Brevet FR2509278A1 — publié le 19830114

La présente invention se rapporte, d'une manière générale, à des treuils rotatifs mus par un moteur, du type comportant un train d'engrenages interne consistant en des engrenages planétaires pour entraîner le tambour du treuil Un treuil de l'art antérieur est illustré dans le brevet US-4 257 577 délivré le 24 mars 1981 et intitulé "M Xotor Vehicle Winch" Dans ce dispositif connu, ainsi que dans d'autres dispositifs, le système d'engre- nages planétaires doit obligatoirement présenter des pignons de dimensions considérables et il est en outre difficile à assembler. La présente invention propose un treuil actionné hydrauliquement et doté d'une paire de systèmes d'engre- nages planétaires qui sont accouplés de telle sorte que la puissance leur soit délivrée par un arbre d'entrée, de manière qu'ils assurent une réduction de la vitesse et de façon qu'ils répartissent la transmission de force sur une couronne dentée commune qui, à son tour, est assujet- tie au tambour du treuil ou à un autre élément supportant la charge Un autre aspect spécifique de l'invention concerne un treuil du type précité muni d'un mécanisme de freinage qui peut être assemblé pour former un ensemble individuel avant d'être incorporé dans ledit treuil Ce mécanisme de freinage est maintenu dans une position fixe axiale au moyen d'un disque de retenue qui a été préalablement monté à l'intérieur du treuil et dont le décalage dans l'une des directions axiales est empêché par une bague élastique Le mécanisme de freinage est introduit dans le tambour du treuil par une extrémité de ce dernier et dans le sens axial, de sorte que des goujons solidaires du disque de retenue traversent ledit mécanis- me de freinage Des écrous serrés sur ces goujons assujettissent le mécanisme de freinage au disque de retenue et emprisonnent la bague élastique afin de bloquer tota- lement ledit mécanisme de freinage dans le sens axial. SR 1817 US/GP Un autre aspect spécifique de l'invention concerne un système hydraulique qui,assurant la commande du mécanisme de freinage, présente une tige de piston qui sert à supporter partiellement l'arbre d'entrée Selon un autre aspect plus limité, l'invention se rapporte à un treuil du type susmentionné, dans lequel la couronne dentée commune est fixée axialement à l'organe supportant l'effort, par les têtes de vis d'assemblage qui sont ajustées dans des trous percés radialement dans ladite couronne dentée et permettant un espacement, et qui sont fixées audit organe supportant l'effort Ensuite, pour prévenir un enlèvement accidentel des vis d'assemblage, ces dernières sont emprisonnées par le tambour du treuil, qui les entoure et les maintient en place. L'invention va à présent être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemplesnulle- ment limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une coupe-longitudinale du treuil hydraulique selon la présente invention, représentant aussi schématiquement un circuit hydraulique délivrant la puissance audit treuil; la figure 2 est une élévation transversale en bout dudit treuil, selon la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une coupe transversale selon la ligne 3-3 de la figure 1; la figure 4 est une coupe transversale schéma- tique selon la ligne 4-4 de la figure 1 mettant en évidence l'agencement de l'engrenage planétaire secondaire et illustrant par un arrachement les vis de retenue maintenues prisonnières sous des bosses du tambour du treuil; la figure 5 est une coupe transversale à échelle réduite, selon la ligne 5-5 de la figure 1, représentant de manière schématique l'engrenage planétaire primaire; la figure 6 est une coupe longitudinale à échelle agrandie illustrant le mécanisme de freinage représenté sur la figure 1 et assemblé pour former un seul ensemble- SR 1817 