FR2669701A1

FR2669701A1 - Poulie d'adherence.

Info

Publication number: FR2669701A1
Application number: FR9014612A
Authority: FR
Inventors: Robert Brieuc
Original assignee: KLEY FRANCE SA
Current assignee: KLEY FRANCE SA
Priority date: 1990-11-23
Filing date: 1990-11-23
Publication date: 1992-05-29
Also published as: WO1992009831A1; FR2669701B1

Abstract

Poulie d'adhérence pour transmettre une force de traction à un câble (C), comprenant une roue (2) et une bande sans fin (3) enroulée d'au moins un tour sur la surface périphérique de la roue (2) pour supporter le câble (C) en service. La bande sans fin (3) est constituée par une succession de patins espacés (4) pouvant glisser avec frottement sur la roue (2), chaque patin étant relia au patin suivant par un élément de liaison (5) extensible élastiquement, dont le module d'élasticité longitudinale et/ou les dimension; sont choisis de telle façon que, en service, l'allongement de la bande sans fin corresponde à celui du câble sous une tension maximale prédéterminée.

Description

La présente invention concerne une poulie d'adhérence pour transmettre une force de traction à un câble, du type comprenant une roue ayant une surface périphérique lisse. et une bande sans fin enroulée d'au moins un tour sur la surface périphérique de la roue pour supporter le câble en service, le câble étant enroulé autour de la poulie, sur la bande sans fin de support, dans le même sens et avec le même pas que ladite bande sans fin et prenant appui sur celle-ci.

Les poulies d'adhérence du type sus-indiqué sont connues depuis longtemps (voir par exemple le brevet US 750 920). Dans l'art antérieur, la bande sans fin interposée entre la roue et le câble sur lequel une traction doit être exercée, est prévu pour résoudre le problème d'usure du câble par frottement sur la roue de la poulie et sur des guides latéraux, fixes ou mobiles, destinés à obliger le câble à s'enrouler en hélice autour de la poulie, lorsque l'enroulement du cable comporte plus d'un tour complet.En effet, pour obliger un câble tendu à s'enrouler hélicoïdalement autour d'une poulie ou d'un tambour, il faut appliquer au câble une force transversale, c'est-à-dire orientée parallèlement à l'axe de la poulie ou du tambour, dont la valeur correspond à une fraction importante de la tension du câble. I1 en résulte des frottements importants entre le câble et les guides latéraux usuellement prévus pour appliquer ladite force transversale au câble et entre le câble et la roue de la poulie elle-même. En prévoyant une bande sans fin comme indiqué dans le brevet US 750 920 et en faisant agir les guides latéraux non plus sur le cable mais sur la bande sans fin, on évite ainsi les frottements entre le câble et les guides latéraux et entre le câble et la roue de la poulie.De ce fait, on évite l'usure du câble qui résultait auparavant de ces frottements.

Selon ce qui est indiqué dans le brevet US 750 920, la bande sans fin peut être en n'importe quel matériau convenable, mais de préférence en cuir. I1 est clair qu'une telle bande continue en cuir est incapable de résister aux efforts importants régnant dans les treuils modernes développant des forces de traction importantes, par exemple supérieures à 5 tonnes. Le brevet US 750 920 prévoit également que la bande sans fin peut être réalisée sous la forme d'une chaîne métallique liée à une bande continue en cuir, cette dernière étant en contact avec la surface périphérique de la poulie. Dans ce cas, en service, la totalité des efforts appliqués au câble sont transmis à la chaîne métallique.Comme celleci est quasiment rigide dans le sens longitudinal et comme le câble s'allonge inévitablement sous l'effet de la contrainte de tension qui lui est appliquée, on ne peut éviter un glissement relatif entre le câble et la chaîne, donc une usure du câble par frottement sur la chaîne. En fait, dans ce cas, on ne fait que reporter le problème de l'usure du câble dû au glissement de celuici sur la poulie, dans le sens circonférentiel de celleci, à un problème d'usure du câble dû au glissement de celui-ci par rapport à la chaîne.

Le brevet US 750 920 prévoit aussi que la bande sans fin peut être réalisée sous la forme d'une chaîne métallique, dont les articulations des maillons font saillie sous la chaîne, c'est-à-dire du côté de la chaîne qui est tourné vers la surface périphérique de la roue, ou dont les maillons sont pourvus de nervures transversales régulièrement espacées le long de la chaîne.Les articulations en saillie ou les nervures transversales s'engagent dans des creux ou encoches prévus dans la surface périphérique de la roue de la poulie et régulièrement espacés sur sa circonférence, afin d'empêcher tout glissement relatif entre la chaîne et la roue dans le sens circonférentiel (voir aussi à cet égard le brevet FR 671 258, le brevet US 3 116 050 et le brevet DE 491 646). Fon seulement une telle disposition ne permet pas de résoudre le problème du glissement longitudinal relatif entre le câble et la chaîne, mais en outre il complique la construction de la poulie.

Il a également été constaté qu'avec les poulies d'adhérence connues dans lesquelles la bande sans fin est réalisée sous la forme d'une chalne métallique, cette dernière avait tendance à se rompre fréquemment par suite des fortes contraintes de tension qui, en service, lui sont transmises par le câble. Pour éviter cela, on avait donc tendance Jusqu'à présent à fortement dimensionner la chaîne métallique sans fin, mais le coût en était accru.

La présente invention a donc pour but de fournir une poulie d'adhérence du type sus-indiquée, dans laquelle les problèmes d'usure du câble, dus au glissement longitudinal relatif entre le câble et la bande sans fin, sont fortement réduits, et la bande sans fin a moins tendance à se rompre.

