Brevet FR2135277A1 — publié le 19721215

La présente invention est relative à un système où un tambour de treuil, monté à rotation libre sur un arbre de commande, est solidarisé à un moment donné, moyennant une manoeuvre, à l'aide d'un embrayage, de son arbre de commande, de sorte que ce tambour tourne désormais solidairement avec l'arbre de commande et, ce faisant, envide ou dévide un cible fixé à ce tambour, ou bien, à un autre moment donné, est débrayé de son arbre de commande et est éventuellement freiné simultanément par un frein stationnaire, de sorte qu'une charge fixée à l'extrémité du cabale du treuil peut être immobilisée ou freinée.Plus particulièrement, l'invention vise à établir, d'une part, un embrayage à friction qui permet de solidariser le tambour avec l'arbre de commande à n1 importe quel moment, ctest-à-dire lorsque l'arbre de commande est immobile ou tourne à une vitesse quelconque par rapport au tambour, ou inversement, et, d'autre part, un frein à tambour qui permet un freinage à n1impor- te quel moment, c'est-à-dire lorsque le tambour est arrêté ou tourne à une vitesse voulue quelconque0 Dans les systèmes connus, le frein est établi, par exemple, sous la forme d'un frein à bande s'appliquant autour d'une jante de frein fixée au tambour, l'embrayage étant ou bien un embrayage à disques, qui est enclenché dans le sens axial, soit mécnnique- ment, soit à l'aide d'un fluide agissant dans un cylindre, ou bien un embrayage à bande, où une bande de frein est pressée dans le sens radial contre la face intérieure d'une jante de frein fixée au tambour, cela à l'aide de moyens mécaniques ou sous l'action d'une bande toroïdale creuse actionnée par un fluide0 Tous ces systèmes présentent certains inconvénients importants là où le couple résistant du tambour est variable et peut osciller entre O et une valeur maximale, compte tenu de la charge agissant sur le cabale, et le diamètre d'enroulement du cabale sur le tambour0 Ces inconvénients se manifestent lors de l'embrayage du tambour freiné sous la charge ou du débrayage et du freinage du tambour entratné en rotation sous la charge0 Ces désavantages se traduisent soit par une retombée temporaire de la charge lors du débrayage, soit par un patinage inutile et simultané de 11 embrayage et du frein sous le couple de rotation total lors de l'embrayage et du débrayage sous une charge nulle, ce qui s'accompagne d'une sollicitation inutile de l'arbre principal, et donc d'une usure correspondante des garnitures de frein0 Cette usure est encore aggravée par le temps d'inversion relativement long des embrayages commandes par un fluide, les cylindres étant relativement grands dans les dispositifs connus, ce qui ralentit ltévacuation du fluide hors de ces cylindres ou leur mise sous pression. I1 est vrai que, lorsqu'on fait appel à une combinaison de frein et d'embrayage à commande mécanique, cette durée d'inversion est brève; par contre, le réglage de cette combinaison est très délicat et dépend de la charge; d'autre part, ce réglage doit entre constamment rajusté en fonction de l'usure des garnitures. De plus, dans certains systèmes, ce remplacement des garnitures est dispendieux, doit entre exécuté par un homme de métier et exige parfois un remplacement de certains organes. L'invention vise à éliminer tous ces inconvénients dans le cas d'un tambour sollicité unilatéralement, c'est-à-dire un tambour qui ne peut développer le couple de freinage et le couple d'entraînement considérés que dans un seul sens; elle vise en outre à réaliser l'ensemble du dispositif d'une manière simple et à un cotit réduit, Ce but est atteint grâce à l'emploi d'un frein à bande commandé par un fluide, frein qui entoure une jante de frein fixée sur le tambour, le dispositif suivant l'invention étant caractérisé en ce qu'il est prévu-à l'intérieur de cette meme jante de frein une bande de frein analogue à la première et constituant un embrayage, bande qui est pressée radialement vers l'extérieur au moyen d'un fluide, ledit dispositif étant en outre caractérisé en ce que, si l'on considère un seul sens donné du couple résistant du tambour,c'est- à-dire le moment de rotation qui s'exerce sur le tambour sous fet d'une charge agissant unilatéralement, la bande de frein et la bande d'embrayage sont parfaitement autoserrantes, soit en d'autres termes, l'effort dtapplication, exercé par le fluide ou par un ressort et nécessaire pour appliquer la bande de frein ou ltem- brayage, attaque l'extrémité "initiale" de la bande de frein, cette extrémité étant celle où les forces de friction, engendrées par le mouvement relatif de la Jante de frein par rapport à la bande de frein, effort considéré dans le sens dans lequel stexerce le moment résistant du tambour et qui sont transmis à la bande par l'entremi- se de la garniture, ont le même sens que la force engendrée dans cette extrémité de la bande par l'effort d'application mentionné plus haut, l'autre extrémité, "finale", de la bande de frein étant ancrée à un point fixe de la base qui supporte