Brevet FR2081769A1 — publié le 19711210

La présente invention concerne un treuil de halage muni dwau moins deux tambours à câble entraînés par une unité motrice, dans lequel le mécanisme d'engrenage comprend un engrenage planétaire-et/ou un engrenage à roues dentées. Les treuils de halage qui sont installés dans une fonderie ou une acierie pour lever et abaisser des masses liquides de fer et d'acier sont soumis à des prescriptions particulières de sécurité pour des raisons de-danger daccident. Dans un treuil de halage connu, lorsque produit une rupture du mécanisme d'engrenage, la chute de la charge est évité par une deuxième chaîne cinématique allant aux tambours à câble. La deuxième chaine cinématique nécessite des pièces d'engrenage supplémentaires qui ont une répercussion défavorable sur l'encombrement de l'unité motrice. On sait en outre contrôler Treuil de halage muni d'un dispositif de contrôle de vitesse raccordé aux tambours à câble de sorte que, en cas de rupture de mécanisme d'engrenage, un actionnement des freins des tambours à câble soit déclenché. Ce mode de réalisation présente l'inconvénient que la charge -qui subit une chute pendant le temps de réponse du dispositif de contrôle de vitesse et pendant le temps de freinage peut frapper sur le sol ou sur un autre objet. L'invention a pour objectif de réaliser un treuil de halage muni d'une unité motrice, treuil qui empêche la chute de la charge en cas de panne d'un moteur de commande Qu d'un frein, ou en cas de rupture d'un arbre, d'une roue dentée ou d'un câble de halage, et qui s'arrête automatiquement quand un cas de dommage se présente, Cet objectif est atteint, conformément à linvention, du fait que deux engrenages planétaires disposés l'un à coté de l'autre et constitués, d'une part, par un arbre de pignon solaire entraîné.par deux moiteurs, et d'autre part, par un arbre extérieur de pignon entraîné par deux moiteurs, entraînent synchroniquement deux tambours à câble par-l'intermédiaire d'une transmission à engrenage double, et qutun appareil de mesure raccordé aux organes de mesure indique un cas d'accident et provoque une mise à l'arrêt de l'unité motrice par l'intermédiaire des moteurs et des freins, tous alimentés par le combiné de commutateurs les arbres de pignon et les arbres, tous cohtinus et à deux paliers, recevant, en cas de rupture, grâce à des paliers auxiliaires correspondant, un appui permettant de maintenir la contrainte mécanique dans le mécanismed'engrenage. Les organes de mesure du mécanisme d'engrenage, des galets appui de tambours à câble, et des suspensions de câble sont, de préférence, des interrupteurs de fin-de course ou des dynamomètres. Un organe de mesure du mécanisme d'engrenage est raccordé à un arbre-continu, susceptible de se déplacer dans le sens axial, et appartenant a une transmission à engrenage double. Selon une autre caractéristique de l'invention, le cas échéant, seulement un arbre mû par deux moteurs, entraîne synchroniquement deux tambours à câble par l'intermédiaire de deux roues dentées fixées sur lui et d'une transmission à engrenage double. Dans le cas de deux tambours à câble entraînés par une unité motrice, chaque câble de levage est conduit à un balancier à deux bras de la suspension de câbles par l'intermédi- aire de deux poulies disposées gn diagonale sur la traverse de levage, avec interposition de poulies de renvoi. Si quatre tambours à câble sont montés -sur un seul et même axe, deux arbres creux d'une transmission à engrenage doub-le peuvent entraîner chacun deux tambours à-câble reliés l'un à l'autre, arbres à travers lesquels est guidée, avec un jeu de rotation, une barre de torsion accouplée aux tambours à câble extérieurs, Grâce à linvention on on obtient ltavantage-que, lors de la défaillance d'un moteur ou dtun frein ou lors de la rupture d'un arbre ou dune roue dentée, la transmission par contrainte mécanique reste maintenue-dans l'unité motrice de sorte que la charge ne peut venir frapper sur le sol ou sur un autre objet. Il n'est nécessaire de calculer le mécanisme de unité motrice que pour la charge ou -la puissance de levage normalle, étant-donné qu'une charge uniforme de toutes les pièces du mécanisme est assurée. La commande des deux engrenages planétaires disposés l'un à côté de l'autre par un arbre commun de pignon so laire et par un arbre de pignon extérieur commun procure l'avan- tage que deux freins montés en parallèle, provoquent dans les deux engrenages planétaires des couples de freinage égaux même si leur puissance de freinage est différente. La disposition de toutes les pièces mécaniques dans un carter se répercute favorablement sur l'encombrement de l'unité motrice. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que le-treuil de halage permet dans presque tous les cas de dommages la continuation, pendant un eourt moment, du fonctionnement à pl,eine charge. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront.mieux compris-à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de rdalisation de l'invention, exemples se référant au dessin annexé sur lequel la figure 7 représente un treuil de halage muni de quatre câbles de levage et de quatre tambours à câble entraînés par une unité motrice. La figure 2 représente un carter du mécanisme d'en- grenage d'une unité motrice avec la disposition des roues dentées. La figure 3 représente une coupe longitudinale d'une unité motrice constituée par deux engrenages planétaires, suivant la ligne III-III de la figure 2. La figure 4 représente une coupe partielle d'une unité motrice constituée-par deux engrenages planétaires, suivant la ligne IV-IV de-la figure2. La figure 5 représente une coupe longitudinale dtune unité motrice-constituée sans engrenages planétaires, suivant la ligne III-III de la figure 2. La figure 6 représente une coupe d'un tambour à câble suivant la ligne VI-VI des figures 3 et 5. La figure 7 représente un treuil de halage muni de deux câbles-de levage et de deux tambours à câble entraînés par une unité motrice. La figure 8-représente une partie d'une coupe longitudinale d'une unité motrice munie de quatre tambours à câble montés sur un axe, suivent la ligne VIII-VIII de la figure 2. Le treuil de halage 1 comporte quatre tambours a câbles 101, 102, 1-03, 104 entraînés synchroniquement par une unité motrice 10. Les câbles de levage 11, 12, 13, 14 vont à deux balanciers à deux bras compensateurs de câbles 161, 171 des suspensions de câbles 16, 17 en passant par quatre poulies 151, 152, 153, 154 de la traverse de-levage 15. La charge (non représentée) est suspendue sur deux crochets 155, 156 fixés à la traverse de levage 15. - Le mécanisme d'engrenage 105 de l'unité motrice 10 se compose de deux engrenages planétaires 1051, 1052 disposés un à côté de l'autre, de deux transmissions à engrenage double 1053, 1054 et d'un carter de mécanisme d'engrenage 1055.Chaque groupe de deux moteurs 181 > 182/ 191, 192 entraîne respectivement un arbre de pignon solidaire 10511 et un arbre de pignon extérieur 10512 par l'intermédiaire des accouplements 183, 184/193, 194. Four immobiliser et freiner l'arbre de pignon solaire 10511 et arbre de pignon extérieur 10512, on utilise respectivement deux freins 185, 186/195, 196. Chaque frein 185,186/195,196 est étudié pour le couple total de freinage nécessaire sur un arbre de pignon 10511, 1-0512, de sorte que l'unité motrice 10 reste en état de fonctionne-r en cas de défaillance d'un frein. A cause de la construction-relativement encombrante des moteurs 181., 182, 191, 192 et des freins 185, 186, 1.95, 196, l'arbre extérieur de pignon 10512 n'entraîne pas directement les couronnes dentées 10514, 10522, mais au contraire par l'intermédiaire de roues dentées intercalaires 10513, 10522. Le mouvement de rotation-produit dans les engrenages planétaires 1051, 1052 est transmis des roues à denture hélicoïdale 10515, 10523 sur les roues denture hélicoidale 10531, 10532, 10541 a, 10542 a des transmissions à-engrenage double 1053, 1054. Les deux roues dentées 10515, 10523 entrainent, dtune part,-les tambours à câble 101, 102 par'l'intermédiaire des roues dentées -10531, 10532, de l'arbre 10533, des pignons 10534, 10535, des roues dentées 10536, 10537 et des arbres 10538, 10539, et, d'autre part, les tambours à câble 103, 104, par ligne termédiaire des roues dentées 10541 a, 10542 a, 10541, 10542, de larbre 10543, des pignons 10544, 10545, des roues dentées 10546, 10547 et des arbres 10548, 10549.Les roues à denture helicoidale 10541 a, 10 542 a qui sont solidaires des arbres intermédiaires 10541 b, 10542 b @ forment comme les roues à denture hélicoïdale 10515, 10523/10531, 10532/10541, 10542 une paire de roues dentées correspondant à une denture à