A cet effet, la poulie d'adhérence selon l'invention est caractérisée en ce que la bande sans fin est constituée par une succession de patins espacés, pouvant glisser avec frottement sur la surface périphérique de la roue, chaque patin étant relié au patin suivant par un élément de liaison extensible élastiquement, dont le module d'élasticité longitudinale et/ou les dimensions (longueur, section transversale) sont choisis de telle façon que, pour un câble ayant un module donné d'élasticité longitudinale et soumis, en service, à une tension maximale prédéterminée, l'allongement total des éléments de liaison est égal a l'allongement total de la partie du câble enroulee sur la poulie pour un effort applique aux éléments de liaison compris entre 2 et 20% de ladite tension maximale predeterminee.

De cette maniere, en service, la bande sans tin s'allonge élastiquement en méme temps que le cable, en glissant sur la périphérie de la roue de la poulie, évitant ainsi que le cable ne soit endommage par trottement avec la bande sans tin.

Non seulement l'invention permet de réduire dans une large mesure les problèmes de frottement entre le cabine et la bande sans fin, mais elle permet aussi, comme on
Le verra plus loin, moyennant quelques precautions, de tirer des cables qui su Dissent en service un tort allongement, comme par exemple les cables en fibre d'aramide ou de polyamide. Comme on le verra en détail plus loin, l'invention permet également de résoudre un problème se posant avec des cables ayant accumule, en service, des saletés ou autres corps étrangers. En effet, il est fréquent qu'un cable ayant par exemple séjourné un certain temps dans l'eau soit charge d'algues et/ou de coquillages qui, a la longue, se sont développés et incrustés sur le cable. Lorsqu'un câble chargé de telles incrustations est ultérieurement sorti de l'eau, par exemple au moyen d'un treuil a poulies d'adhérence, les incrustations ont tendance a se détacher du cable lorsque celui-ci passe autour d'une poulie, et à s'introduire entre la surface périphérique de la roue de la poulie et la bande sans fin de support du câble lorsqu'une telle bande sans fin est prévue, provoquant ainsi des problèmes d'usure par abrasion.

On décrira maintenant diverses formes d'exécution de l'invention en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'une poulie d'adhérence selon une première forme d'exécution de l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II II de la figure 1, - la figure 3 montre, à plus grande échelle, un patin faisant partie de la poulie des figures 1 et 2, - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV IV de la figure 3, - la figure 5 montre deux patins consécutifs semblables à celui de la figure 3, et permet d'expliquer comment est dimensionné l'élément de liaison entre les patins, - les figures 6 à 8 sont des vues en coupe semblables à la figure 4, montrant des variantes, - la figure 9 est une vue en élévation latérale, semblable à la figure 1, montrant une seconde forme d'esécution de l'invention, - la figure 10 est une vue en coupe suivant la ligne X-X de la figure 9, - les figures il et 12 montrent, à plus grande échelle, des détails de la poulie des figures 9 et 10, la figure 11. étant une vue en coupe suivant la ligne XI-XI de la figure 12 et cette dernière étant une vue en coupe suivant la ligne XII-XII de la figure 11, - la figure 13 est une vue semblable à celle de la figure 5, mais dans le cas du mode de réalisation des figures 9 et lO, - la figure 14 montre la poulie de la figure 9 en service avec un câble enroulé d'un demi-tour autour de la poulie, cette dernière étant entraînée en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, - la figure 15 est une vue en coupe suivant la ligne XV
XV de la figure 14, - la figure 16 montre une forme de réalisation semblable à celle des figures 9 et 14, mais dans laquelle le câble fait deux tours complets autour de la poulie, - la figure 17 est une vue en coupe suivant la ligne
XVII-XVII de la figure 16, - les figures 18 et 19 sont des vues en coupe semblables à celle de la figure 17, montrant deux variantes, la variante de la figure 18 correspondant au premier mode de réalisation de la figure 1, tandis que la variante de la figure 19 correspondant au mode de réalisation de la figure 16, - les figures 20 et 21 sont des vues en coupe montrant, à plus grande échelle, des détails des variantes des figures 18 et 19, - la figure 22 est une vue en élévation latérale montrant un tronçon d'une bande sans fin utilisable dans une poulie d'adhérence selon une troisième forme d'exécution de l'invention, - la figure 23 montre, à plus grande échelle et avec un arrachement, une partie de la bande sans fin de la figure 22, - la figure 24 est une vue en coupe suivant la ligne
XXIV-XXIV de la figure 23, - la figure 25 est une vue semblable à la figure 22 montrant une variante de la bande sans fin, - la figure 26 montre, à plus grande échelle, une partie de la bande sans fin de la figure 25, - la figure 27 est une vue en coupe suivant la ligne XXVII-XXVEI de la figure 26, et - la figure 28 est une vue en coupe montrant deux sections de la bande sans fin de la figure 25 accolées l'une à l'autre.

La poulie d'adhérence 1 montrée dans les figures 1 et 2 comprend une roue 2 et une bande sans fin 3 qui entoure la roue 2. Cette dernière comporte un moyeu 2a et une Jante 2b reliée au moyeu 2a par un voile 2c en forme de disque. La jante 2b a une surface périphérique lisse, c'est-à-dire dépourvue de crans et/ou de dents d'entraînement. Bien que le voile 2c montré dans les figures 1 et 2 soit plein, il peut être aussi aJouré su réalisé sous la forme de plusieurs rayons s'étendant radialement ou sensiblement radialement entre le moyeu 2a et la Jante 2b.En outre, bien que les éléments 2a, 2b et 2c de la roue 2 montrée dans les figures 1 et 2 soient représentés comme étant réalisés d'une seule pièce, ces éléments peuvent être constitués par des pièces distinctes convenablement assemblées et fixées rigidement les unes aux autres ainsi que cela est bien connu dans la technique de construction des poulies.

