Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
2127.)~3
TRE 144 -
CABLE DE LEVAGE
La présente invention concerne les câbles de levage
multitorons, notamment destinés à travailler en
transmission par adhérence, tels que les câbles pour
ascenseurs.
Ces câbles sont actuellement formés soit entièrement
avec torons extérieurs et âme en acier, soit avec torons
extérieurs métalliques et âme centrale non métallique ou
partiellement métallique.
L'âme doit assurer une géométrie correcte de
l'architecture des torons extérieurs qu'elle supporte, et
notamment assurer un jeu fonctionnel suffisant entre ces
torons pour éviter qu'ils ne viennent en contact mutuel
intime, ce qui provoquerait frottement et usure des fils en
contact, avec des risques de grippage, indentation,
corrosion de contact et rupture.
Dans le cas des câbles entierement métalliques, l'âme
en acier permet d'assurer cette géométrie correcte, du fait
que l'fime est peu déformable radialement. Mais, la masse
linéique de ces câbles tout acier est importante. Par
ailleurs, les torons extérieurs étant aussi en acier (donc
également peu déformables radialement), les pressions de
contact exercées par ces torons extérieurs sur l'âme sont
très importantes, en particulier lors de l'enroulement sur
des poulies ou tambours. Il en résulte des risques d'usure
et d'indentation entre les torons extérieurs et l'~me. De
même, la pression de contact élevée des torons extérieurs
sur les poulies ou tambours peut provoquer la détérioration
de ceux-ci.
C'est pour cela qu'on utilise couramment dans des
applications de ce type, notamment comme câble
d'ascenseurs, des câbles à torons extérieurs en acier, et
âme en textile naturel à fibres dures, tel du sisal.
2 ~7~3
Ces câbles présentent une masse linéique inférieure
aux câbles tout acier et conjuguent différents avantages : -
- l'âme en fibres naturelles constitue un réservoir
pour le lubrifiant dont elle est imprëgné, et qui en est ~ ~-
S extrudé lors de la compression de l'âme par les torons
extérieurs ; --
- le frottement des torons extérieurs sur l'âme est
faible, ce qui confère à ce type de câble une grande
souplesse ;
Dans les installations d'ascenseurs, les câbles sont
généralement montés sur une même poulie motrice en nappe de
plusieurs c~bles, ou "brins", parallèles~ Pour que la
charge totale soit durablement répartie sur tous ces brins, --
il est nécessaire que l'ensemble des brins ait une
homogénéité de comportement en service, en particulier en
ce qui concerne leur diamètre et, corrélativement, leur
allongement permanent. En effet, pour que les tensions de
chacun des brins soient équivalentes, il est impératif que
leurs diamètres soient égaux et constants. Si ce n'est pas
le cas, certains brins se trouvent en tension et d'autres
sont détendus, ce qui engendre des vibrations et des
reptations différentielles (rattrapage localisé du
déplacement d'un brin par rapport à l'autre) qui provoquent
l'usure des câbles et des gorges de la poulie motrice.
De ce point de vue, les câbles à âme en sisal
présentent l'inconvénient de leur irrégularité diamétrale
et de leur compressibilité sous tension et sous les cycles
de fonctionnement tension-flexion alternée associée, qui
provoquent des variations d'allongement et leurs
conséquences indiqués ci-dessus.
De plus on se trouve actuellement confronté à des
difficultés croissantes pour approvisionner les fibres de
sisal, issues d'une plante dont la culture est en voie de
disparition.
` 21~7.)~3
On a essayé de substituer au sisal des fibres
synthétiques, mais, d'une part ces fibres sont moins
efficaces que le sisal dans sa fonction de réservoir de
lubrifiant et, d'autre part, les caractéristiques de
frottement de l'âme sur les torons extérieurs sont
nettement moindres. Il en résulte que ces câbles sont moins
résistants en fatigue, du fait de l'abrasion en service de
l'âme par les torons, qui, de plus entra~ne une usure de
l'âme, la réduction de diamètre du câble, et l'allongement
permanent résultant.
L'invention a pour but de proposer un nouveau câble
de levage, particulièrement adapté pour le~s ascenseurs ou
appareils de levage similaires, qui permette de résoudre
les différents problèmes indiqués précédemment, présente
une très bonne régularité de diamètre, un allongement
permanent réduit, et ne provoque pas de détérioration des
organes d'enroulement de ce câble.
