Brevet FR2513236A1 — publié le 19830325

TREUIL MOBILE A CABLE La présente invention concerne un treuil mobile à câble comportant un tambour à câble entraîné par moteur, qui présente une enveloppe unie et contre lequel le câble porteur est maintenu pour former un enroulement multiple sous l'effet d'une force de serrage. Dans les treuils mobiles à câble de l'art antérieur, jusqu'à présent connus, l'extrémité du câble est dans la plupart des cas serrée fixement en place contre l'enveloppe cylindrique du tambour à câble Arun élément de pression fixé par des vis Depuis cet emplacement de serrage, la force de serrage s'exerce en retour sur l'entrée du câble par l'inter- médiaire de l'enroulement multiple, la force de serrage étant renforcée par les forces de frottement qui prédominent entre le câble porteur et le tambour à câble et les longueurs par- tielles du câble porteur enroulées les unes sur les autres en plusieurs couches Lorsque des forces de traction plus grandes doivent être exercées au moyen du treuil à câble pour des charges plus lourdes et qu'à cet égard le câble porteur doit encore avoir une longueur plus grande pour que les charges puissent être déplacées sur des trajets plus grands de façon correspondante, il se produit alors dans les enrou- lements individuels du câble des pressions indésirables qui peuvent conduire par endroit à une déformation du câble por- teur, de sorte que dans le cas d'une section transversale ir- régulière, il existe un risque constant de rupture du câble porteur Le bobinage d'un long câble porteur en plusieurs couches autour du tambour à câble a par ailleurs également comme inconvénient que le couple de rotation du moteur d'en- tra nement varie constamment en fonction de la variation du diamètre de convexité du tambour à câble et que par suite, dans le cas limite, il ne suffit pas pour haler une charge lourde avec l'ensemble de l'alimentation de câble prédétermi- née par un câble porteur plus long Pour éviter cet inconvé- nient, on doit par suite surdimensionner l'ensemble du treuil à câble, ce qui pose des problèmes de maniement pour une construction mobile. D'après le brevet de la République Fédérale Allemande n O 931 315, on connaît un treuil à câble stationnaire 2 2513236 comportant deux tambours à câble présentant une enveloppe conique pourvue de gorges et ayant des axes sensiblement décalés dans l'espace Le câble porteur est dans ce cas enga- gé dans la gorge la plus extérieure sur le plus grand diamè- tre de l'un des tambours de câble et amené en direction tan- gentielle à la gorge la plus extérieure, sur le plus grand diamètre du deuxième tambour de câble, à partir duquel le câble porteur est renvoyé sensiblement sur la demi-périphé- rie, au premier tambour de câble, puis de nouveau ramené à partir de ce dernier au deuxième tambour de câble, jusqu'à ce qu'à la fin de cet engagement d'aller et de retour, il soit prélevé à partir du plus petit diamètre du premier tambour à câble pour être transféré dans un magasin à câble d'approvisionnement préalable constitué par un tambour de réserve Pour obtenir un engagement de câble situé de façon exactement de façon contiguë dans les gorges multiples des deux tambours à câble, ces derniers doivent être à cet effet entraînés de façon entièrement synchrone, et afin de communi- quer une charge égale aux tambours à câble également lors du déplacement de charges lourdes, les gorges de chaque tambour à câble doivent présenter une profondeur allantens'accrois- sant continuellement pour que l'on puisse également obtenir de façon effective avec ce treuil à câble,dans les gorges individuelles destambours à câble se succédant suivant une héli- ce, le relâchement continuel des efforts de traction du câble porteur dans le but d'empêcher un allongement excessif et par suite un risque de rupture Les treuils à câble de cette conception présentent par conséquent une fabrication relati- vement coûteuse. D'après la demande de brevet de la République Fédérale Allemande N O 2 517 796, on connaît