Dans la forme l'exécution montrée dans les figures 1 et 2, la surface périphérique de la roue 2 est relativement étroite et la bande sans fin 3 ne fait qu'un seul tour autour de la roue 2 et est en contact étroit avec la surface périphérique de celle-ci sur tout son pourtour. Selon une première forme d'exécution de l'invention, la bande sans fin 3 comporte plusieurs patins 4, par exemple seize patins comme montré dans la figure 1, qui sont reliés les uns aux autres par des éléments de liaison 5 capables, en service, de subir un allongement élastique d'une manière qui sera expliquée en détail plus loin.

Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, les éléments de liaison 5 sont constitués par au moins un câble de liaison sans fin, de préférence deux cables 5, qui ont chacun la même étendue que la bande sans fin 3, c'est-à-dire que, dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, chaque câble 5 fait un tour complet autour de la roue 2. Les patins 4 sont ancrés en des points régulièrement espacés de chacun des deux câbles 5.A cet effet, comme cela est plus particulièrement visible dans les figures 3 et 4, chaque patin peut présenter une rainure longitudinale 6 dans chacune de ses deux faces latérales, et chaque câble 5 passe longitudinalement dans une rainure 6 respective. Comte montré dans les figures 1 et 3, la face interne de chaque patin 4, c'est-à-dire sa face qui, en service, est en contact avec la surface périphérique lisse de la roue 2, a -une courbure correspondant à celle de ladite surface périphérique. Comme montré dans la figure 3, le côté interne 6a de chaque rainure 6, c'est-à-dire son côté le plus proche de ladite surface interne du patin 4, a un profil arqué concentrique au profil arqué de ladite face interne du patin 4 tandis que le côté externe 6b de chaque rainure 6 est sensiblement droit.

Il en résulte que chaque rainure 6 a une largeur qui croît en direction des extrémités du patin à partir d'une valeur minimale de largeur au milieu de la longueur de la rainure 6. Cette valeur minimale de la largeur de la rainure 6 correspond au diamètre du câble de liaison 5 qui est introduit à force dans la partie de largeur minimale de la rainure 6, assurant ainsi une liaison entre le patin 4 et le câble 5. Si on le désire, cette liaison peut être éventuellement renforcée par de la colle, par un sertissage partiel du câble 5 dans la rainure 6 ou par tout autre moyen approprié.

De préférence, chaque patin 4 comporte, dans sa surface externe, une rainure longitudinale 7. Les rainures 7 de tous les patins 4 forment ensemble une gorge circonférentielle propre à recevoir un câble C (figures 4 et 5), sur lequel une force motrice de traction (ou une force de retenue dans le cas où la charge attachée au câble C est motrice) doit être exercée au moyen de la poulie d'adhérence 1.

De préférence, chaque patin 4 comporte une partie 8 qui fait saillie sur sa face interne, au milieu de la largeur de ladite face interne et sur toute la longueur de celle-ci, comme montré dans les figures 3 et 4. Cette partie saillante s'engage dans une gorge circulaire 9 peu profonde prévue dans la surface périphérique de la
Jante 2b de la roue 2, comme montré dans la figure 2.

Bien que cela n'apparaisse pas dans la figure 2, la protondeur de la gorge 9 est, de préférence, légèrement plus grande que la quantité dont la partie 8 de chaque patin 4 fait saillie par rapport a la face interne du patin correspondant comme montre dans la tigure 6. Dans ces conditions, chaque patin 4 est en contact avec la surface périphérique de la jante 2b de la roue 2 essentiellement par les deux parties 4a et 4b tvoir aussi la figure 4) de sa face interne qui sont situees respectivement de part et d'autre de la partie en saillie 8. Cette derniere sert essentiellement a empécher chaque patin 4 de se deplacer latéralement, c'est-à-dire dans une direction parallèle a l'axe de la roue 2.

La roue 2 peut être réalisée en diverses matieres appropriées, comme par exemple l'acier, l'acier inoxydable, l'aluminium. La surface périphérique de sa jante 2b peut etre nue ou pourvue d'un revëtement Il (figure 8) en un matériau choisi pour donner a ladite surface périphérique un coetticient de frottement approprié. De même. les patins 4 peuvent être en n'importe quelle matière appropriée, par exemple en acier ou en fonte de fer. La surface de la rainure r/ de chaque patin 4 peut être nue (figures 4, 7 et 8) ou elle peut être pourvue d'un revêtement 12 (figure 6), par exemple un revètement en polytétrafluoroethylene CPTFE) ou en polyuréthane.De même la face interne de chaque patin 4 peut être nue (figures 4, 6 et 8) ou elle peut être pourvue d'un revêtement 13 (figure 7A, par exemple un revêtement en polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou en polyuréthane. Les câbles 5 peuvent être par exemple des câbles en polyamide ayant une section transversale et un module d'élasticité longitudinale appropriés comme on le verra plus loin.

