FR2627784A1

FR2627784A1 - Towing cable for linear seismic prospecting antenna - with elastic core and sheath deforming until point where it stiffens under traction

Info

Publication number: FR2627784A1
Application number: FR8802365A
Authority: FR
Inventors: Francois Ramoger
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1988-02-26
Filing date: 1988-02-26
Publication date: 1989-09-01
Anticipated expiration: 2008-02-26
Also published as: FR2627784B1

Abstract

A shock absorbing towing cable has an elastic core, and a sheath deforming mechanically until it stretches to a point where it stiffens and protects the core against plastic deformation. The sheath is pref. diagonally woven around the core after stiff fibres. The core pref. has strands of fibres wound helically in opposite directions. There are pref. an intermediate sheath and an assembly of conductive cables between the core and the sheath. USE/ADVANTAGE - For towing linear acoustic antennae for seismic prospecting. The cable will not break.

Description

CABLE DE TRACTION AMORTISSEUR
NOTAMMENT POUR REMORQUAGE: SOUS-MARIN
La présente invention se rapporte aux câbles de traction amortisseurs qui permettent de remorquer des appareils dépourvus de moyens de locomotion, avec un véhicule tracteur.SHOCK ABSORBER TRACTION CABLE
ESPECIALLY FOR TOWING: SUBMARINE
The present invention relates to shock-absorbing traction cables which make it possible to tow devices devoid of means of locomotion, with a tractor vehicle.

Ces câbles permettent notamment de remorquer les antennes acoustiques linéaires utilisées en particulier pour la prospection sismique sous les mers, en amortissant les à-coups provoqués par le véhicule tracteur.These cables make it possible in particular to tow the linear acoustic antennas used in particular for seismic prospecting under the seas, by absorbing the jolts caused by the towing vehicle.

On sait réaliser des câbles élastiques qui s'étirent sous les surcharges de traction et se contractent Iors des sous-charges qui suivent Toutefois la dynamique de ces surcharges est telle que si l'on veut que ce câble ne se rompe pas sous l'effet des plus violentes d'entre elles, son élasticité doit être beaucoup trop faible pour amortir convenablement les surcharges les plus courantes. We know how to make elastic cables that stretch under the tensile overloads and contract during the following underloads. However, the dynamics of these overloads are such that if we want this cable not to break under the effect of the most violent of them, its elasticity must be much too weak to adequately absorb the most common overloads.

Pour résoudre ce problème, l'invention propose de réaliser un câble formant un cordage ayant une âme intérieure très élastique et une gaine extérieure dont la structure se bloque au-delà d'un certain degré d'allongement, en encaissant alors toutes les surcharges d'intensités supérieures. To solve this problem, the invention proposes to produce a cable forming a rope having a very elastic inner core and an outer sheath, the structure of which is blocked beyond a certain degree of elongation, while taking all the overloads d 'higher intensities.

D'autres particularités et avantages de l'invention, apparaîtront clairement dans Ja description suivante faite en face des figures annexées qui représentent
- la figure 1 une vue écorchée d'un câble selon l'invention
- la figure 2 une courbe d'allongement en fonction de la tension, d'un tel câble.Other features and advantages of the invention will appear clearly in the following description made in front of the appended figures which represent
- Figure 1 a cutaway view of a cable according to the invention
- Figure 2 an elongation curve as a function of the voltage, of such a cable.

Le câble selon l'invention représenté sur la figure 1 comprend de I'extérleur vers l'intérieur
- Une gaine souple 1 formée de fils tressés en diagonale.The cable according to the invention shown in FIG. 1 comprises from the exterior to the interior
- A flexible sheath 1 formed of wires braided diagonally.

