en hélice autour d'un fil central. Il est de préférence
métallique et de façon plus particulièrement préféré en acier. Enfin, l'âme
du câble peut également comprendre des fibres, métalliques ou non,
insérées longitudinalement dans l'âme.
Le câble 1 présente au final une surface extérieure sensiblement
cylindrique, dans le but de minimiser les vibrations et le bruit générés par
le défilement du câble sur les galets de guidage et d'une façon générale
sur les différents organes d'enroulement de l'installation sur laquelle il est
utilisé.
De par l'emploi de l'âme 2 et des ailettes 4, la distance de centre à
centre de torons 3 adjacents se trouve donc être plus importante au sein
d'un câble de ce type que dans le cas d'un câble tracteur ou porteur
tracteur de construction classique suivant l'état de l'art.
Par conséquent, à section métallique égale, le diamètre en partie
courante du câble 1 se trouve légèrement supérieur à celui d'un câble
tracteur ou porteur-tracteur de construction classique, ce qui permet une
fois la boucle sous tension, et contrairement à ce qui est possible lors de
la confection d'une épissure sur câble tracteur ou porteur tracteur de
construction classique, d'obtenir au niveau des noeuds exécutés entre
torons concourants deux à deux, un diamètre proche, voire égal à celui du
câble sous tension hors zone d'épissure.
Afin d'améliorer encore la régularité géométrique de l'épissure, un
aspect de l'invention consiste à ajouter une étape de surmoulage de
chaque zone d'épissure, à l'aide d'un polymère, tel qu'un polymère
thermodurcissable bi-composant, par exemple un polyuréthane de grade
approprié. Un autre aspect de l'invention, qui sera décrit plus en détail un
peu plus loin, consiste à ajouter une étape de surmoulage autour de
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chacun des torons à rentrer de part et d'autre des noeuds à exécuter entre
torons concourants deux à deux. Chaque aspect de l'invention peut être
mis en oeuvre séparément ou en combinaison, en particulier, le
surmoulage de chacun des torons à rentrer peut être avantageusement
utilisé lors de l'épissurage des câbles porteurs ou porteurs-tracteurs selon
l'état de l'art.
Grâce au surmoulage de chacune des zones d'épissures, on peut
ainsi reconstituer, autant que possible, une surface la plus cylindrique
possible tout au long de chacune des zones d'épissure, améliorant ainsi la
régularité géométrique du câble et donc ses performances.
Le surmoulage de la zone d'épissure peut permettre en outre de
reconstituer, autant que possible, les ailettes 4 dans ces zones afin
d'obtenir une surface sensiblement cylindrique caractéristique de ce type
de produit, garantissant ainsi en tout point des zones d'épissure une
géométrie extérieure de ces zones équivalent ou très proche de celle du
câble en partie courante.
Dans un mode de réalisation préféré, on surmoule la zone
d'épissure de façon partielle, de telle sorte que la partie supérieure des
torons ne soit pas recouverte par ce polymère, ce qui évite d'en
augmenter le diamètre.
Dans un mode de réalisation préféré, avant de procéder au
surmoulage des zones d'épissure, on répartit régulièrement le jeu entre
torons adjacents dans chacune des zones d'épissure où chacun des
torons concourants deux à deux est rentré à la place de l'âme
préalablement retirée une fois le noeud correspondant exécuté.
Cette répartition régulière pourra, par exemple, être
avantageusement obtenue au long de chacune des zones précitées par
l'insertion à intervalles réguliers et aussi rapprochés que nécessaires de
cales de répartition de jeu ou d'espacement bi-gorges 5 telle qu'on peut
en voir une représentée en figure 2, ainsi qu'en figure 3 où l'on peut voir
son insertion entre deux torons 3. Ces cales peuvent être insérées, par
exemple, tous les 10 à 25 cm.
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Les cales 5 peuvent comporter les parties fonctionnelles suivantes :
- un double chanfrein en partie basse, destiné à faciliter leur
mise en place entre les torons adjacents qu'elles vont
espacer et
- une gorge de chaque côté en leur partie médiane, chacune
de ces gorges étant destinée à recevoir un des deux torons
adjacents qu'elles vont espacer, de façon à obtenir le
coincement de la cale correspondante entre les deux torons
précités.
Dans un mode de réalisation préféré, les cales 5 peuvent en outre
comporter deux faces d'extrémités inclinées, prenant la forme d'un
trapèze en vue de côté, le petit côté de celui-ci se trouvant du côté du
double chanfrein précité, de façon à ce que chacune de ces cales forme
une queue d'aronde de retenue du surmoulage des zones d'épissure
selon l'invention.
Ces cales sont réalisées dans un matériau suffisamment dur et
résistant dans le temps, par exemple dans des métaux moins durs que
l'acier des fils constitutifs du câble, ou en polymères comportant ou non
des charges destinées à augmenter leur résistance à la compression et/ou
à l'usure, ou encore à leur conférer des propriétés lubrifiantes.
Par ailleurs, dans l'état de l'art, chacun des torons à rentrer est
coupé à la longueur nécessaire avant d'être totalement rentré, de façon à
venir le plus exactement possible, une fois rentré à la place de l'âme
préalablement enlevée, en contact dans le sens longitudinal avec la
portion d'âme restant dans la longueur de câble adjacente à la zone de
rentrée concernée.