un treuil dit à passage, dans lequel est monté, sur l'arbre d'entraînement d'un tam- bour à câble pourvu d'une enveloppe cylindrique à gorges, un disque de serrage pour un entraînement synchrone avec le tambour à câble, le disque formant une gorge de serrage pour la longueur de câble prélevée, de façon que sous l'effet de ce disque, lors du halage d'une charge, une force de serrage obtenue par une pile de ressorts à lame pouvant être préala 3 2513236 blement sous tension, s'exerce transversalement à la direction du déroulement sur le câble porteur se déroulant sans tension à partir de la gorge de déroulement du tambour à câble Ledit treuil à passage ne peut être utilisé que pour le halage d'une charge, et non pas comme engin de levage pour le levage et la descente d'une charge, si bien que l'aménagement des gorges multiples du tambour à câble présente de façon cor- respondante une fabrication coûteuse Dans le cas d'un treuil à passage d'une espèce similaire, selon la demande de brevet de la République Fédérale Allemande N O 2 939 993, il est pré- vu un dispositif à disque de serrage monté parallèlement à un tambour à câble également muni dans ce cas d'une enveloppe cylindrique, soit à gorges ou unie, et pouvant être préalablement mis en tension axialement à l'aide d'un ressort, ce dispo- sitif coopérant de façon intermittente avec des linguets d'entraînement disposés à l'intérieur du tambour à câble. Ledit treuil à passage ne convient également que pour le halage d'une charge et présente, en particulier en ce qui concerne le dispositif à disque de serrage, une fabrication relativement coûteuse. Le but de l'invention est de réaliser un treuil mobile à câble du type mentionné initialement ci-dessus avec des moyen simples, de façon que dans le cas de l'utilisation d'un câble porteur de grande longueur, il soit possible,en évitant un enroulement multiple du tambour à câble en plusieurs couches,d'entraîner ledit tambour à câble à l'aide d'un moteur d'entraînement de puissance pas trop élevée et à couple de rotation autant que possible constant, et qu'une utilisation du treuil à câble soit possible aussi bien pour le halage que pour le levage et la descente de charge, ces deux possibilités étant prévues pour être laissées au choix du constructeur. L'objectif précité, ainsi que d'autres qui apparaî- tront mieux dans ce qui suit sont atteints par l'invention par le fait que dans un treuil à câble du type initialement précité, l'enveloppe du tambour à câble a une configuration coniqueavec un angle d'inclinaison correspondant à l'angle de friction entre le câble porteur et le tambour à câble, et 4 2513236 que la longueur de câble prélevée à partir du tambourà câble à l'extrémité de l'enveloppe ayant le plus petit diamè- tre est renvoyéepar l'intermédiaire d'un disque de serrage entraîné de façon synchrone avec le tambour à câble, en direction d'un magasin à câble. Dans le cas d'un treuil à câble de cette conception, le tambour à câble fonctionne comme un tambour à passage pur pour le câble porteur, et sur son enveloppe conique se trouve seulement appliquésautant d'enroulements du câble porteur que ceux qui sont nécessaires pour obtenir ainsi la force de traction maximale désirée conformément à la législation sur le frottement des câbles La force périphérique U pouvant être transmise par le tambour à câble est obtenue à cet effet à partir de la différence des tractions de câble Sl et 52 des longueurs de câble circulant sur le tambour à câble et de nouveau prélevées à partir de celui-ci, de l'angle d'enroulement c( et de l'angle de friction j U_ entre le câble porteur et l'enveloppe du tambour de câble, conformé- ment aux équations suivantes U 51 S 2 ( 1) S = 52 et' 2 ( 2) U = 52 dans une gorge de serrage précontrainte axialement par des res- sorts, et exercée sur des longueurs de câble prélevées sans tension à partir du plus petit diamètre de la surface coni- que, se trouve répercutée en retour par l'intermédiaire de la surface conique, en tant que force de traction sur