chevrons. Pour détecter un accident ou dommage dans l'unité motrice 10 et sur les câbles de levage 11, 12, 13, 14, on utilise un appareil de mesure 107 qui est raccordé aux organes de mesure 1056, 1057, 1061, 1621, 1721, 1811, 1821, 1911, 1921, 1851, 1861, 1951, 1961 du mécanisme d'engrenage 105, des galets d'appui de tambours à câbles 106, des suspensions de câbles 16, 17, des moteurs 181, 182, 191, 192, et des freins 185, 186, 195, 196. En cas d'accident, l'appareil de mesure 107 provoque une mise à l'arrêt de l'unité motrice tQ par l'intermédiaire des moteurs 181, 182, 191, 192 et des freins 185, 186, 195, 196, tous alimentés par le combiné de cammutateurs 108. Les organes de mesure 1056, 1057, 1061, 1721 sont reliés à l'appareil de mesure 107 au moyen des conducteurs 1071, 1072, 1073, 1074, 1075, 1076. Le conducteur 1077 relie l'appareil de mesure 107 au combiné dtinterrupteurs 108, auquel sont raccordés les organes de mesure 1811, 1821, 1911, 1921, 1851, 1861, 1951, 1961 par l'intermédiaire des conducteurs 1081, -1082, 1083, 1084, 1085, 1086, 1087, 1088. Le combiné d'interrupteurs 108 reçoit l'énergie d'un réseau électrique 2. Les arbres dé pignon 10511, 10512 et les arbres10533, 10543, tous continus et à deux paliers, reçoivent, en cas de rupture, un appui pour maintenir la contrainte mécanique dans le mécanisme d'engrenage 105 grâce à des paliers auxiliaires 10553, 10554, 10555, 10556 incorporés dans le carter de mécanisme d'engrenage 1055. En cas de rupture d'un câble de levage 11, 12, 13, 14 ou dtun tambour à câble 101, 102, 103, 104, un balancier compensateur de câble 161, 171 bute contre un amortisseur de chocs 162, 172. Dans ce cas, la traverse de levage 15 est portée -par les trois câbles intacts restants. La chute d'un tambour cassé à câble 101, 102, 103, 104 est empêchée par quatre galets d'appui de tambour à câble 106. Chaque galet d'appui d tambour à câble 106 est monté sur un tourillon-1062 à palier excentré. Dans le cas dtun montage coaxial de deux tambours à câble 101, 102/ 103, 104 les arbres 10538, 10539/ 10548, 10549 peuvent être constitués par des arbres creux-afin que l'on puisse faire passer à travers ceux-ci, avec un Jeu en rotation, une tige ou-barre 1011, 1031 accouplée aux-deux tambours à câble. Les pa- liers auxiliaires 10551,.10552 incorporés dans le carter de mécanisme d'engrenage 1055 servent, le cas échéant, de logement de secours aux tiges 1011, 1031. Les organes de mesure 1056, 1057, 1061, 1621, 1721 du mécanisme d'engrenage 105, des galets d'appui de tambour câble 106-et des suspensions-de'câbles 16, 17 sont, de préférence, des interrupteurs de fin de course ou des dynamomètres. Une rupture d'arbre ou de roue dentée se produisant dans le mécanisme d'engrenage 105 entre les arbres de pignon 10511, 10512 et les roues à denture hélicoïdale 10531, 10532/ 10541, 10542 est détectée par un déplacement axial d'un arbre continu 10533/ 10543 dtune transmission à engrenage-double 1053/1054. Sur l'arbre 10533/10543 susceptible de se déplacer axialement est raccordé un organe de mesure 1056/1057. En raison du déplacement axial d'un arbre continu 10533/10543, les pignons 10534, 10535/ 10544, 10545 et les roues dentées 10536, 10537/ 10546, 10547 sont réalisés à denture droite. Les roues à denture hélicoïdale 10515, 10523, 10541a, 10542 a des engrenages planétaires 1051, 1052 et des arbres inter- médiaires 10541 b, 10542 b sont rendues immobiles dans le sens axial. Une rupture d'arbre ou de roue dentée se produisant dans le mécanisme d'engrenage 105 entre les pignons 10534, 10535/ 10544, 10545 et les tambours câble, 101, 102/103, 104 dtunetrans- mission à engrenage double 1053/1054 provoque un déplacement d'un balancier compensateur de câbles 161/171 tout comme lors d'une rupture d'un câble de levage 11, 12/ 13, 14 ou. d'un tambour à câble 101, 102/ 103, 104. Dans l'unité motrice 10a: représentée sur la figure 5, un arbre 1058 mil par deux moteurs 181, 182, entraîne synchroniquement deux tambours à câble 101, 102/ 103, 104 par l'intermédiaire de deux roues dentées 10515, 10523 fixées sur lui et d'une transmission à engrenage double 1053/1054. Si l'on utilise seulement un moteur 181 pour commander arbre 1058, la contrainte mécanique s'exerçant dans le mécanisme d'engrenage 105a reste également maintenue lors d'une rupture d'arbre ou de roue dentée. Une défaillance de-moteur