Avec ces objectifs en vue, la présente invention a
pour objet un câble comportant une pluralité de torons
extérieurs formés avec des fils métalliques, ces torons
étant câblés sur une âme centrale. Selon l'invention, ce
câble est caractérisé en ce que les torons extérieurs sont
formés d'au moins une couche de fils métalliques toronnés
sur un coeur en matériau synthétique, et selon un pas
analogue ~ celui des torons dont est formée l'~me elle-
même.
Préférentiellement, l'âme du câble est entièrement
métallique, ou mixte c'est-à-dire composée a la fois de
torons métalliques et d'éléments en matière plastique.
Le câble selon l'invention présente ainsi une grande
stabilité géométrique, grâce à l'âme métallique très peu
compressible, et donc un allongement permanent en service
notablement réduit. Sa masse linéique est égale, ou au
moins très proche de celle d'un câble équivalent à torons
extérieurs métalliques sur âme en fibres textiles
~ 2~27~63
naturelles, et donc inférieure à celle d'un câble
entièrement métallique de même diamètre.
De plus, le matériau plastique synthétique du coeur
des torons extérieurs, permet à ces derniers de se déformer
lors de l'enroulement sur poulies ou tambours, en épousant
la forme de la gorge où repose le câble. Ceci assure une
répartition quasi idéale des pressions de contact, donc une
forte réduction de ces pressions entre les torons
extérieurs et l'âme, ce qui diminue les risques
d'indentation puisque les torons de l'âme et ces torons
extérieurs sont enroulés selon un pas analogue. Une forte
réduction de pression a ainsi également lieu entre les
torons extérieurs et les organes d'enroulement, ce qui
réduit les risques d'endommagement de ces organes. Il en
résulte une tenue à la fatigue du câble suivant l'invention
très nettement améliorée par rapport à celle d'un câble sur
âme textile.
Par ailleurs du fait de la réalisation sur âme
métallique stable en dimension, et de la ou des couches de
fils métalliques des torons extérieurs, la tolérance de
fabrication sur le diamètre de câble peut être notablement
réduite, passant à - 0, + 3 % du diamètre nominal, contre
- 0, + 5 ou 6 % pour un câble à âme textile.
D'autres caractéristiques et avantages apparaItront
dans la description qui va être faite à titre d'exemple
d'un câble de levage conforme à l'invention,
particulièrement destiné à une utilisation comme câble
d'ascenseur, ou pour des installations multicâbles à
transmission par adhérence.
On se reportera au dessin annexé qui représente la
section transversale de ce câble.
Le câble 1 comporte plusieurs torons 2 extérieurs,
huit dans l'exemple représenté, entourant une âme 3. L'âme
3 comporte elle-même un noyau central 4 (avantageusement
formé d'un toron lui-même) ; quatre torons principaux 5, et
2~. 27~63
s
quatre torons secondaires 6. Tous les torons de l'~me sont
en acier et assemblés en câblage Lang.
Les torons extérieurs 2 sont assemblés en câblage
croisé, parallèlement et au même pas que les torons de
S l'âme qui sont eux-mêmes assemblés de manière que tous les
contacts inter-couches et entre les différents torons
adjacents soient linéaires, ce qui permet de réduire les
pressions de contact et donc les risques d'ihdentation.
Les torons extérieurs 2 sont formés d'une couche
externe de fils 21 en acier, toronnés sur un support
central 22 en matière synthétique ayant de bonnes qualités
mécaniques, par exemple en polyéthylène,~ polypropylène,
polyamide ou autres substances analogues, préférablement de
nature thermoplastique.
lS Le support central peut aussi comporter des fibres
aromatiques, fibres de carbone ou fibres de verre ou autres
fibres à grande résistance mécanique, recouvertes d'une
gaine polyéthylène, polypropylène, polyamide ou autres
substances analogues.
Préférentiellement les torons extérieurs 2 sont
réalisés par mise en place des fils 21 de la couche externe
sur un boudin dudit matériau synthétique ramolli par
chauffage de manière que les fils 21 s'incrustent dans le
matériau synthétique et que celui-ci flue entre les fils en
remplissant tous les interstices entre ces derniers.
Bien que dans l'exemple représenté sur la figure, il
n'y ait qu'une couche de fils 21, on peut aussi former les
torons extérieurs 2 avec plusieurs couches de ces fils, par
- exemple deux, assemblées comme indiqué ci-dessus de manière
que le matériau synthétique comble les espaces entre les
fils en contact avec lui.