US/GP avant d'être incorporé dans le treuil; et la figure 7 est une vue en perspective du disque de retenue montré par la figure 1 et permettant au mécanisme de freinage d'être inséré sous la forme d'un ensemble individuel dans le tambour du treuil et d'y être emprisonné. La forme de réalisation générale du treuil hydraulique, représentée sur la figure 1, comporte un organe rotatif supportant l'effort, qui consiste en un tambour cylindri- que 1 sur lequel un câble (non illustré) est enroulé de la manière classique Un support 2 de palier est fixé par des vis d'assemblage 3 à l'une des extrémités du tambour, à l'intérieur de cette dernière, et il forme une partie de ce tambour rotatif Ce dernier est monté tournant sur des paliers anti-friction 4 et 6 qui, à leur tour, sont respectivement fixés, par leurs chemins de roule- ment internes, à un support 8 à une extrémité et à un support 10 à l'autre extrémité. Les supports 8 et 10 des paliers sont reliés mutuel- lement par une enveloppe 12 qui est fixée auxdits supports 8 et 10 par des vis d'assemblage 14 et 16, respectivement. Cette enveloppe constitue ainsi un boîtier de support dans lequel le tambour est monté à mouvement rotatif. Un arbre d'entrée 20, placé dans le bottier et pouvant tourner dans des paliers appropriés 46,comporte des canne- lures 22 creusées dans la masse de-son extrémité interne et à proximité de celle-ci L'arbre 20 est entrainé par une source de puissance telle qu'un moteur hydraulique 21 Le bout 24 de l'extrémité interne de cet arbre 20 est guidé dans un palier anti-friction 25 logé dans l'extrémi- té interne d'une tige 26 de piston s'étendant axialement; à son tour, cette tige 28 est ajustée, au moyen d'un coussinet 32 dans un évidement central 29 ménage axialement dans le boîtier. La tige 28 de piston fait partie d'un mécanisme de freinage BA représenté en outre sur la figure 6 Ce méca- nisme de freinage peut être assemblé au stade de la SR 1817 US/GP fabrication pour former un seul ensemble, après quoi il peut être aisément introduit axialement dans le tambour du treuil. Le mécanisme de freinage BA présente un croisillon 34 doté d'un disque extrame 36 qui lui est assujetti par des vis d'assemblage 38 et qui est maintenu à distance par des organes d'espacement 40 éloignés les uns des autres dans le sens circonférentiel Un moyeu interne 42 supporte des paliers anti-friction 43 et 44, cepen- dant qu'un moyeu externe 46 entoure les chemins de roulement externes desdits paliers anti-friction Un accouplement unidirectionnel OWC agit entre les moyeux interne 42 et externe 46 pour empêcher leur rotation relative dans une direction, tout en autorisant cette rotation relative dans la direction opposée Le moyeu externe 46 comporte une série de cannelures extérieures 48 entourant sa périphérie et sur lesquelles des disques d'accouplement 50 sont montés par l'intermédiaire de leurs cannelures intérieures complémentaires desdites cannelures 48 Ces disques 50 peuvent coulisser axiale- ment sur les cannelures 48 de la manière bien connue, pour venir en prise d'entraînement avec le moyeu 46 Un autre jeu de disques d'accouplement 52 est intercalé entre les disques 50,et ces disques 52 comportent dans leur périphérie des fentes dans lesquelles les organes d'espacement 40 s'engagent pour venir en prise d'entraî- nement avec le croisillon 34 Un disque de débrayage 54, entourant l'extrémité interne de la tige 28 de piston, est retenu prisonnier sur cette tige entre un épaulement 60 ménagé sur cette dernière, et une rondelle 62 retenue captive sur ladite tige par un écrou taraudé de blocage 64 Un organe 66 en forme de cuvette, servant à guider des rondelles i Belleville, est également retenu par la rondelle 62 et l'écrou 64, ce dernier poussant de manière étanche ladite rondelle 62, ledit organe 66 et le disque