Brevet FR2104659A1 — publié le 19720421

La présente invention a essentiellement pour objet un treuil hydraulique perfectionné. L'invention concerne en particulier un treuil de levage destiné à commander une benne automatique de forage qui a été décrite dans la demande de brevet français NO 6.913.500, déposée le 28 Avril 1969 au nom du même demandeur, et ayant pour titre : "Benne automatique de forage". Bien entendu, on connaît déjà un certain nombre de types de treuils de levage utilisés sur les chantiers. Ces treuils étaient généralement entraînés par un moteur Diesel et comportaient un certain nombre de leviers mécaniques qui parfois rendaient leur fonctionnement délicat. C'est ainsi que la montée ou la descente d'une benne de forage entraînée par un tel treuil pose un certain nombre de problèmes qu'il importait de résoudre. Be treuil hydraulique de levage selon l'invention a pour but de résoudre ces problèmes et demeure particulièrement efficace pour manoeuvrer commodément et avec toute la souplesse requise, les bennes de forage. Par ailleurs, le treuil de l'invention est extrêmement simple tout en présentant une structure très compacte, ce qui le rend très maniable sur les chantiers. En effet, le treuil hydraulique de l'invention, du type comportant un arbre associé à un tambour autour. duquel peut s'enrouler un câble, est caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison : un groupe moto-réducteur à fluide hydraulique accouplé audit arbre; un dispositif de couplage monté entre l'arbre et le tambour pour les rendre solidaires l'un de l'autre; des moyens de commande hydrauliques du dispositif de couplage pour désolidariser l'arbre du tambour, lesdits moyens étant logés à l'intérieur dudit arbre; et des moyens de guidage impératifs du câble sur le tambour aussi bien à l'enroulement qu'au déroulement. On comprend donc que les moyens de couplage de l'arbre au tambour sont enfermés dans ledit tambour. De plus, les moyens agissant sur ce dispositif de couplage sont à leur tour logés à l'intérieur de l'arbre. Ainsi, tous ces moyens permettant de solidariser l'arbre du tambour ou bien de faire tourner fou le tambour autour de l'arbre, sont agencés à l'intérieur du tambour et de l'arbre, de sorte que ces moyens demeurent bien protégés et assurent au treuil de l'invention une excellente sûreté de fonctionnement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de couplage précité est constitué par un ensemble de disques extérieurs solidaires du tambour etAmbriquésdans un ensemble de disques intérieurs solidaires de l'arbre, lesdits ensembles de disques étant normalement comprimés par un élément presseur, tel que par exemple un ressort ou des rondelles du type Belleville, monté sur l'arbre ét s'appuyant contre une bague filetée vissée sur l'arbre et formant butée.. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, un anneau intermédiaire formant moyeu sur l'arbre est intercalé entre l'élément presseur et les disques précités. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, l'arbre précité ainsi que le moyeu comportent respectivement une rainure transversale dans laquelle passe une clavette qui est fixée sur ledit moyeu, ladite clavette pouvant alors se débattre axialement dans la rainure en entraînant le moyeu pour desserrer les disques. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'arbre précité comporte un alésage axial qui débouche dans la rainure précitée et reçoit les moyens de commande du dispositif de couplage, à savoir -une tige coulissante de commande de la clavette et un petit vérin hydraulique commandant ladite tige Suivant une autre caractéristique de l'invention, le petit vérin hydraulique est constitué par une chambre cylindrique dans laquelle coulisse un piston, la tige coulissante précitée débouchant à un bout de ladite chambre pour etre actionnée par le piston, tandis que l'autre bout de ladite chambre comporte un orifice relié au circuit hydraulique de commande du piston. Selon encore une autre -caractéristique de l'invention, la surface du tambour est avantageusement rainurée. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, les moyens de guidage impératifs du câble comprennent une plaque annulaire entourant le tambour et montée coulissante sur des tiges guides, ladite plaque étant munie de pièces de guidage en bronze faisant saillie radialement et vers l'intérieur de ladite plaque pour s' engager dans les rainures du tambour. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, un écubier ou manchon de guidage du câble est monté sur une paroi de la plaque précitée pour guider le câble dans les rainures du tambour vers la droite ou vers la gauche suivant le sens de rotation du tambour. Le treuil de l'invention est également caractérisé en ce que l'arbre précité tourne sur des roulements à rotule à double rangée de rouleaux montés sur le bâti du treuil, tandis que des roulements sont également prévus entre l'arbre et le tambour pour assurer leur. rotation relative. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée qui suit et se rée'reaux bus dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation d'un treuil hydraulique conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue de dessus et en coupe axiale suivant la ligne II-II de la figure 1. - la figure 9 est une vue en coupe faite sensiblement suivant la ligne EI-III de la figure 1; - la figure.4 est une vue en coupe faite suivant la ligne IV-lV de la figure 1; et - la figure 5 est une vue partielle et en perspective de la partie représentée dans l'encadré V de la figure 2, à savoir les moyens de commande du dispositif de couplage pour désolidariser l'arbre du tambour. Suivant 11 exemple de réalisation illustré dans les dessins, un treuil hydraulique conforme à l'invention comprend essentiellement un groupe moto-réducteur 10 entraînant un arbre 1, un dispositif de couplage 20 monté entre l'arbre 1 et un tambour 2 pour rendre l'arbre I solidaire dudit tambour 2, des moyens 30 agissant par commande hydraulique sur le dispositif de couplage 20 pour désolidariser l'arbre 1 du tambour 2, lesdits moyens étant logés à l'intérieur de l'arbre 1, et des moyens 50 de guidage impératif du câble 3 sur le tambour 2. Comme il apparaît plus clairement sur la figure 2, l'arbre central 1 tourne sur des roulements à rotule 4 à double rangée de rouleaux. Les roulements 4 sont maintenus respectivement dans deux montants 5 (figure 1) qui sont montés sur un châssis avec socle 6. Le tambour 2 est avantageusement rainuré pour assurer une bonne portée du câble de levage 3 et peut tourner autour de l'arbre 1 grâce.aux.roulements à rotule 7. Comme il apparaît sur la figure 4, le groupe moto-réducteur 10 comprend un moteur hydraulique 11 fixé-sur le châssis et entrat- nant un arbre 12 sur lequel est montée-une vis sans fin 13. Un dispositif de blocage 14 de l'arbre 12 est monté à l'extrémité de cet arbre. Ce dispositif de blocage peut hêtre constitué par des disques. Ce dispositif de blocage est bien entendu desserré automatiquement dès la mise en route du moteur hydraulique 11, dans un sens ou dans l'autre. Par contre ce dispositif de blocage se serre automatiquement dès que le moteur s'arrête.. La vis sans fin 13 entraîne une roue 16 qui est montée clavetée en 15 sur l'arbre 1. Le dispositif de couplage 20 de l'arbre 1 au tambour 2 est constitué par un ensemble de disques. extérieurs 21 solidaires du tambour 2 et imbriqués dans un ensemble de disques intérieurs 22 solidaires de l'arbre 1. Les disques extérieur et intérieur sont normalement comprimés par un élément presseur 23, tel qu'un ressort ou des rondelles du type Belleville. L'élément presseur 23 est bien entendu monté sur l'arbre: -1 -et- -s'appuie contre un écrou réglable 24 formant butée et vissé sur l'arbre 1. Un anneau intermédiaire ou moyeu 25 comportant un plateau d'appui 25a sur les disques précités est intercalé entre l'élément presseur 23 et les disques 21, 22. Des bagues intercalaites ou d'appui 26 et 27 sont prévues respectivement entrel'écrou 24 et l'élément pres-seur 23 et entre l'élément presseur--23- et l-e moyeu 25. Comme il apparaît plus clairement sur l-a figure 5, l'arbre 1 présente une rainure transversale 28, de même que le moyeu 25 est rainuré en 25b, de sorte que les deux rainures 25b du moyeu 25-puissent être alignées avec la rainure 28 de l'arbre 1. Une clavette ou traverse 29 fixée, par exemple vissée, sur le moyeu 25 passe dans les rainures 25b et 28. On voit que la clavette 29 peut se débattre axialement dans la rainure 28 de l'arbre 1, et ce en entraînant le moyeu 25 dans un mouvement correspondant de coulissement le long de l'arbre 1. La commande de la clavette 29 et par conséquent du moyeu 25 sera expliquée ci-après. En effet, ce sont les moyens précités de commande 30 qui agissent sur la clavette 29 pour pousser le moyeu 25 à l'encontre de la force de pression de l'élément presseur 23, et par conséquent pour desserrer les disques solidarisant l'arbre 1 du tambour 2. Comme il apparaît sur les figures 2 et 5, l'arbre 1 présente un alésage central et axial 31 qui débouche dans la rainure transversale 28. L'alésage 31 contient une tige 32 qui y coulisse. Comme on le voit sur la figure 5, l'extrémité 33 de la tige 32 peut venir en butée contre la clavette transversale 29, et ce afin de déplacer le moyeu 25. L'autre extrémité 34 de la tige 32 (figure 2) débouche dans une chambre cylindrique 35 qui constitue en quelque sorte le prolongement de l'alésage 31. Un piston 36 coulisse dans la chambre 35 pour actionner l'extrémité 34 de la tige de commande 32. Bien entendu, on a prévu un joint tournant, et un orifice 37 mettant. en communication la chambre 35 du piston 36 avec le circuit hydraulique de commande dudit piston. Un flasque d'extrémité 38 est prévu en bout de ces moyens fonctionnant par commande hydraulique. On a montré en 40 sur la figure 2 une bague en deux parties serrée sur l'arbre 1 entre les disques 21, 22 et l'un des roulements 7, pour maintenir l'assemblage des disques. Comme il apparaît mieux sur la figure 3, les moyens 50 de guidage impératif du câble 3 comprennent une plaque annulaire 51 entourant le tambour 2 et montée coulissante sur des tiges guides 52 fixées entre les montants 5 du treuil. La plaque 52 est munie de pièces de guidage 53, en bronze par exemple, faisant saillie radialement et vers l'intérieur de ladite plaque pour pouvoir s'engager dans les rainures extérieures du tambour 