l'ensemble, tandis que l'autre extrémité, finale, de la bande de frein d'embrayage est fixée à articulation à l'arbre d'entraînement. Les dessins annexés représentent une forme de réalisation de l'invention, cela uniquement à titre d'exemple qui ne peut pas autre considéré comne limitatif en ce qui concerne les possibilités d'exécution de cette invention. La figure 1 montre la partie avant d'un treuil avec tambour de treuil muni d'un dispositif suivant l'invention, vu en coupe partielle. La figure 2 est une vue latérale du tambour de treuil, coté frein et embrayage La figure 3 représente une partie du mécanisme de frein,vu en élévation suivant la flèche A de la figure 2. Sur ces dessins, 1 désigne le système moteur, qui est fixé sur une base 2, ce système étant muni d'un arbre d'entratnement rotatif en porte-à-faux 3, sur lequel est monté à rotation, au moyen de paliers 4, un tambour 5 présentant deux joues de tambour 6 qui en sont solidaires et qui définissent un espace dans lequel est enroulé un câble 6' . A une des joues de tambour 6 est fixée une jante de frein circulaire 7. Le tambour est freiné par un frein à bande 8 muni de garnitures de frein 9, qui frottent sur la surface extérieure de la jante de frein 7. L'extrémité 10 de la bande 8 est reliée au moyen d'une cheville 12 à un cylindre 13 Ce cylindre contient un piston 14, lui-même relié à la base au moyen d'une tige de piston 15, d'une cheville 16, de tringles 17, dune cheville 18 et d'une patte d'articulation 19. L'extrémité 1l de la bande 8 est également reliée à la base 2 au moyen de la cheville 16, des tringles 17, de la cheville 18 et de la patte d1 articulation 19. L'embrayage à tambour comprend la bande de frein 20 :iLunie de garnitures de frein 21, qui frottent sur la surface intérieure de la jante de frein 7. L'extrémité 23 de la bande 20 est fixée au moyen d'une cheville 24 à un élément d'entraSnement central 25, lequel est rendu solidaire de l'arbre de commande 3 au moyen d'une clavette 26. L'autre extrémité 27 de la bande 20 est réunie au moyen d'une cheville 28 à la tige de piston 29. Sur cette tige de piston agit le piston 30, monté dans un cylindre 31, lui-meme solidaire de l'élément d'entratnement central 25. En considérant la position et le sens de traction du câble 6', le sens du couple résistant agissant sur le tambour est déterminé unilatéralement, ainsi qu'il est indiqué par la flèche, de façon à entre conforme à celui des aiguilles d'une montre. l'extrémité 27 de la bande 20 et l'extrémité 10 de la bande 8 constituent alors les extrémités "initiales" de ces bandes de frein, étant donné que les forces de friction engendrées par les garnitures 21 et 9 dans ces extrémités des bandes sous l'effet de la charge suspendue au câble sont de meme sens que les efforts dtenclenchement engendrés par le piston 30 et le cylindre 13. Pour appliquer le frein, et suivant l'invention, on admet un fluide sous pression ,à travers la canalisation 32, dans le cylindre 13, ce qui engendre l'effort d'application nécessaire0 Pour enclencher ltembrayage, on admet un fluide sous pression, à travers la canalisation 33, vers un raccord rotatif 34, lequel dirige le fluide, à travers un canal 35, vers le cylindre 31, où l'effort d'enclenchement requis est engendré à l'aide du piston 30. I1 va de soi qu'à titre de variante ces efforts d'application et d'enclenchement peuvent entre engendrés à l'aide d'un ressort,qui agit éventuellement contre la pression antagoniste d'un fluide. L'ensemble ci-dessus fonctionne comme suit le tambour est immobile sur un arbre d'entraînement tournant et est sollicité par un effort de traction agissant sur le cabale 6' , le frein du tambour étant appliqué par un fluide sous pression agissant dans le cylindre 13 ; le tambour est freiné. Embrayage L'arbre tourne dans le sens de l'enroulement du capable. l ère ihase : Le fluide sous pression est admis dans le cylindre 31, cependant que le frein demeure appliqué à fond. Le tambour est également entraîné en rotation dans le sens de l'enroulement, soit à l'encontre du sens du couple résistant; par suite, le tambour de frein agit dans le sens opposé, avec autodesserrage complet, de telle sorte que le couple de freinage se réduit à 1/10, par exemple, du couple correspondant au sens de l'autoserrage. Le frein patine ainsi avec un couple très réduit et donc une faible usure. 2ème phase :- Lorsque le cylindre 31 est sous la pleine pres sion, on met hors pression le cylindre 13, de sorte que l'action de freinage est éliminée. Embrayage :- L'arbre tourne dans le sens du déroulement du cable; ère 1 phase :- le fluide sous pression est admis dans le cylin- dre 31, cependant que le frein à tambour demeure appliqué. le tambour demeure immobilisé par le frein, le couple freinant étant constitué par le couple résistant augmenté du couple d'entraînement patinant de l'embrayage. Ce couple d'entraînement ne représente cependant que 1/10 du couple d'entraînement normal de l'embrayage, parce que la bande de frein d'embrayage patine dans un sens de mouvement relatif opposé, lequel agit dans le sens de l'autodesserrage. De cette façon, l'embrayage patine en exerçant un couple réduit, avec une faible usure. 