de débrayage 54 contre l'épaulement 60 Plusieurs rondel- les Belleville 70 sont disposées autour de leur organe SR 1817 US/GP de guidage et elles reposent élastiquement contre un épaulement 72 usiné à l'intérieur du croisillon, ainsi que contre le disque de débrayage 54 Un piston 76, fixé à l'extrémité externe de la tige 28, est bloqué sur cette dernière par un écrou 78 vissé sur l'extrémité de ladite tige Ce piston 76 peut coulisser de manière étanche dans une chambre 80 occupant une position centrale dans l'extrémité du support de palier 8 La mise sous pression de cette chambre 80 est provoquée par un fluide pressu- risé qui, débouchant par un conduit 82, est dirigé à volonté vers ladite chambre 80 par une valve de commande 86 actionnée à la main, sous l'action d'une valve de contre-pression 84. Le mécanisme de freinage acit sur l'extrémité interne de l'arbre d'entrée opposée à l'extrémité menée de cet arbre 20, en interdisant une rotation antagoniste dudit arbre d'entrée 20 De la sortele couple de freinage est transmis par l'extrémité de l'arbre 20 qui n'est pas soumise au nombre important de cycles de fatigue imposés à l'extrémité menée dudit arbre 20 Le piston, élément extérieur au tambour du treuil, constitue un organe à actionnement manuel pour relâcher le frein Cela permet d'abaisser un poids accroché, qui peut rester suspendu en l'air par suite d'un mauvais fonctionnement du moteur, des pompes ou du circuit hydraulique. Comme mentionné ci-avant, le mécanisme de freinage peut être assemblé en un ensemble individuel, puis incorporé dans le tambour du treuil Un disque de retenue 87 (figure 7) est tout d'abord monté sur le support 8 de palier et retenu par une bague élastique 88 Ensuite, le mécanisme de freinage est inséré dans le tambour à partir du côté droit (en observant la figure 1), de telle sorte que la ticfe de piston soit introduite dans son coussinet 32 et que le croisillon 34 vienne buter contre la bague élastique Des cannelures internes creusées circonférentiellement dans la face interne du croisillon 34 viennent en prise avec des cannelures externes SR 1817 US/GP ménagées sur le support 8 de palier, empêchant ainsi ledit croisillon 34 de tourner par rapport au boîtier. Quatre goujons 90 passent par des alésages correspondants 92 pratiqués dans le mécanisme et des écrous 94 sont vissés et bloqués sur ces goujons Le coussinet de portée (figure 6), incorporé dans un alésage 97 de,l'extrémi- té interne de la tige 28, supporte l'extrémité interne de l'arbre d'entrée 20 Une extrémité 93 du moyeu 42, pourvue de cannelures internes,-est en liaison d'entrai- nement avec les cannelures 22 de l'arbre 20 - Le disque de retenue 87 a pour fonction de maintenir en place le mécanisme de freinage et ce dernier est retenu axialement, dans les deux sens, par la seule et unique bague élastique qui est fixée entre ledit disque de retenue 87 et le croisillon 34 dudit mécanisme Le disque de retenue combine les fonctions d'une retenue axiale et d'un coincement du mécanisme de freinage. Lorsqu'il est mis en prise avec l'accouplement uni- directionnel O C^C, le mécanisme de freinage entre en action pour permettre la rotation de l'arbre d'entrée 20 dans une direction (en général pour soulever un poids), mais pour interdire aussi la rotation de cet arbre 20 dans la direction opposée (généralement pour maintenir un poids suspendu) Lorsqu'il relâche son action, ledit mécanisme de freinage autorise l'arbre 20 à tourner librement dans les deux directions Cemécanisme de freinage cesse d'être actionné lorsqu'une pression est développée dans la - chambre 80, de sorte que la tige de piston et le disque de débrayage sont poussés vers la gauche Ce mécanisme est sollicité par les rondelles Belleville 70 et il constitue par conséquent un frein normalement en contact sous l'action