2. Un écubier ou manchon de guidage 54 du câble 3 est monté sur une paroi de la plaque annulaire 51. On comprend ainsi que le guidage du câble dans les rainures du tambour est assuré, et ce vers la droite ou vers la gauche selon le sens de rotation dudit tambour. On a montré en 55- sur la figure 1 une attache destinée à la fixation du câble. L'appareillage hydraulique destiné à commander le treuil comprend un certain nombre d'accessoires, tels que filtres, pompes, clapets et distributeurs qui sont du type connu en soi et ne nécessitent pas une description détaillée. On rappellera brièvement ci-après le fonctionnement du treuil selon l'invention. On entraîne-l'arbre 1 à l'aide du groupe moto-réducteur 10 dans un sens ou dans l'autre et suivant une vitesse déterminée. L'arbre 1 entraîne simultanément le tambour 3, étant donné que les disques 21, 22 du dispositif de couplage 20 demeurent en position normale.-serrée. Si l'on désire désolidariser le tambour 2 de l'arbre 1, par exemple pour faire effectuer une chute libre à une benne de forage suspendue au câble de levage, on met en pression le petit vérin hydraulique constitué par la chambre 35 et le piston 36. Le piston 36 pousse la tige de commande 32 logée dans l'arbre vers la gauche, et cette tige de commande pousse à son tour la clavette transversale 29 du moyeu 25 qui libère ou desserre alors l'ensemble des disques 21, 22. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des -équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Treuil hydraulique perfectionné du type comportant un arbre associé à un tambour autour duquel peut s'enrouler un câble de levage, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison : un groupe moto-réducteur 10 à fluide hydraulique accouplé audit arbre; un dispositif de couplage 20 monté entre l'arbre et le tambour pour les rendre solidaires l'un de l'autre; des moyens de commande hydrauliques 30 du dispositif de couplage pour désolidariser l'arbre du tambour, lesdits moyens étant logés à l'intérieur dudit arbre; et des moyens de guidage impératif du câble (50) sur le tambour aussi bien à l'enroulement qu'au déroulement. 2. Treuil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de couplage précité est constitué par un ensemble de disques extérieurs solidaires du tambour et imbriqués dans un ensemble de disques intérieurs solidaires de l'arbre, lesdits ensembles de disques étant normalement comprimés par un élément presseur, tel que par exemple un ressort ou des rondelles du type Belleville, monté sur l'arbre et s'appuyant contre une bague filetée vissée sur l'arbre et formant butée. 3. Treuil suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un anneau intermédiaire formant moyeu surs'arbre (25) est intercalé entre l'élément presseur et les disques précités. 4. Treuil suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 1'arbre précité ainsi que le moyeu comportent respectivement une rainure transversale dans laquelle passe une clavette qui est fixée sur ledit moyeu, ladite clavette pouvant alors se débattre axialement dans la rainure en entraînant le moyeu pour desserrer les disques. 5. Treuil savant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre précité comporte un alésage axial débouchant dans la rainure précitée de l'arbre et recevant les moyens de commande du dispositif de couplage, à savoir une tige coulissante de commande de la clavette et un petit vérin hydraulique. 6. Treuil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le petit vérin hydraulique est constitué par une chambre cylindrique dans laquelle coulisse un piston, la tige coulissante précitée débouchant à un bout de ladite chambre pour être actionnée par le piston, tandis que l'autre bout de ladite chambre comporte un orifice relié au circuit hydraulique de command du piston. 7. Treuil suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface-extérieure du tambour est avantageusement rainurée. 8. Treuil suivant la revendication 1 ou 7, caractérisé en ce que les moyens de guidage impératif du câble comprennent une plaque annulaire entourant le tambour et montée coulissante sur des tiges guides, ladite plaque étant munie de pièces de guidage, en bronze par exemple, faisant saillie radialement et vers l'intérieur de ladite plaque pour- s'engage-r dans les rainures du tambour. 9. Treuil suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'un manchon de guidage du câble est fixé sur une paroi de la plaque précitée pour guider le câble dans les rainures du tambour vers la droite ou vers la gauche suivant le sens de rotation du tambour. 10. Treuil suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre précité tourne sur des roulements à-rotule à double rangée de rouleaux montés sur le châssis du treuil, tandis que des roulements sont également prévus entre l'arbre et le tambour pour assurer leur rotation relative. 11. Treuil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le groupe moto-rëducteur précité comprend un moteur hydraulique entraînant une vis sans fin auto-freinée, laquelle vis engane avec une roue tangentequie-st montée clavetée sur l'arbre. 12. Installation de forage éqwpée d'un treuil hydraulique suivant l'une des revendications précédentes.