Les figures 9 à 13 montrent un autre mode de réalisation de la poulie d'adhérence 1 de la présente invention. Dans les figures 9 à 13, les éléments qui sont identiques ou qui jouent le méme rôle que ceux du mode de réalisation des figures 1 à 5 sont désignés par les mémes - numéros de réference et ne seront donc pas décrits à nouveau en détail.La poulie d'adhérence 1 montrée dans les figures 9 à 13 diffère de celle des figures 1 à 5 en ce que chaque élément de liaison 5 est constitué par une courte bande 14 en matiere élastomere, par exemple en élastomére de polyurethane, qui est pourvue d' un talon d' accrochage 14a à chacune de ses extrémités figures 11 et 13). Bien que dans ces figures, les talons d'accrochage l4a présentent la forme d'un bourrelet cylindrique à section transversale circulaire, leur section transversale peut avoir toute autre forme appropriée, par exemple une forme en queue d'aronde ou une forme en T.

Dans le mode de réalisation des figures 9 a 13, chaque patin 4 est dépourvu des rainures latérales 6 des figures 3 et 4, mais il comporte à chacune de ses extrémités une rainure transversale 15 (figure 11), qui est conformée pour recevoir et retenir le talon d'accrochage 14a d'un des éléments de liaison 5. De préférence, chaque bande de liaison 14 en matière élastomere a une largeur 1 égale a celle des patins 4 comme cela est plus particulièrement visible dans la figure 12. Ainsi, l'espace entre deux patins consécutifs quelconques est complètement ferme par la bande de liaison 14, qui joue également le rôle d'un élément d'étanchéité en empêchant que des corps étrangers pénétrant radialement entre les patins puissent atteindre la surface périphérique de la roue 2.

Les figures 14 et 15 montrent la poulie d'adhérence 1 en service avec un câble C enroulé d'un demi-tour autour de la poulie. La representation de la figure 14 est faite en supposant que la poulie est entraînée en rotation dans le sens horaire, indiqué par la flèche F, et que la tension T1 du brin C1 du câble C qui part de la poulie 1 est plus forte que la tension T2 du brin de câble C2 qui arrive sur la poulie. Dans ces conditions, quand la roue 2 de la poulie d'adhérence 1 est entraînee en rotation dans le sens de la flèche F, elle entraîne par adhérence les patins 4 qui entraînent à leur tour, également par adhérence, le câble C dans le sens indique par les flêches sur la figure 14. Au cours de son passage sur la poulie 1, le cable C subit un allongement élastique.Toutetois, comme les eléments de liaison 5 sont adaptés pour pouvoir subir eux aussi un allongement élastique, les patins 4 qui sont en contact avec le câble C sont en mesure de s'écarter les uns des autres tles élements de liaison 5 correspondants étant sous tension et allongés), tandis que les patins 4 qui ne sont pas en contact avec le câble C se rapprochent les uns des autres comme cela est visible dans la figure 14.

On décrira maintenant comment les éléments de liaison 5 sont déterminés pour pouvoir s'allonger élastiquement. On supposera que le câble C utilisé avec la poulie d'adhérence 1 a un module d'élasticité longitudinale Ri connu1 une section transversale Si connue et est soumis en service a une tension maximale
Tmax correspondant à une charge maximale d'utilisation nl m~x telle que = = ni max X Si . (1)
Sous la charge maximale n1max, l'allongement par unité de longueur du câble C est donne par la formule
aL, ni ~ = C2)
Li Ri dans laquelle E1 et nlm~x ont les significations déjà indiquées, L1 est la longueur du câble C mesurée entre les milieux de deux patins 4 consécutifs (figures 5 et 13) et aLa est l'allongement de la portion de câble de longueur Li sous la charge nr-~x.

Zaintenant, si on désigne par E2 le module d'élasticité longitudinale de chaque élément de liaison 5, par nomax la contrainte maximale dans chaque élément de liaison 5, par L2 la longueur de chaque élément de liaison 5 (dans le cas de la figure 5, c'est la longueur du cable 5 mesurée entre les milieux de deux patins consecutifs) et par aLa l'allongement de chaque element de liaison 5 de longueur L2 sous la charge n2max, on a alors
bLz n2max = t3)
L2 Ez
D'autre part, on Impose que, en service, la tension maximale dans chaque élément de liaison 5 ne soit qu'une proportion k relativement faibie de la tension maximale
Tmax dans le cable C. Ceci peut s'écrire
nz -x . S2 = k . n1max .Si (4) dans laquelle S2 représente la section de l'élément de liaison 5. Dans le cas du mode de réalisation des figures 1 à 5, S2 est la somme des sections transversales des deux câbles 5, tandis que, dans le cas du mode de réalisation des figures 9 à 13, S2 est égal au produit de la largeur 1 d'une bande de liaison 14 par son épaisseur e (voir figure 12) Dans la pratique, la valeur de k pourra être comprise entre 2% et 20X. Pour limiter les mouvements relatifs, générateurs d'usure, entre le cable C et les patins 4, il faut que AL1 soit égal à aLz. En combinant les équations (2), (3) et (4) on obtient donc E2 . S2 . Ri El . Si
= = k. ------ (5)
L2 L1
Pour un câble donné C, Ri et S1 sont connus, et i est également connu : c'est la longueur de câble enroulée sur la poulie 1 divisée par le nombre de patins 4 correspondant à la longueur de câble enroulée (dans e cas de la figure 14 où le câble C est enroulé d'un demi- tour autour de la poulie 1 de rayon R et s'appuie sur huit patins 4 pendant son passage sur la poulie 1, L1 est égal à #R/8). Pour une poulie d'adhérence 1 donnée, qui comporte un nombre connu de patins 4 de dimensions connues et dont la roue 2 a un rayon connu, la longueur
L2 des éléments de liaison 5 peut être facilement calculée d'une manière semblable à celle indiquée a propos de la longueur L1 dans le cas des câbles de liaison 5 du mode de réalisation des figures 1 à 5, ou la longueur L2 peut être choisie arbitrairement égale à une valeur inférieure à la valeur calculée susmentionnée dans le cas des bandes de liaison 14 du mode de réalisation des figures 9 a 13. Aprés avoir choisi pour le coefficient k une valeur comprise entre 2 et 239X0 comme indiqué plus haut, on vait alors qu'en choisissant E2 parmi les valeurs de module d'élasticité longitudinale des matériaux existants utilisables pour la fabrication des éléments de liaison 5, la formule 5) permet de calculer la section transversale S2 des éléments de liaison La connaissance de 52 permet alors de calculer le diamètre de chacun des deux câbles 5 dans le cas du mode de réalisation des figures 1 à 5, donc aussi la largeur des rainures 6 des patins 4. Dans le cas du mode de réalisation des figures 9 à 13, la connaissance de So permet de calculer l'épaisseur e e chaque bande de liaison 14 puisque sa largeur 1 est déja connue, etant égale à la largeur de chaque patin 4.Bien entendu, les valeurs obtenues pour le diamètre des câbles de liaison 5 ou pour l'épaisseur e de la bande de liaison 14, dans la mesure où ces valeurs conditionnent la largeur des rainures 6 ou des rainures 15, devront être compatibles avec la forme et les dimensions des patins 4 pour ne pas affaiblir leur résistance mécanique. Si les valeurs obtenues de la manière indiquée plus haut étaient incompatibles, il faudrait alors choisir une autre valeur de E2, donc un autre matériau pour la fabrication de l'élément de liaison 5.