d'él&eants élastiqces et dont le relâchement est conmandé par pression. Le treuil proposé par la présente invention-est équipé de deux trains d'engrenages planétaires agissant entre l'arbre d'entrée 20 et le tambour 1 pour soulever et pour abaisser un poids La puissance d'entrée fournie par ledit arbre 20 est répartie entre un engrenage planétaire SR 1817 US/GP primaire 100 et un engrenage planétaire secondaire 102, dont les pignons satellites engrènent en permanence dans une couronne dentée commune 104, comme décrit ci-après. La couronne dentée commune 104 présente une denture interne qui engrène dans la denture externe 131 du support 2 de palier, pour permettre la transmission de force à ce support 2 Un mouvement axial de cette couronne dentée 104 est empêché par les têtes de vis d'assemblage 106 qui sont fixées radialement au support 2 en pénétrant dans des trous 107 déterminant un espacement et percés dans la couronne 104 (figure 4) Les vis d'assemblage 106 sont vissées dans le support 2 et,lorsque le treuil est assemblé, ces vis 106 sont retenues prisonnières, à l'intérieur des trous radiaux 107 de la couronne 104, par des bosses annulaires 110 formées dans la surface interne du tambour du treuil En d'autres termes, lorsque le support de palier est introduit axialement dans le tam- bour et que les vis d'assemblage 3 sont ensuite serrées à leus emplacements assicgnés, les vis d'assemblage 106 sont empêchées de faillir accidentellement à leur fonc- tion qui est d'interdire un mouvement axial de la couronne dentée 104. L'arbre d'entrée 20 comporte une roue planétaire pri- maire 112 qui lui est solidaire Une roue planétaire secondaire 114, allongée axialement, est disposée concen- triquement à cet arbre 20 L'engrenage planétaire primaire est muni d'un porte-satellites 116 dont un pignon 117 à denture interne est constamment en prise avec la denture interne de la roue planétaire 114 Plusieurs pignons satellites 120, distants les uns des autres dans le sens circonferentiel, sont montés de maniere connue sur le porte-satellites 116 par l'intermédiaire de leurs axes 121, et ces pignons satellites 120 engrènent en permanence dans la roue planétaire primaire 112 de l'arbre d'entrée. Il convient de faire observer que les pignons satellites sont aussi constamment en prise avec la denture inter- ne do la couronne dentée commune 104 L'engrenage si, 1817 planétaire secondaire 102 présente un porte-satellites 124 assujetti au support 10 de palier par des cannelures Plusieurs pignons satellites 128 sont supportés par le porte-satellites 124 au moyen d'axes respectifs 130. Ces pignons satellites 128 engrènent en permanence dans la roue planétaire 114, ainsi que dans la couronne dentée commune 104 - La puissance d'entrée délivrée par l'arbre 20 est répartie dans l'engrenage planétaire primaire par les pignons satellites 120 La plus grande partie de cette puissance est transmise au porte-satellites 116 dont le sens de rotation est le même que celui de l'arbre d'entrée Une part moins importante de cette puissance est transmise par les pignons satellites 120 à la couronne dentée commune 104 Cette dernière tourne dans le sens inverse de celui de l'arbre 20 La puissance provenant du porte-satellites primaire 116 est transmise à la roue planétaire secondaire 114 par l'intermédiaire du pignon 117 - Une rotation du porte-satellites secondaire 124 est empêchée du fait de la liaison avec le support 10 assurée par les cannelures 125 La puissance provenant de la roue planétaire secondaire 114 est transmise à la couronne dentée commune 104 par les pignons satellites 128. La puissance qui est délivrée à la couronne dentée commune 104 à partir de deux engrenages planétaires est ensuite transmise au tambour 1 du treuil par le support 2 de palier, par l'intermédiaire de la liaison par