signifie une interruption de-la contrainte mécanique entre l'ar- bre 1058 et le moteur 181. De façon correspondante, ceci est aussi valable pour l'unité motrice 10 ( figures 3 et 4 ). -Le treuil de halage 3 représenté sur la figure 7 et muni de deux tambours à câble 103, 104 entraînés par une unité motrice 30 et de deux câbles dé levâge 33, 34 montre une variante par rapport au treuil de halage 1 ( figures 1, 2, 3, 4 et 6). Le mécanisme d'engrenage 305 comprend un carter 3055, deux engrenages planétaires 1051, 1052 disposés l'un à côté de l'autre et une transmission à engrenage double 1054 ( voir figure 3). Chaque câble de levage 33, 34 va à un balancier compensateur de câble à deux bras 371 de la suspension de câble 37, en passant par deux poulies 351, 352/ 353, 354 disposées en diagonale sur la traverse de levage 35, avec interposition de poulies de renvoi 361, 362/ 363, 364. Si un câble de levage 33, 34 ou un tambour à câble 103, 104 se rompt, le balancier compensateur de câble 371 s'appuie sur l'amortisseur de choc de gauche ou de-droite 372, 373 et le câble de levage intact porte seul la traverse de levage 35 avec la charge ( non représentée ). Comme autre exemple de réalisation est représentée sur la figure 8 une partie d'une unité motrice 40 munie de quatre tambours à câble 401, 402, 403, 404 montés coaxialement. Deux arbres creux 10548, 10549 d'une transmission à engrenage double 1054 entraînent chacun deux tambours à câble 401 > 402, 403, 404 reliés l'un à l'autre par un accouplement 405, 406, tambours à travers lesquels est guidée, avec du jeu en-rotation, une barre de torsion 407 accouplée aux tambours à câble extrêmes 402, 404. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art auxmodes de réalisation représentés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans que l'on sorte pour cela du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S - Treuil de halage muni dtau moins deux tambours à câble entraînés par une unite motrice, dans lequel le mécanisme d'engrenage comprend un engrenage planétaire et/ou un engrenage à roues dentées, treuil caractérisé en ce que deux engrenages planétaires disposés l'un à côté de l'autre et constituées, dune part, par un arbre de pignon solaire entraîné par deux moiteurs, et d'autre part, par un arbre extérieur de pignon entraîné par- deux moiteurs, entraînent synchroniquement deux tambours à câble par l'intermédiaire d'une transmission à engrenage double, et qutun appareil de mesure raccordé aux organes de mesure est agencé de manière à indiquer un cas d'accident et à provoquer une mise à Jarret de l'unité motrice, par l'intermédiaire des moteurs et des freins, tous alimentés par le combiné d'interrupteurs, les arbres de pignon et les arbres, tous continus et à deux paliers, recevant, en cas de rupture, grâce à un palier auxiliaire correspondant, un appui permettant de maintenir la transmission de la contrainte mécanique dans le mécanisme dtengrenage. 2 - Treuil de halage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de mesure sont de préférence des interrupteurs de fin de course ou des dynamomètres. 3"- Treuil de halage selon ltune quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un organe de mesure du mécanisme dtengrenage est raccordé à, un arbre d'une transmission à engrenage double, cet arbre étant continu et susceptible de se déplacer dans le sens axial. 4 - Treuil de halage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un arbre mû par deux moteurs entraîne synchroniquement deux tambours à câble par l'intermédiaire de deux roues dentées fixées sur lui et dtune transmission à engrenage double. 5"- Treuil de halage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en celle, dans le cas de deux tambours à câble entraînés par une unité motrice, chaque câble de levage va à un balancier compensateur de câble à deux bras de la suspension de câble, en passant par deux poulies disposées en diagonale sur la traverse de levage,avec interposition de poulies de renvoi. 6 - Treuil de halage munie quatre tambours à câble coaxiaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que deux arbres creux de la transmission à engrenage double entraînent chacun deux tambours à câble reliés l'un à l'autre, creux à travers lesquels est guidée avec du jeu de rotation une barre de torsion accouplée aux tambours å câble extérieurs.