l'entrée 2513236 du câble Le treuil à câble peut ainsi être utilisé pour le halage d'une charge depuis un éloignement quelconque. Lorsque le treuil à câble doit d'autre part être uti- lisé comme engin de levage également pour le levage et la descente de charges, l'enveloppe unie du tambour à câble doit alors être pourvue, suivant un mode de réalisation pré- férable de l'invention, de surfaces coniques présentant un angle d'inclinaison égal correspondant à l'angle de friction entre le câble porteur et le tambour à câble, 1-es angles d'inclinaison des surfaces coniques étant orientés de façon opposée suivant la direction axiale du tambour à cable, le câble porteur étant disposé de façon à passer sur un galet de renvoi monté parallèle au tambour à câble pour passer de façon multiple alternativement autour des deux surfaces coniques lors d'une inversion du sens de rotation du tambour à câble Par suite de l'orientation mutuellement opposée de l'angle d'inclinaison des deux surfaces coniques, lors du levage d'une charge,il s'exerce alors dans ce cas sur l'une des surfaces coniques une force 3 e traction se répercu- tant depuis de disque de serrage sur l'entrée du câble, cette force de traction intervenant par ailleurs ensuite par l'in- termédiaire de la deuxième surface conique pour une descente de la charge dans le sens de rotation inverse du tambour à câble Dans la commande d'inversion du sens de rotation du tambour à câble, l'enroulement multiple du câble porteur sur l'une des surfaces coniques subit un déplacement sur la se- conde surface conique et inversement l'angle d'inclinaison des deux surfaces coniques concordant avec l'angle de fric- tion entre le câble porteur et le tambour de câble, garantis- sant qu'à la fin de ce déplacement aussi bien dans le cadre du levage que dans le cas de la descente d'une charge, une migration ultérieure des longueurs partielles du câble por- teur entourant les surfaces coniques respectives, soit empê- chée le long de l'axe du tamibour, en évitant également une superposition des enroulements individuels Dans ce mode de réalisation, le treuil à câble peut être également utilisé pour le halage d'une charge, auquel cas l'une des deux surfaces coniques seulement demeure constamment en acti- vité. 6 2513236 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation de l'invention représentée schématiquement à titre indicatif, mais nulle- ment limitatif, en références aux dessins annexés, dans les- quels, la figure 1 représente une vue d'ensemble du treuil à câble dans une forme de réalisation appropriée exclusivement au halage d'une charge; et la figure 2 représente le tambour a câble du treuil à câble selon la figure 1, dans une forme de réalisation appropriée également au levage et à la descente de charges. En se référant auxdites figures, on peut voir que sur une plaque de montage 1 du treuil à câble de la figure 1, est fixé un moteur d'entraînement 2 pour un tamboura câble 3, dont l'enveloppe est répartie en deux surfaces coniques 4 et 5 ayant le même angle d'inclinaison L'angle d'incli- naison de chacune des deux surfaces coniques 4 et 5 correspond à l'angle de friction entre le câble porteur 6 et le tambour à câble 3, ce qui garantit que l'alimentation en câble effectuée sur le plus grand diamètre de l'une des sur- faces coniques 4 demeure orientée en alignement avec une boucle 7 prévue sur la plaque de montage 1 et servant de butée fixe pour le tambour 3 de câble Du fait de l'inclinaison particulière de la surface conique 4, il est également assuré que les enroulements individuels du câble porteur 6 viennent se placer côte à côte le long de l'enveloppe de ladite sur- face conique et que par suite il n'existe pas de risque d'une superposition, si bien que le tambour à câble 3 fonctionne comme un tambour à passage pur pour le câble porteur 6, qui se trouve prélevé à partir du plus petit diamètre de la sur- face conique 4 pour subir une déviation consécutive sous l'effet d'un galet de renvoi 8 disposé par rapport au tambour à