En raison de cette structure cette gaine se déforme lorsque l'on tire sur le câble et l'inclinaison par rapport à l'axe du câble des fils tressés devient de plus en plus faible au fur et à mesure que le câble s'allonge. Cette déformation se fait par une déformation purement mécanique sans présenter de résistance sensible, jusqu'au moment où on constate un effet d'auto-blocage qui empêche tout allongement ultérieur de cette nature. En utilisant alors des fils présentant eux-mêmes un très faible allongement sous traction, donc une très grande raideur, tels que des fils en polyester ou en aramide, cette gaine empêche à partir de ce seuil toute variation importante de la longueur du câble et elle supporte alors à elle seule tous les efforts appliqués à celui-ci.Pour améliorer l'étanchéité du câble, la gaine peut éventuellement être recov verte d'une couche imperméable très élastique, en caoutchouc par exemple.Due to this structure this sheath deforms when the cable is pulled and the inclination relative to the axis of the cable of the braided wires becomes smaller and smaller as the cable lengthens. This deformation is done by a purely mechanical deformation without having any significant resistance, until a self-locking effect is observed which prevents any subsequent elongation of this nature. By then using wires themselves having very low elongation under tension, therefore very great stiffness, such as polyester or aramid wires, this sheath prevents from this threshold any significant variation in the length of the cable and it then alone supports all the forces applied to it. To improve the tightness of the cable, the sheath can possibly be covered with a very elastic waterproof layer, for example of rubber.

- Une couche 2 comporte les liaisons électriques nécessaires entre le véhicule tracteur et le corps remorqué. Ces liaisons électriques sont formées de câbles 20 enroulés en spirale et séparés par des fils de bourrage 21 assurant le remplissage de la couche. Ces fils de bourrage sont avantageusement fabriqués en polyamide et leur nombre dépend du nombre de câbles électriques. Ce nombre pourrait être 'nul s'il y avait suffisamment de câbles électriques. A cause de cet enroulement, les câbles s'allongent sans étirement. - Layer 2 contains the necessary electrical connections between the towing vehicle and the towed body. These electrical connections are formed of cables 20 wound in a spiral and separated by stuffing wires 21 ensuring the filling of the layer. These stuffing wires are advantageously made of polyamide and their number depends on the number of electric cables. This number could be 'zero if there were enough electrical cables. Because of this winding, the cables lengthen without stretching.

- Une tresse 3 formée d'un matériau ne présentant pas de résistance mécanique importante, du coton par exemple, assure simplement le maintien ensemble des torons décrits ci-dessous, qui forment la partie centrale du câble. Cette tresse n'a aucun rôle mécanique. - A braid 3 formed of a material having no significant mechanical resistance, cotton for example, simply ensures the holding together of the strands described below, which form the central part of the cable. This braid has no mechanical role.

- Une partie centrale 4 est formée de torons 40 et 41. - A central part 4 is formed of strands 40 and 41.

Ces torons sont eux-mêmes formés de fils 42 q li sont câblés les uns (40) dans un sens et les autres (41) dans l'autre sens. Il y a autant de torons câblés dans un sens que dans l'autre pour éviter tout effet de torsion dans un sens ou dans l'autre du câble lors de l'allongement sous les efforts de traction. Les fils formant ces torons sont formés d'un matériau présentant un fort allongement sous traction, donc une faible raideur, c'est-à-dire une grande élasticité, du polyamide par exemple, qui permet, en combinaison avec le câblage en torsion, d'obtenir une faible raideur de cette partie centrale selon l'axe du câble. Les torons sont eux-mêmes alignes les uns contre les autres sans être câblés entre eux et sont simplement maintenus par la tresse 3.These strands are themselves formed of son 42 q li are wired one (40) in one direction and the other (41) in the other direction. There are as many strands wired in one direction as in the other to avoid any twisting effect in one direction or the other of the cable during elongation under the tensile forces. The wires forming these strands are formed from a material having a high elongation under tension, therefore a low stiffness, that is to say a high elasticity, of polyamide for example, which allows, in combination with torsional wiring, to obtain a low stiffness of this central part along the axis of the cable. The strands are themselves aligned against each other without being wired together and are simply held by the braid 3.

De cette manière, lorsque l'on exerce un effort de traction longitudinal sur le câble, c'est tout d'abord l'âme 4 qui supporte cet effort de traction en s'étirant de manière élastique, cependant que la gaine I stétire elle en se déformant de manière mécanique sans présenter une resistance particulière. In this way, when a longitudinal tensile force is exerted on the cable, it is first of all the core 4 which supports this tensile force by stretching elastically, while the sheath I stretches it by deforming mechanically without having any particular resistance.