cannelures 131 entre la couronne 104 et le support 2. L'un des avantages de la combinaison des engrenages planétaires décrite ci-dessus réside dans levfait qu'il est possible de donner aux pignons des dimensions plus petites que pour d'autres aqencements dans lesquels la puissance parcourt de manière égale chaque train planétai- re,ou bien dans lesquels il est prévu une boucle d'ampli- fication entre les engrenages planétaires primaire et S- 1817 Ul S/GP secondaire. Le rapport de réduction de l'agencement précité est le suivant rapport = 1 (Si) O 2) R = nombre de dents de la couronne 104 Si nombre de dents de la roue planétaire 112 sur l'arbre 20 52 nombre de dents de la roue planétaire 114. Dans la forme de réalisation qui précède, les deux trains planétaires sont accouplés par une couronne dentée commune 104 à l'organe de sortie supportant la charge La puissance de sortie est répartie entre ces deux trains planétaires, ce qui permet au train secondai- re d'être plus petit L'utilisation d'une couronne dentée commune 104 dispense de la nécessité de prévoir un moyen pour accoupler des couronnes dentées primaire et secondai- re entre elles et avec l'organe de sortie supportant l'effort. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au treuil, à l'engrenage et au mécanisme de freinage décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. SR 1817 US/GP REVENDICATIONS 1 Treuil à actionnement hydraulique, caractérisé par le fait qu'il comprend: un bottier de support ( 12); un tambour ( 1) monté rotatif dans ledit bottier; un arbre d'entrée ( 20) monté rotatif dans ledit boîtier et portant une roue planétaire primaire ( 112) qui lui est solidaire; une couronne dentée commune ( 104) fixée audit' tambour ( 1) à l'intérieur de ce dernier; une roue - planétaire secondaire ( 114) concentrique audit arbre d'entrée; un engrenage planétaire primaire ( 100) qui, logé à l'intérieur de ladite couronne dentée commune ( 104), présente un porte-satellites ( 116) dont un pignon ( 117) engrène en permanence dans ladite roue planétaire secondaire ( 114) pour délivrer la puissance à ladite - roue planétaire secondaire ( 114); plusieurs pignons satellites ( 120), montés rotatifs sur ledit porte- satellites ( 116) et constamment en prise avec ladite roue planétaire primaire ( 112) dudit arbre d'entrée et avec ladite couronne dentée commune ( 104) pour délivrer la puissance provenant dudit arbre d'entrée ( 20) à ladite couronne dentée commune ( 104); un engrenage planétaire secondaire ( 102) qui, logé dans ladite couronne dentée ( 104), présente un porte-satellites secondaire ( 124) fixé audit bottier de support ( 12), ledit porte-satellites secondaire ( 124) étant assujetti dans sa position; et plusieurs pignons satellites ( 128) montés rotatifs sur ledit porte-sa Lellites secondaire ( 124) et constamment en prise avec ladite roue planétaire secondaire ( 114) et avec ladite couronne dentée commune ( 104), la puissance d'entrée provenant dudit arbre ( 20)étant répartie entre les deux engrenages planétaires ( 10 C, 102) et cette puissance étant transmise à ladite couronne dentée commune ( 104) pour entraîner ledit tambour ( 1) du treuil. SR 1817 Us/GP 2 Treuil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un mécanisme de freinage (BA) logé dans le boîtier ( 12) et en liaison d'entraînement avec l'arbre d'entrée ( 20), ledit mécanisme de freinage présen- tant un accouplement ( 50, 52) à disques de friction inter- posés, afin d'établir une liaison d'entraînement débraya- ble entre ledit arbre d'entrée ( 20) et ledit boîtier de support ( 12), ledit mécanisme de freinage (BA) étant doté de moyens élastiques ( 70) pour pousser normalement ledit accouplement ( 50, 52) vers une position embrayée,de manière à verrouiller la rotation dudit arbre d'entrée ( 20) par le fait que ledit mécanisme