câble 3 parallèlement à son axe, ledit câble porteur 6 étant ensuite renvoyé à partir dudit galet de renvoi au plus grand diamètre de la deuxième surface conique 5 Afin qu'à ce deuxième stade de l'enroulement du câble se trouve produite une force de traction se répercutant en retour sur le premier 7 2513236 stade, le plus grand diamètre d 2 de la surface conique 5 est égal ou supérieur au plus grand diamètre d 1 de la surface conique 4, et comme la surface conique 5 présente également un angle d'inclinaison concordant avec l'angle de friction entre le câble porteur 6 et le tambour à câble 3, la lon- gueur partielle du câble porteur prévue pour passer autour de la surface conique 5, demeure également par suite appliquée de façon contig e sans qu'il n'existe de risques d'une migra- tion le long de l'axe du tambour ou le risque d'une superpo- sition La longueur de câble déroulée au plus petit diamètre de la surface conique 5 se trouve encore une fois déviée par un renvoi 9 disposé coaxialement par rapport au galet de ren- voi 8, puis amenée vers un disque ou poulie de serrage 10, qui est disposé sur l'arbre d'entraînement du tambour à câble 3,pour être entraîné de façon synchrone conjointement avec ce dernier. Le disque de serrage 10 est réalisé divisé en deux pièces sur sa gorge de serrage, et les deux parties du disque de serrage, déplaçables l'une par rapport à l'autre en direc- tion axiale, sont préalablement précontraintes Plastiquement de façon opposée l'une à l'autre par des ressorts 11, si bien que le câble porteur engagé dans la gorge de serrage du dis- que de serrage 10 reçoit par ces ressorts ll une force de serrage qui se répercute en retour pour l'exercice d'une for- ce de traction par le câble porteur 6 par l'intermédiaire des surfaces coniques 5 et 4 Le diamètre d 3 de la gorge de ser- rage du disque de serrage 10 est à cet effet égal ou supérieur au diamètre de la surface conique 5 du tambour à câble, sur laquelle réagit la force de serrage en tant que première phase de la force de traction, dont la seconde phase se trouve communiquée par la surface conique 4 Sous l'effet du disque de serrage 10, lors du halage d'une charge, le câble porteur 6 se trouve renvoyé en direction d'un magasin à câble 12 Pour fixer l'amorce du câble à une charge à haler au moyen du treuil à câble, il faut simplement suppri- mer la force de serrage qui s'exerce dans la gorge de serrage du disque de serrage 10 en séparant les deux parties du dis- que de serrage par un déplacement axial s'opposant à la 8 2513236 force des ressorts 11 Le câble porteur 6 peut alors être extrait du magasin à câble 12 en tirant sur l'amorce dudit câble Lorsque après la fixation de l'amorce de câble à la charge, la force de serrage du disque de serrage 10 se trouve reconstitué, sous l'effet de l'entraînement du tambour à câble 3,et le câble porteur est alors pré-enroulé avec un couple de rotation constant du moteur d'entraînement 2, jusqu'à ce que la charge soit halée à la proximité voulue par rapport au treuil à câble. Le tambour 3 de câble dudit treuil peut également présenter seulement une surface conique, auquel cas, on peut alors également renoncer à l'un des galets de renvoi disposé parallèlement à l'axe par rapport au tambour à câble Dans ce cas, la longueur de câble déroulée se trouve directement transférée dans la gorge de serrage du disque de serrage, qui peut être égalementréalisée,au lieu d'un dispo- sitif sur l'arbre d'entraînement du tambour de câble, en tant qu'un dispositif entraîné de façon synchrone avec ce dernier et monté sur un arbre parallèle à l'axe par rapport audit tambour à câble Il est également possible de diviser l'en- veloppe du tambourà câble 3 en plus de 2 surfaces coniques présentant un angle d'inclinaison concordant, afin de pouvoir faire varier au moyen d'un agencement du moteur d'entraîne- ment 2 à régulation de puissance correspondante, la force de traction à exercer par l'intermédiaire du câble porteur lors du halage d'une charge. Dans la figure 2 on représente