On notera que, dans le cas du mode de réalisation des figures 9 à 13, on peut aussi choisir dans une certaine mesure la valeur de la longueur Lx de la bande de liaison 14.

Bien qu'il soit plus commode de choisir d'abord le matériau pour la fabrication des éléments de liaison 5, donc la valeur de En, et de calculer ensuite la valeur de So par la formule t5), on pourrait faire la démarche inverse, c'est-à-dire choisir d'abord la valeur de la section Sz de chaque élément de liaison 5 par rapport a la forme et aux dimensions de la section des patins 4, et calculer ensuite la valeur du module Ex par la formule (5). . Dans ce dernier cas, le matériau utilisé pour la fabrication des éléments de liaison 5 est choisi en fonction de la valeur calculée du module =.

On peut démontrer que la force de frottement Fi du câble C sur chaque patin 4 est donnée par la formule suivante :

dans laquelle f désigne le coefficient de frottement entre le câble C et les patins 4, oc est l'angle d'enroulement du câble G autour de la poulie d'adhérence (dans le cas de la figure 14, a est égal à w), g est le nombre de patins 4 sur lesquels le câble C s' appuie pour l'angle d'enroulement a (N est égal à 8 dans le cas de la figure 14), T1 et To sont les tensions des brins C1 et C2 du câble C à l'entrée et a la sortie de la poulie d'adhérence 1, et i est le numéro d'ordre du patin considéré Ci = 1, 2, 3, ... N). Pour un câble ayant un module d'élasticité Ri de 20000 kg/mmz et un section SI de 177mm2, enroulé autour d'une poulie 1 ayant un rayon de 500mm, avec une tension T1 de 10000 kg à l'entrée de la poulie 1 et une tension T2 de 6242 kg à la sortie de la poulie 1, avec un coefficient de frottement f de 0,15 et avec un angle d'enroulement a égal à m, un calcul intégral montre que le travail des forces de frottement entre le câble C et les patins 4, dû à l'allongement du cable 6, mais avec un aleongement concomitant des element de liaison 5, est environ six fois plus faiole et environ douze tois plus faible, respectivement pour un nombre de patins L egal a 4 et pour un nombre de patin N egal à 8, que le travail de frottement du meme cable sur une bande sans fin qui ne s' allonge pas ou pratiquement pas sous les efforts ae tension qui lui sont transmis par le cable, exactement comme si celul-ci était directement en contact avec la surface periphérique d'une poulie dépourvue de bande sans flan.

On voit que, plus le nombre de patins est grand plus le travail des forces de frottement du câble sur les patins est faible.

Pour que les patins 4 entraînent sans glissement le cable C, il faut que la force d'adhérence F1 entre ia face interne des patins 4 et la surface périphérIque de la roue 2 soit inférieure a la force d'adhérence s- entre la surface externe du cable C et la face externe des patins 4, c'est-å-dire a surface de la rainure 7 des patins 4.En outre, dans le cas des câbles en fibre d'aramide ou de polyamide (les cables de ce genre sont des câbles comportant une âme composée d'un ou plusieurs torons en fibre d'aramide ou de polyamide, entouree d'une mince couche en polytétrafluoroethyiène, qui n' est pas liée à l'âme et qui est eîîe-méme entouree d'une gaine de protection, qui n'est pas liée a la couche sous-jacente en polytetrafiuoroéthylène), il est egalement nécessaire que la force d'adhérence F2 entre la surface externe de la gaine et la surface de la rainure 7 des patins 4 soit inférieure à la force d'adhérence F3 entre la surface de la couche mince en poîytétrafluoroéthyîène et la surface interne de la gaine de protection du câble. Si cette dernière condition n'était pas remplie, les patins 4 entralneraient la gaine du câble sans entraîner l'âme de celui-ci, et il en résulterait inévitablement un endommagement, voire une destruction de la gaine du câble. Ceci est également vrai pour les càbles à âme métallique monotoron entourée d'une gaine de protection non liée à l'âme metallique, comme par exemple les câbles électriques haute et moyenne tension.Les forces d'adhérence Fî, F2 et éventuellement Fa sus-mentionnées sont donnees par les tormules suivantes
F1 = F . f1 . k1
= = Fr f2 . k2 (.8)
F3 = Fr . f3 k dans lesquelles Fr est la force exercée radialement par le câble C sur un arc de longueur élémentaire dl de la poulie 1. Fr est donnée par la formule
= = p. dl p.dl dans laquelle p est la pression exercée par le câble sur la poulie 1 et est donnée par la formule
T1 + 2
p (11) dans laquelle T1 et T2 ont les signifIcations déjà indiquées plus haut et D est le diametre de la poulie 1.