Lorsque I'on parvient au seuil de déformation mécanique de la gaine 1, celle-ci se bloque et ne peut plus s'étirer que par déformation élastique des fibres qui la composent, dont on a vu qu'ils présentent une tres grande raideur. Ainsi, à partir de ce moment c'est cette gaine qui supporte l'effort de traction avec un coefficient élastique très faible donc en s'allongeant très peu. Le dimensionnement de ces différentes couches est réalisé pour que l'effet de blocage dû à la gaine 1 intervienne suffisamment tôt pour que l'allongement de l'âme 4 reste dans les limites de déformation élastique et qu'il n'y ait pas de détériorations irréversIbles par déformation plastique de cette âme. When the mechanical deformation threshold of the sheath 1 is reached, the latter is blocked and can no longer be stretched except by elastic deformation of the fibers which compose it, which we have seen have a very great stiffness. Thus, from this moment it is this sheath which supports the tensile force with a very low elastic coefficient therefore by elongating very little. The dimensioning of these different layers is carried out so that the blocking effect due to the sheath 1 occurs sufficiently early so that the elongation of the core 4 remains within the limits of elastic deformation and that there is no irreversible damage by plastic deformation of this core.

Dans les réallsations pratiques, les phénomènes fle sont pas si tranchés, et le raccordement entre l'action de l'âme et l'action de la gaine se fait progressivement, comme on le voit sur le graphique de la figure 2, qui représente l'allongement d'un tronçon de 40 mètres d'un tel câble en fonction de l'pffort qui lui est appliqué et dont le diamètre est d'environ 4cm. On volt ainsi que l'effet de l'âme se traduit par une courbe initiale correspondant à un modique d'environ 2000
N/m jusqu'à environ 1000 daN. La courbe qui est droite au départ s'infléchit progressivement au fur et à mesure que l'effet de ia gaine intervient, pour tendre asymptotiquement vers une drolte correspondant à un module dix fois plus important (20000 N/m) au-dessus de 3000 daN.In practical reallations, the fle phenomena are not so clear-cut, and the connection between the action of the core and the action of the sheath is made gradually, as can be seen in the graph in FIG. 2, which represents l 'elongation of a 40-meter section of such a cable depending on the force applied to it and whose diameter is approximately 4cm. We thus volt that the effect of the soul results in an initial curve corresponding to a low of about 2000
N / m up to around 1000 daN. The curve which is straight at the start gradually bends as the effect of the sheath occurs, to tend asymptotically towards a drought corresponding to a module ten times greater (20,000 N / m) above 3000 daN.

L'expérience a montré qu'un tel câble résistait à des surcharges momentanées supérieures à 5000 daN en reprenant après suppression de cette surcharge sa longueur initiale. Un tel résultat est particulièrement remarquable au regard de tout ce qui est connu jusqu'à présent. Experience has shown that such a cable resists momentary overloads greater than 5000 daN by resuming after removal of this overload its initial length. Such a result is particularly remarkable in view of all that is known so far.

Claims

1. Shock absorber traction cable, forming a rope in particular for underwater towing, characterized in that it comprises a very elastic core (4), and a sheath (1) covering this core which can be lengthened with a slight resistance to elongation by mechanical deformation up to a blocking configuration where it has a high tensile stiffness, thereby protecting the core from plastic deformations due to excessive elongation.

2. Cable according to claim 1, characterized in that the sheath (1) is braided diagonally on the core (4) and is formed of son having a great stiffness.

3. Cable according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the core (4) is formed of a set of strands consisting of strands (42) having a high elasticity, wound respectively on the right (41) and left (40), and aligned against each other without being wired.

4. Cable according to claim 3, characterized in that it also has an intermediate sheath (3) ensuring the holding together of the strands (4) and having no significant tensile strength.

5. Cable according to claim 4, characterized in that it further comprises a set of conductive cables (20) wound in a spiral between the braided sheath (-1) and the intermediate sheath (3).

6. Cable according to claim 5, characterized in that it further comprises stuffing son (21) separating the conductive cables (20).