2iè-me ihase .- Lorsque le cylindre 31 est sous pleine pression, on met le cylindre 13 hors pression, de sorte. que l'action de freinage disparaît et que la charge est reprise par la bande de frein d'embrayage. Débrayage :- Les mêmes phénomènes se produisent, mais dans l'ordre inverse. ère 1 phase :- Admission du fluide sous pression dans le cylindre 13; application du frein. ième 2 phase :- Mise hors pression du cylindre 31, une fois le frein appliqué. Ainsi, grâce à une caractéristique de l'invention, on a la possibilité de passer de la phase 1 à la phase 2, sans usure excessive ni surchauffe ou surcharge, cela grâce à la particularité de l'action unilatérale d'autoserrage et d'autodesserrage de l'embrayage et de la bande de frein. Grâce à cette disposition, on ne risque jamais de voir la charge tomber momentanément en "chute libre" ou autre ramassée avec des chocs, Dans le cas de petites charges ou d'une charge nulle, le couple de patinage maximal, lors du passage du freinage à ltembrayage et vice versa est toujours égal à 1/10 du couple normal, cela contrairement aux embrayages existants, où, même lorsque le cabale est soumis à une charge nulle, il se manifeste un couple de patinage égal au couple maximal de freinage ou d'embrayage. La nécessité d'un réglage délicat de la transition embrayage-frein est complètement éliminée, étant donné qu'une phase peut s'effectuer après 11 autre, ce qui contribue à la sécurité de fonctionnement. Le mode de réalisation d'un embrayage, qui comporte une bande de frein agissant à l'intérieur de la jante de frein permet d'obtenir une action de frein "vigoureuse", en faisant appel à un volume de cylindre à fluide très réduit par rapport aux volumes utilisés dans les embrayages à friction axiaux et radiaux existants. On obtient dans ce cylindre une mise en et hors pression plus rapide, d'où un temps d'inversion sensiblement plus court et donc une moindre perte 'd'énergie et une usure notablement moindre des garnitures. D'autre part, ce mode de construction à bande de frein d'embrayage permet d'utiliser les mimes garnitures de frein que pour le frein proprement dit. Ainsi le remplacement des garnitures steffectue de la meme façon que pour les bandes de frein classiques et peut entre opéré très aisément Dien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté ; elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées , et sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de l'invention. -REVENDICATIGRJS- l Tambour de treuil, sur lequel un cabale peut exercer un couple résistant agissant unilatéralement, suivant un seul sens déterminé, ce tambour étant monté à rotation libre sur un arbre d'entraînement et étant pourvu d'un embrayage à friction pouvant entre enclenché et déclenché à l'aide d'un fluide sous pression et/ou d'un ressort et qui assure l'entraînement du tambour de treuil par l'arbre de celui-ci, cet embrayage étant constitué par une jante de frein fixée au tambour et doht la surface cylindrique intérieure sert de surface de friction d'embrayage, caractérisé en ce que lté- lément d'embrayage, fixé à 11 arbre d'entraînement, est constitué par une bande de frein cylindrique, non fermée, qui est pressée radialement vers l'extérieur, contre la surface intérieure de la jante de frein, la disposition étant telle que l'effort d'application, engendré par le fluide sous pression et/ou le ressort, agit sur l'extrémité "initiale" de la bande de frein d'embrayage, cette extrémité étant celle où les forces de friction, engendrées par le mouvement relatif de la jante de frein par rapport à la bande de frein d'embrayage et considérées dans le sens du couple résistant du tambour, forces qui sont transmises à la bande, sont de meme sens que la force agissant sur cette extrémité et qui est engendrée dans la bande par ledit effort d'application, l'autre extrémité, "finale", de cette bande de frein d'embrayage étant fixée à l'arbre d'entratnementO 20- Tambour de treuil suivant la revendication 1, muni en outre d'une bande de frein pouvant entre serrée et desserrée à l'aide d'un fluide sous pression et/ou d'un ressort, de sorte que le tambour peut être freiné ou immobilisé, caractérisé en ce que l'effort de serrage, engendré par le fluide sous pression et/ou le ressort cidessus agit sur l'extrémité "initiale" de la bande de frein, cette extrémité étant celle où les forces de friction, engendrées dans la bande de frein par le mouvement relatif de la jante de frein par rapport à la bande de frein fixe et considérées dans le sens du couple résistant du tambour, sont de meme sens que la force engen drée par l'effort de serrage dans cette extrémité de la bande de frein, l'autre extrémité, "finale", de la bande de frein étant assujettie à un point fixe,par exemple la base du treuil0 3.- Treuil caractérisé en ce qu'il est équipé d'un tambour suivant la revendication 1 ou 20