La fabrication des torons extérieurs pourra notamment
être faite de manière similaire ~ la méthode décrite pour
la réalisation de câbles à âme non métallique dans le `~
, . .,~
- 2 1 2 7 .~
document FR-A-16012s3 auquel on pourra se reporter pour
plus d'information.
Il est toutefois rappelé que, conformément à cette
méthode, le boudin de matériau synthétique destiné
S constituer le support central 22, est, préalablement à la
mise en place des fils extérieurs, au moins partiellement
conformé au profil intérieur de la couche de fils qu'il
supportera après toronnage, ce qui permet de ma~triser la
géométrie du toron, par le prépositionnement automatique
des fils sur ledit boudin.
Comme déjà indiqué ci-dessus, les torons extérieurs 2
sont câblés au même pas que les torons S,~ 6 de l'âme et
parallèlement à ceux-ci. Cette disposition préférentielle
présente aussi l'avantage de permettre la fabrication du
lS câble en une seule opération de câblage, au cours de
laquelle tous les torons, torons d'âme et torons
extérieurs, sont assemblés simultanément dans la même phase
de câblage.
Le matériau synthétique du support central 22 des
torons extérieurs 2 permet une très bonne répartition des
pressions de contact de ces torons sur les organes
d'enroulement tels que poulies ou tambour, du fait que
ledit matériau permet aux torons extérieurs de se déformer
élastiquement dans leur section et d'épouser ainsi au mieux
le profil des gorges ou surfaces d'appui des organes
d'enroulement.
Pour les mêmes raisons, la répartition des pressions
de contact des torons extérieurs sur les torons de l'âme
est fortement améliorée par rapport aux câbles à torons
extérieurs tout métallique sur âme également métallique ou
mixte. Il en résulte une très faible usure de l'âme
métallique.
Outre les avantages indiqués ci-dessus, relatifs aux
conditions d'utilisation du câble, l'invention permet
aussi, grâce à l'utilisation d'une âme métallique, de
- 2 1 ~
réduire la tolérance sur le diamètre nominal qui peut être
divisée par deux par rapport aux câbles ~ âme textile
équivalents pour l'application visée.
Par ailleurs la structure du c~ble selon l'invention,
S en limitant son tassement diamétral en service, permet de
réduire considérablement l'allongement permanent en
service. Les essais réalisés ont permis de constater un
allongement permanent de trois à six fois moindre que celui
des câbles de l'art antérieur à âme textile en sisal.
IO A titre d'exemple on donne ci-dessous un tableau
comparatif de résultats d'essais effectués sur un câble à
âme textile selon l'art antérieur et sur~un câble selon
l'invention.
Ces données sont mesurées avant, puis en cours et
lS après un essai de fatigue classique sur poulie de 300 mm de
diamètre et concernent des câbles de diamètre nominal
13 mm :
Câble âme textile Câble suivant
I'invention
diamètre sans tension avant l'essai 13,30 mm 13,15 mm .
~- .
diametre sans tension après 200 000 .. ~:.
altetnances sur poulie 12,75 mm 12,95 mm
: -
Allongement permanent après 200 000 ~.
alternances sur poulie 0,35 % 0,06 %
Fils extérieurs cassés après 200 000 .
alternances sur poulie 20 0 ; ;
Examen de l'âme après 600 000 alternances pas de fils cassés ~: :
L'invention n'est cependant pas limitée à la
20 réalisation du câble décrite ci-dessus à titre d'exemple.
En particulier, la composition de l'âme peut être
différente de celle indiquée ci-dessus, le nombre, la
constitution et la position relatives des torons de l'âme
métallique pouvant être modifié sans nuire aux avantages
2~27~ ,3
spécifiques résultant de l'utilisation des torons
extérieurs conformes à l'invention.
Le nombre de ces torons extérieurs peut aussi être
modifié.
S Enfin l'âme du câble peut aussi être du type âme
mixte c'est-à-dire comportant des torons métalliques et des
boudins en matériaux synthétiques placés entre ces torons.
Par exemple, le noyau central 4 et/ou les torons
secondaires 6 pourront être remplacés par des boudins
thermoplastiques, qui peuvent combler au moins
partiellement les espaces entre les torons d'âme, ou entre
les torons d'âme et les torons extérieurs. '
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