un tambour à câble 3 ' pour un treuil à câble selon la figure 1, dans lequel les deux surfaces coniques 4 et 5 ' présentent un angle d'inclinaison égal, concordant d'eux mêmes avec l'angle de friction entre le câble porteur et le tambour à câble, au quel cas toute- fois les angles d'inclinaison desdeux surfaces coniques étant orientés en sens mutuellement opposéssuivantladirectionaxialedu tambour à câble Les deux surfaces coniques 4 'et 5 'sont mu- tuellement reliées à leurs extrémités présentant le plus petit diamètre, par l'intermédiaire d'un segment 13 d'enve- loppe cylindrique, qui peut être arrondi ou cintré Lorsque le treuil à câble est équipé du tambour à câble 3, il 9 2513236 peut alors être utilisé comme engin de levage pour lever et descendre des charges Dans le cas du levage d'une charge suivant un sens de rotation du tambour à câble 3 ', le câble porteur se trouve alors dans ce cas engagé sur le plus grand diamètre de la surface conique 4 ' et après être passé plu- sieurs fois autour de ladite surface conique 41, il se trouve déroulé sur le plus petit diamètre de ladite surface et sur le segment d'enveloppe 13 cylindrique à partir duquel la longueur de câble déroulée est renvoyée par l'intermédiaire d'un galet de renvoi disposé parallèlement à l'axe du tambour à câble 3, dans le disque de serrage 10 ' disposé sur l'arbre d'entraînement du tambour à câble, ledit disque de serrage 10 ' est réalisé en 2 parties comme le disque de serrage 10, pour que le câble porteur engagé dans ledit disque pour être dévié en direction d'un magasin à câble, subisse une force de serrage sous l'effet des ressorts 11 ' La gorge de serrage du disque de serrage 10 'présente un diamètre égal ou supérieur au plus grand diamètre desdeux sur- faces coniques 4 ' et 5 ', afin que la force de serrage se ré- percute en retour en tant que force de traction, par l'inter- médiaire de la surface conique 4 ', sur la câble porteur Avec ledit sens de rotation du tambour à câble 3 ', le treuil à câble peut être utilisé pour haler une charge, car dans ce cas, une migration du câble porteur venant de l'axe du tam- bour et une superposition se trouvent empêchées par l'angle d'inclinaison de la surface conique 4 '. Lorsque pour la descente d'une charge, on inverse le sens de rotation du tambour à câble 3 ', l'enroulement mul- tiple du câble porteur sur la surface conique 4 ' subit alors tout d'abord un déplacement sur la surface conique 5 ', si bien que maintenant l'engagement du câble s'effectue sur le plus petit diamètre de cette dernière et qu'alors également le galet de renvoi disposé parallèlement à l'axe par rapport au tambour à câble 3 ' se trouve décalé dans une position relative se trouvant sur le plus grand diamètre de la surface conique 5 ' A la fin de ce déplacement, une migration du câble porteur le long de l'axe du tambour se trouve de nouveau empêché par l'angle d'inclinaison de la surface conique 5 ' 2513236 concordant avec l'angle de friction entre le câble porteur et le tambour à câble, si bien que maintenant la force de ser- rage exercée par la gorge de serrage du disque de serrage 10 ' se répercute en retour sur l'entrée du câble par l'intermédi- aire de la surface conique 5 '. Les deux surfaces coniques 4 et 5 du tambour 3 à câble et également les surfaces coniques 4 ' et 5 ' du tambour àcâble 3 ' peuvent être par ailleurs réalisées également de façon séparée pour être montées sur un arbre d'entraînement commun. Lorsque la butée formée par la boucle 7 est prévue sur la plaque de montage 1 on peut alors renoncer à un guidage par- ticulier du câble pour l'insertion de ce dernier, car ainsi son orientation en alignement sur ladite butée se trouve assurée pour chaque emplacement de montage quelconque du treuil à câble. il REVENDICATIONS 1 Treuil mobile à câble comportant un tambour à câble ( 3; 3 ') entraîné par moteur, qui présente une enveloppe unie et contre lequel le câble porteur ( 6) est maintenu pour former un enroulement multiple sous l'effet d'une force de serrage, caracté- risé en ce que l'enveloppe du tambour à câble ( 3; 3 ') a une confi- guration conique avec un angle d'inclinaison correspondant à l'angle de friction entre le câble porteur ( 6) et ledit tambour de câble, et en ce que la longueur de câble prélevée à partir du tambour à câble à l'extrémité de l'enveloppe ayant le plus petit diamètre est renvoyée par l'intermédiaire d'un disque de serrage ( 10; 10 ') entraîné de façon synchrone avec le tambour à câble, en direction d'un magasin à câble ( 12). 