Dans les formules (7), (8 > et (9), f1 f2 et f3 sont respectivement le coefficient de trottement entre la face interne des patins 4 et la surface périphérique de la roue 2, le coefficient de frottement entre la surface externe du câble C ou, le cas échéant, de sa gaine de protection et la surface de la rainure 7 des patins 4, et, dans le cas d'un câble en fibre d' aramide ou de polyamide, avec gaine de protection, le coefficient de frottement entre la couche mince en polytétrafluoroéthylène et la surface interne de la gaine de protection. Les coefficients k2, k2 et k3 sont des coefficients de forme dont la valeur dépend de la forme du profil des surfaces mutuellement en contact vues en coupe transversale.Pour un profil de contact plat entre les patins 4 et la roue 2, le coefficient k1 est égal à 1. Pour un profil de contact semi-circulaire rainure 7 et gaine de protection du câble > les coefficients k2 et k3 sont approximativement égaux à i, 5.

On voit donc que pour satisfaire la condition susindiquée Fi < F2 < F3, il suffit de choisir de manière appropriée les coefficients de frottement des matériaux mutuellement en contact et/ou les formes des profil de contact. C'est pourquoi, dans la pratique, on pourra etre amene, selon les circonstances, à utiliser des patins 4 et/ou une roue 2 comportant un ou plusieurs des revêtements 11, 12 et 13 montrés sur les figures 6 a 8.

Les tableaux 1 et 2 ci-dessous donnent à titre d'exemple la correspondance des matériaux pouvant être utilisés pour le cable et pour la surface de la rainure 7 des patins 4, d'une part, et pour la face interne des patins 4 et la surface périphérique de la roue 2, d'autre part.

TABLEAU 1

<tb> <SEP> Câble <SEP> | <SEP> rainure <SEP> 7
<tb> aramide <SEP> ou <SEP> acier <SEP> acier
<tb> aramide <SEP> ou <SEP> acier <SEP> fonte
<tb> aramide <SEP> ou <SEP> acier <SEP> aluminium
<tb> <SEP> acier <SEP> polyuréthane
<tb>
TABLEAU 2

<tb> face <SEP> interne
<tb> des <SEP> patins <SEP> 4 <SEP> roue <SEP> 2 <SEP>
<tb> <SEP> PTFE <SEP> acier <SEP> inox.
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<SEP> acier <SEP> acier
<tb> <SEP> fonte <SEP> acier
<tb> polyuréthane <SEP> acier
<tb> polyuréthane <SEP> aluminium
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Les figures 16 et 17 montrent une forme d'exécution dans laquelle la roue 2 est plus large que dans les formes d'exécution précédemment décrites et dans laquelle la bande sans fin 3 fait trois tours autour de la roue 2 et supporte un câble C qui est lui-meme enroulé de deux tours autour de la poulie.

Dans la forme d'exécution représentée dans les figures 16 et 17, la bande sans fin 3 a une structure semblable à celle de la forme d'exécution montrée dans les figures 9 à 13. Plus précisément, chaque élément de liaison 5 entre deux patins 4 consécutifs est constitué par une courte bande 14 en une matière élastomère, dont les extrémités sont respectivement ancrées dans les faces d'extrémité mutuellement en regard des deux patins 4 consécutifs. Il va cependant de soi que la bande sans fin pourrait avoir une structure semblable à celle de la forme d'exécution montrée dans les figures 1 à 5.

Dans la forme d'exécution des figures lô et 17, la surface périphérique de la roue 2 a, vue en coupe, un profil plat comme cela est visible dans la figure =7, c'est-å-dire que la poulie 2 ne comporte aucune gorge circonférentielle comme la gorge 9 des figures 6, 7, 8 et 12, et que la face interne des patins 4 ne comporte aucune partie en saillie comme la partie 8 des figures 4, 6, 7, 8 et 12. Dans ce cas, des moyens appropriés de guidage, connus en eux-mèmes, tels que rampes hélicoïdales, patins, galets tournants ou combinaison de ceux-ci, sont prévus pour obliger la bande sans fin à s'enrouler hélicoidalement à la périphérie de la roue 2.

Ces moyens de guidage sont bien connus et ne seront donc pas décrits en détail (voir par exemple les documents antérieurs cités dans le préambule du présent mémoire).

Dans le cas où la bande sans fin 3 est enroulée de plusieurs tours autour de la roue 2 comme cela est par exemple montré dans les figures 16 et 17, et dans le cas ou le cable porte des corps étrangers, comme par exemple des coquillages, des algues ou d'autres substances indésirables, il est souhaitable d'empêcher que ces corps étrangers ou autres matières indésirables ne puissent s' introduire entre la surface périphérique de la roue 2 et la bande sans fin 3 enroulée sur celle-ci.