de freinage (BA) comporte également un moyen ( 76) actionné hydrauliquement pour débrayer ledit accouplement ( 50, 52) à disques de fric- tion et pour permettre ainsi la rotation dudit arbre d'entrée ( 20), et un disque de retenue ( 87) qui, monté sur ledit bottier de support ( 12) à l'intérieur dudit tambour ( 1), est empêché d'effectuer un mouvement axial dans une direction par une bague élastique ( 88) fixée dans ledit bottier ( 12); par le fait que ledit mécanisme de freinage (BA) peut être introduit axialement dans ledit tambour ( 1) contre ladite bague élastique ( 88), des goujons ( 90) solidarisant ledit disque de retenue ( 87) et ledit mécanisme de freinage (BA); et par le fait que ledit mécanisme de freinage (BA) est fixé axialement à l'intérieur dudit tambour ( 1) par ladite bague élastique ( 88) et peut être assemblé pour former un ensemble unitai- re avant d'être incorporé dans ledit tambour ( 1). 3 Treuil selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte un accouplement unidirectionnel (o.IC) qui, intercalé entre l'arbre d'entrée ( 20) et l'accou- plement ( 50, 52) à disaues de friction, est réalisé de manière que, lorsque le mécanisme de freinage (BA) est mis en action, il autorise la rotation dudit arbre d'entrée ( 20) dans une direction et interdise la rotation dudit arbre d'entrée ( 2 U) dans la direction opposée. 4 Treuil selon la revendication 2 caractérisé par SR 1817 US/GP le fait que son mécanisme de freinage (BA) comporte une tige ( 28) de piston s'étendant axialement et formant une partie du moyen ( 76) actionné hydrauliquement; et par le fait que l'arbre d'entrée ( 20) est guidé par une extrémi- té interne dans une extrémité interne de ladite tige ( 28) de piston. Treuil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un support ( 2) de palier assujetti au tambour ( 1) et pouvant tourner en même temps que ce dernier, la couronne dentée commune ( 104) étant solidaire dudit support ( 2) par-sa denture interne; et des vis d'assemblage ( 106) vissées dans ledit tambour ( 1), ladite couronne dentée ( 104) étant percée de trous ( 107) délimitant un espacement et dans lesquels lesdites vis d'assemblage ( 106) sont introduites pour empêcher un mouvement axial de ladite couronne dentée commune ( 104); et par le fait que ledit tambour ( 1) prend appui par une surface interne sur lesdites vis d'assemblage ( 106) lorsque ledit treuil est assemblé, afin de prévenir un enlèvement accidentel de ces vis d'assemblage ( 106). 6 Treuil à actionnement hydraulique, caract - risé par le fait qu'il comprend: un bottier de support ( 12), un tambour ( 1) monté rotatif dans ledit boîtier( 12), ce tambour comportant un support ( 2) de palier qui lui est assujetti et qui est situé à l'intérieur dudit tambour ( 1); par le fait que ledit support ( 2) comporte une région ( 131) à denture externe, qui s'étend axialement dans ledit tambour ( 1), une couronne dentée ( 104) comportant une denture interne par l'intermédiaire de laquelle elle est fixée à la région dudit support ( 2) s'étendant axialement; par le fait que ladite couronne dentée ( 104) est percée de trous ( 107) qui permettent un espacement; par le fait que des vis d'assemblage ( 106) sont engagées radialement dans lesdits trous ( 107) de ladite couronne ( 104) et dans ledit support ( 2) afin d'assujettir axialement ladite couronne dentée ( 104) SR 1817 US/GP audit support ( 2), la couronne ( 104) et le support ( 2) pouvant être insérés axialement dans l'une des extrémités dudit tambour ( 1); et par le fait que des moyens ( 3) assurent la fixation dudit support ( 2) sur ledit tambour ( 1), la surface interne de ce tambour ( 1) entourant lesdites vis d'assemblage ( 106) en butant contre ces dernières, de manière à les retenir prisonnières et à éviter leur enlèvement accidentel. SR 1817 US/GP