2 Treuil mobile à câble selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le diamètre d'une gorge de serrage du disque de serrage ( 10; 10 '), active par rapport au câble porteur ( 6), est égal ou supérieur au plus grand diamètre de la surface conique du tambour à câble. 3 Treuil mobile à câble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le disque de serrage ( 10; 10 ') est divisé sur la gorge de serrage en deux parties déplaçables axialement l'une par rapport à l'autre et précontraintes élastiquement l'une contre l'autre par ressort. 4 Treuil mobile à câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le disque de serrage ( 10; 10 ') est monté sur l'arbre d'entraînement du tambour à câble, et en ce que parallèlement audit arbre d'entraînement est prévu un galet de renvoi ( 8) amenant le câble porteur ( 6) entre le tambour à câble ( 3; 3 ') et le disque de serrage ( 10; 10 '). 5 Treuil mobile à câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'enveloppe du tambour à câble ( 3) est divisée au moins en deux surfaces coniques ( 4,4 '), ayant la même orientation axiale que le tambour à câble, et pré- sentant un angle d'inclinaison égal, le plus grand diamètre de l'une des surfaces coniques prévue pour l'entrée du câble étant égal ou inférieur au plus grand diamètre de la deuxième surface conique autour de laquelle passe la longueur partielle du câble porteur ( 6) qui est déroulée à partir du plus petit diamètre de la première surface conique précitée et renvoyée par l'intermé- diaire d'un galet de renvoi ( 8) disposé parallèlement à l'axe pour passer en tête par rapport à la deuxième surface conique. 6 Treuil mobile à câble selon la revendication 5, carac- térisé en ce que le diamètre de la gorge de serrage de disque de serrage ( 10) est égal ou supérieur au plus grand diamètre de la deuxième-surface conique ( 5) du tambour à câble ( 3). 7 Treuil mobile à câble selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la longueur de câble déroulé à partir du plus petit diamètre de la deuxième surface conique ( 5) est déviée par l'intermédiaire d'un deuxième galet de renvoi ( 9) disposé coaxialement par rapport au premier galet de renvoi ( 8). 8 Treuil mobile à câble selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que l'enveloppe du tambour à câble ( 3 ') est divisée en deux surfaces coniques ( 4 ',5 ') orientées en sens mutuellement opposé dans la direction axiale du tambour à câble et présentant un angle d'inclinaison égal, et en ce que le câble porteur ( 6) est disposé sur le galet de renvoi ( 8) de façon à pouvoir passer en enroulements multiples alternativement autour des deux surfaces coniques lors d'une inversion du sens de rotation du tambour à câble. 9 Treuil mobile à câble selon la revendication 8, caracté- risé en ce que les deux surfaces coniques ( 4 ',5 ') sont mutuelle- ment reliées en leurs extrémités présentant le plus petit dia- mètre. 10 Treuil mobile à câble selon la revendication 9, caracté- risé en ce que la région de liaison des deux surfaces coniques ( 4 ',5 ') est arrondie. 11 Treuil mobile à câble selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la région de liaison entre les deux surfaces coniques ( 4 ',5 ') est formée par un segment d'enveloppe cylindri- que ( 13). 12 Treuil mobile à câble selon l'une quelconque des reven- dications 9 à 11, caractérisé en ce que le galet de renvoi ( 8) est monté solidaire en rotation et déplaçable axialement sur un arbre parallèle à l'axe du tambour à câble ( 3; 3 ').