A cet effet, on peut prévoir une bande sans fin continue d'étanchéité 16, en une matière souple et élastiquement extensible, par exemple en élastomère de polyuréthane, sur au moins un côté de la bande sans fin 3 qui supporte le câble C, de préférence sur les deux côtés de la bande 3, comme cela est montré dans les figures 18 et 19. Des moyens coopérant de retenue sont prévus sur la bande sans fin de support 3 et sur la bande sans fin d'étanchéité 16 pour les attacher l'une à l'autre. A cet effet, comme montré dans la figure 20, chaque bande sans fin d'étanchéité 16 peut comporter, sur sa face latérale tournée vers la bande sans fin de support 3, un talon longitudinal continu 17 qui est engagé dans une rainure longitudinale 18 formée dans au moins une des deux faces latérales de chaque patin 4, de préférence dans chacune des deux faces latérales desdits patins.Pour ameliorer encore l'étanchéité, chaque bande sans fin d'etancheité 16 peut avantageusement comporter, au moins sur une face latérale et de préférence sur ses deux faces latérales, une lèvre longitudinale 19, qui est formée d'un seul tenant avec la bande 16, s'étend de façon continue sur toute la longueur de celle-ci et fait saillie latéralement et vers l'extérieur à partir de la face latérale correspondante de la bande 16. La figure 20 montre, en coupe transversale, les deux bandes 16 avant qu'elles soient assemblées à un patin 4, tandis que la figure 21 montre deux patins 4 faisant partie de deux spires adjacentes de la bande continue sans fin de support 3 et équipés chacun de deux bandes d'étanchéité 16, les deux bandes 16 situées entre les deux patins 4 étant pressées l'une contre l'autre.

La figure 18 représente le cas où la bande continue 3 a une structure semblable à celle du mode de réalisation des figures 1 à 5, c'est-à-dire dans laquelle les éléments de liaison entre les patins 4 sont constitués par deux câbles 5. Dans ce cas, il est également souhaitable de réaliser une étanchéité entre chaque paire de patins consécutifs. A cet effet, un élément d'étanchéité 21, souple et élastiquement extensible, est disposé dans chaque intervalle entre deux patins consécutifs 4 et est attaché à ceux-ci.

Chaque élément d'étanchéité 21 a une largeur égale à celle des patins 4 comme montré dans la figure 18.

Chaque élément d'étanchéité 21 peut avoir par exemple une forme semblable à celle de la bande 14 montrée dans les figures 11 et 12 et être attacné aux deux patins 4 par des talons semblables aux talons 14a de la bande 14.

Toutefois, dans ce cas, les éléments 21 n'ont pas une fonction de liaison des patins 4, mais seulement une fonction d' étanchéité.

La figure 19 représente le cas ou la bande sans fin de support 3 a une structure semblable à celle du mode de réalisation des figures 9 à 13, c'est-à-dire dans laquelle les éléments de liaison 5 sont constitués par des bandes 14 en une matière élastomère. Dans ce cas, les bandes 14 ont à la fois une fonction de liaison des patins et une fonction d'étanchéité comme cela a deja été signalé plus haut.

La figure 22 montre un autre mode de réalisation dans lequel les patins 4 et les éléments de liaison 5 de la bande sans fin 3 sont formés d'un seul tenant en une matière élastomère, par exemple en élastomère de polyuréthane. Dans ce cas, les éléments de liaison 5 sont formés par des parties de la bande sans fin ayant une section transversale réduite par rapport aux parties de la bande sans fin formant les patins 4. La partie de section réduite peut être par exemple obtenue en formant des profondes rainures transversales 22 à intervalles réguliers dans la face 3a de la bande sans fin 3 qui est destinee à venir en contact avec la surface périphérique de la roue 2, comme montré dans les figures 23 et 24.

Les rainures 22 peuvent avoir, vues en coupe transversale, un profil en forme de T comme montré dans la figure 23. Une gorge longitudinale 7 peut être également formée sur toute la longueur de la bande 3, dans sa face externe, comme montré dans les figures 22 à 24. Avec la bande sans fin 3 montrée dans ces dernières figures, il n'est pas nécessaire de prévoir des bandes latérales d'étanchéité comme les bandes 16 des figures 18 à 21, ni des eléments d'étanchéité entre les patins 4, comme les éléments d'étanchéité 21 de la figure 18.

Toutefois, pour améliorer l'étanchéité sur les côtés de la bande 3 des figures 22 à 23, la bande 3 peut avantageusement comporter, au moins sur une face latérale, une lèvre longitudinale 23, qui formée d'un seul tenant avec la bande 3, s'étend de façon continue sur toute la longueur de celle-ci et fait saillie latéralement et vers l'extérieur à partir de ladite face latérale comme montre dans les figures 25 a 28. Bien que les figures 27 et 28 montrent une lèvre 23 d'un seul côté de la bande 3, il va de soi qu'une telle lèvre 23 pourrait être également prévue des deux cotés de la bande 3. D'après la figure 28, on voit que lorsque deux spires adjacentes de la bande 3 sont accollées l'une à l'autre, la lèvre 23 de l'une des spires est appliquée élastiquement contre le côté de la spire adjacente, améliorant ainsi l'étanchéité entre les deux spires.

I1 va de soi que les formes d'execution de l'invention qui ont été décrites ci-dessus ont ete données à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être facilement apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi notamment que la bande sans fin 3 et plus particulièrement chaque patin 4 peut être plus large que ce qui est montré dans les dessins, et comporter une seconde rainure ou gorge, parallèle à la première rainure ou gorge 7 et ayant une section transversale plus grande ou plus petite que celle de la gorge 7 pour recevoir un câble ayant une section plus grande ou plus petite que celle du câble reçu dans la gorge 7.