Toutefois, malgré tout le soin apporté à la précision de la coupe à
longueur du toron à rentrer, il est fort difficile de couper celui-ci
exactement à la longueur souhaitable, ce qui a pour résultat soit une sorte
de bourrage lors de sa mise en place si celui-ci se trouve coupé
légèrement trop long, soit si celui-ci est coupé trop court un manque de
soutien des torons extérieurs sur une longueur pouvant aller jusqu'à
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plusieurs millimètres résultant en une réduction localisée du diamètre du
câble, voire en un contact plus ou moins sévère entre torons extérieurs
adjacents susceptible d'entraîner à ce niveau l'apparition prématurée de
nombreuses casses de fils.
5 Dans un
mode de réalisation préféré, on choisit de couper les
torons à rentrer à une longueur légèrement plus courte, par exemple de
quelques millimètres, que l'emplacement disponible pour les rentrer à la
place de l'âme préalablement retirée.
Le petit volume ainsi libéré au bout du toron rentré se trouve donc
10 aisément
disponible pour se retrouver totalement rempli lors de la coulée
du polymère de surmoulage de la zone d'épissure correspondante, ce qui
permet ainsi d'obtenir un support optimal des torons extérieurs au droit de
l'extrémité du toron rentré à la place de l'âme.
Dans un autre mode de réalisation préféré, on pourra en outre
améliorer fortement l'étape de garniture des extrémités des torons par
rapport à l'état de l'art, en mettant en place une garniture spécifique
autour de chacun des torons à rentrer de part et d'autre des noeuds à
exécuter entre torons concourants deux à deux.
Cette garniture spécifique est obtenue par surmoulage d'un
matériau adéquat autour de chacun de ces torons. On pourra notamment
utiliser à cet effet des polymères thermodurcissables bi-composants, par
exemple du polyuréthane de grade approprié, dont la fluidité avant prise
devra être suffisante pour remplir aisément un moule venant enserrer
l'intégralité de la longueur de toron à garnir.
En outre, la matière utilisée pour le surmoulage devra être d'une
dureté et d'une résistance mécanique finales suffisantes pour supporter
dans le temps la pression exercée par les torons s'appuyant sur la
garniture surmoulée, une fois l'épissure réalisée.
Qu'il s'agisse de l'opération de surmoulage des zones d'épissure ou
du surmoulage de garniture, les moules utilisés pourront être en une ou
plusieurs parties. Ils pourront ainsi être réalisés par exemple en forme de
goulottes opposées munies de brides latérales et terminales destinées à
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les solidariser, de façon à former un moule de volume intérieur cylindrique
unique et définiront, de préférence, un volume intérieur cylindrique.
Les matériaux polymères utilisés pour ces surmoulages pourront
être, par exemple, des polymères thermodurcissables bi-composant, tel
que des polyuréthanes de grades appropriés.
Dans la partie supérieure des moules, on pourra aussi pratiquer
des évents servant à la coulée du polymère en phase liquide.
De plus, les moules peuvent comporter un système de chauffage
destiné à accélérer la prise et la solidification des polymères
thermodurcissables bi-composants que l'on peut utiliser pour les différents
types de surmoulage décrits ci-dessus. Ce système de chauffage peut
faire partie intégrante de ces moules, ou bien consister en un système de
chauffage à mettre en place autour des moules eux-mêmes.
Dans le cas des moules destinés à surmouler les torons à insérer à
la place de l'âme, ceux-ci comporteront de préférence des picots ou plots
de centrage du toron à surmouler, de façon à assurer la concentricité du
surmoulage autour de celui-ci.
Dans le cas des moules destiné au surmoulage des zones
d'épissure, ceux-ci pourront être garnis d'un matériau souple (par exemple
un polymère de dureté appropriée) destiné à assurer l'étanchéité lors de la
coulée du polymère de surmoulage tout en venant en contact avec chacun
des torons extérieurs du câble, de façon à laisser légèrement émerger
ceux-ci du matériau de surmoulage.
Le câble à boucle fermée selon l'invention est plus particulièrement
destiné à être intégré en tant que câble de traction pure ou en tant que
câble porteur tracteur dans une installation de transport de personne par
câbles telle qu'une télécabine ou un téléphérique.
Outre ces applications, le câble en boucle fermée selon l'invention est
susceptible d'être utilisé dans de nombreuses autres applications telles
qu'un système de transport urbain, par exemple, et ne se limite donc pas
à ces usages précités.
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Bien que le procédé selon l'invention ait été illustré de façon
préférentielle à l'aide du câble selon la demande N PCT/FR12/000152, il
va de soi que son application à l'épissurage d'autres types de câbles
tracteurs ou porteurs-tracteurs est bien entendu possible et également de
nature à améliorer la durée de vie dans le temps des boucles ainsi
constituées, tout en réduisant une partie des inévitables irrégularités
géométriques de leur épissure. Elle est donc également couverte par
l'invention.
On notera enfin que le procédé de la présente invention permet de
réaliser des épissures en tous points conforme à la norme harmonisée EN
12927-3 (Prescription de sécurité pour les installations à câbles
transportant des personnes - Câbles ¨ Partie 3 : Epissurage des câbles
tracteurs, porteurs-tracteurs, et de remorquage à 6 torons).