Claims

REVRND I CATI ONS

1. Poulie d'adhérence pour transmettre une force de traction à un câble (C), comprenant une roue (2 > ayant une surface périphérique lisse, et une bande sans fin (3) enroulée d'au moins un tour sur la surface périphérique de la roue (2) pour supporter le câble (C) en service, le câble étant enroulé autour de la poulie, sur la bande sans fin de support (3) dans le même sens et avec le même pas que ladit bande sans fin et prenant appui sur celle-ci, caractérisée en ce que la bande sans fin (3) est constituée par une succession de patins espacés (4) pouvant glisser avec frottement sur la surface périphérique de la roue (2), chaque patin étant relié au patin suivant par un élément de liaison < 5) extensible élastiquement, dont le module d'élasticité longitudinale et/ou les dimensions (longueur, section transversale) sont choisis de telle façon que, pour un câble (C) ayant un module donné d'élasticité longitudinale et soumis en service à une tension maximale prédéterminée, l'allongement total des éléments de liaison (5) est égal à l'allongement total de la partie du câble (C) enroulée sur la poulie pour un effort appliqué aux éléments de liaison compris entre 2 et 20% de ladite tension maximale prédéterminée.

2. Poulie d'adhérence selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de liaison (5 > sont communs & tous les patins (4) et sont formés par au moins un câble de liaison sans fin, qui a la même étendue que ladite bande sans fin < 3 > et en des points régulièrement espacés, duquel sont ancrés les patins < 4).

-3. Poulie d'adhérence selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque patin (4) présente une rainure longitudinale (6) dans chacune de ses deux faces latérales, et en ce que deux cibles de liaison (5) sont prévus, chaque câble de liaison (5) passant dans une rainure longitudinale respective (6) et étant bloqué dans ladite rainure.

4. Poulie d'adhérence selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque rainure (6 > a une largeur qui croît en direction des extrémités du patin (4) à partir d'une valeur minimale de largeur au milieu de la longueur de la rainure, ladite valeur minimale correspondant au diamètre du câble de liaison (5), lequel est introduit à force dans la partie de largeur minimale de la rainure.

5. Poulie d'adhérence selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'un élément d'étanchéité (21) souple et extensible est disposé dans chaque intervalle entre deux patins consécutifs (4) et est attaché à ceuxci, chaque élément d'étanchéité (21) ayant une largeur égale à celle des patins (4).

6. Poulie d'adhérence selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque élément de liaison < 5) est constitué par une courte bande (14) en matière élastomère, qui est pourvue d'un talon d'accrochage (14a) à chacune de ses extrémités, et en ce que chaque patin (4) comporte à chacune de ses extrémités une rainure transversale (15) conformée pour recevoir et retenir le talon d'accrochage (14a > d'un des éléments de liaison (5).

7. Poulie d'adhérence selon la revendication 6, caractérisée en ce que chaque bande (14) en matière élastomère a une largeur égale à celle des patins < 4 > .

8. Poulie d'adhérence selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle la bande sans fin (3) fait . plusieurs tours autour de la roue < 2), caractérisée en ce qu'une bande sans fin continue d'étanchéité (16), en une matière souple et extensible, est prévue sur au moins un côté de la bande sans fin (3) qui supporte le câble, des moyens coopérants de retenue (17, 18) étant prévus sur la bande sans fin de support (3) et sur la bande sans fin d'étanchéité (16) pour les attacher l'une à l'autre.

9. Poulie d'adhérence selon la revendication 8, caractérisée en ce que la bande sans fin d'étanchéité (16) comporte sur sa face latérale tournée vers la bande sans fin de support (3), un talon longitudinal continu (17) qui est engagé dans une rainure longitudinale (18) formée dans l'une des faces latérales de chaque patin (4).

10. Poulie d'adhérence selon la revendication 9, caractérisée en ce que la bande sans fin d'étanchéité (16) comporte, au moins sur une face latérale, une lèvre longitudinale (19) qui est formée d'un seul tenant avec ladite bande sans fin d'étanchéité (16), s'étend de façon continue sur toute la longueur de celle-ci et fait saillie latéralement et vers l'extérieur å partir de ladite face latérale.

11. Poulie d'adhérence selon la revendication 1, caractérisée en ce que les patins (4 > et les éléments de liaison (5) entre les patins < 4) sont formés d'un seul tenant en une matière élastomère, les éléments de liaison < 5) étant formés par des parties de la bande sans fin C3) ayant une section transversale réduite par rapport aux parties de la bande sans fin formant les patins (4).

12. Poulie d'adhérence selon la revendication 11, caractérisée en ce que les éléments de liaison (5) ont la même largeur que les patins (4).

13. Poulie d'adhérence selon la revendication il ou 12, caractérisée en ce que la bande sans fin (3) comporte, au moins sur une face latérale, une lèvre longitudinale (23) qui est formée d'un seul tenant avec la bande sans fin < 3), s'étend de façon continue sur toute la longueur de celle-ci et fait saillie latéralement et vers l'extérieur à partir de ladite face latérale.

14. Poulie d'adhérence selon 1 l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu qu'un revêtement (11, 12, 13) en une matière ayant un coefficient de frottement approprié est prévu sur au moins une des surfaces suivantes, à savoir la face externe (7) des patins (4) qui supporte le câble (C), la face interne (4a, 4b) des patins (4? qui est en contact avec la surface périphérique de la roue (2), et ladite surface périphérique de la roue (2?.