Brevet FR2530590A1 — publié le 19840127

CONVOYEUR HELICOIDAL A ROULEAUX CONIQUES ENTRAINES PAR COURROIE. La présente invention concerne les transporteurs hélicoïdaux utilisés pour transporter des charges entre deux nivaux différents. Pour la réalisation de convoyeurs hélicoïdaux devant entrainer des charges, notamment dans le sens de la montée, on a utilisé fréquemment des chaines à palettes en hélice, entraînées par des pignons intermédiaires et des transmissions à cardans De tels dispositifs sont très complexes et onéreux ; en outre l'entrainement par channe est très ferme, il en résulte un manque de sécurité aussi bien pour l'homme que pour l'appareil0 On a proposé un autre dispositif dans lequel le transport est effectué par une bande sans fin disposée en hélice glissant sur une sole Un tel dispositif est très complique et onéreux, du fait que la forme de la bande est complexe, cette forme devant être très précise pour éviter le sou- lèvement du bord intérieur ou du bord extérieur lors de son entrainement. le dispositif décrit dans la demande de brevet allemand 1 756586 est un convoyeur hélicoïdal comportant une pluralité dsélements de roulement disposés en hélice ; les éléments de roulement comprennent plusieurs disques de diamètre croissant, solidarisés par un axe de rotation sur lequel est montée une poulie entraînée par courroie. Ce dispositif nécessite l'assem- blage d'un nombre relativement important de pièces, ce qui conduit à des réalisations relativement onéreuses , autre part ' entraînement par cour- roie sur une poulie est très ferme, ce qui nuit à la sécurité du disposi- tif.En outre, le montage et le démontage des éléments de roulement du dispositif sont des opérations relativement longues la poulie d'entraînement, montée en bout d'arbre, est relativement encombrantes, et conduit à prolon ger le dispositif vers lBextérieur szlns augmenter la surface utile du con- voyeurs. Le brevet français 1 1S 64025 mentionne la réalisation de con- voyeurs hélicoïdaux pour le déplacement de charges par gravités le convoyeur comprend des rouleaux en pente, de forme conique, dont les axes convergent vers le centre de la courbe et dont l'angle au sommet est dirigé vers le centre, Ce convoyeur ne comporte aucun moyen d'entrainement pour monter une charge-. La présente invention a notamment pour objet dtobvier aux inconvénients des dispositifs connus, en proposant un convoyeur hélicoldal à rouleaux coniques dont la réalisation soit particulièrement simple et modulaire pour en abaisser considérablement le coûts 3ans ce convoyeur, le rouleau est lui-même organe d'entraînement et coopère avec une courroie dgentralne.ent sans interposition de poulies ou autres transmissions à cardan, Selon un autre objet de ltinvention;; les rouleaux du convoyeur, entraînés par adilérence, présentent un couple d'entraînement relativement important, et adaptable à chaque charge selon le poids de cette charge, le couple d'entraînement étant toutefois limité à une valeur maximum pour éviter les risques de détérioration et d'accident lors d'un blocage. Selon un autre objet de 11 invention, ltentratnement par friction des rouleaux est effectué par un dispositif permettant de rattraper le jeu consécutif à l'usure des rouleaux ou d'autres pièces mécaniques, tout en assurant une grande souplesse dans l'entraînement des rouleaux. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens d'entraînement des rouleaux présentent une inertie très faible, permettant une variation rapide de vitesse, et diminuant les risques d'oscillation. Pour ce faire, et selon une caractéristique de la présente in invention, les rouleaux coniques sont entraînés en rotation autour de leur axe par au moins une courroie, sollicitée par des moyens d' entraînement, et guidée par dez moyens de guidage en hélice pour venir porter transver- salement contre une portion de la surface des rouleaux. On realise ainsi un dispositif relativement simple et modulaire, dont le cout est faible. Le rouleau lui-même coopère avec 12 courroie, sans interposition de poulie ou autres transmissions à cardant L'encombrement du dispositif est ainsi réduit au minimum, et la surface utile de transport est maximale. Selon une autre caractéristique de l'invention, la courroie a une section circulaire. Lors de sa formation en hélice, et lors du retour, les contraintes de torsion imprimées à la courroie par le cheminement complexe sont ainsi sans importance, de sorte que les moyens de gui- dage peuvent être simples.On pourra réaliser de préférence la courroie en une matière élastique telle que du polyuréthane ; une telle matière augmente considérablement l'adhérence de la courroie sur le rouleau, et procure une grande souplesse d'entraînement0 Selon une autre caractéristique, la portion de surface des rouleaux contre laquelle vient porter la courroie est située dans la zone inférieure de plus gros diamètre des rouleaux0 On réalise ainsi un dispo sitif présentant un couple maximum d'entraînement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le retour de la courroie s'effectue verticalement dans la zone centrale du convoyeur. Ainsi la courroie est relativement courte, ce qui tend à éviter les allongements exagérés et les oscillations. Les moyens de guidage de la courroies selon un premier mode de réalsation, comprennent une glissière hélicoidale solidaire du chassies, disposée au-dessous des rouleaux, comportant au moins une paroi inférieure et une paroi intérieure en une matière à faible coefficient de frottement pour supporter la courroie en contact glissant et la maintenir contre la surface inférieure des rouleaux. Ia réalisation de tels moyens de guidage est relativement simple et peu onéreuse, et les contraintes mécaniques supportées par la courroie sont faibles Selon une autre caractéristique, les moyens de guidage, dans un second mode de réalisationS comprennent une série de poulies à axe in cliné vers l'extérieur du convoyeur pour supporter et guider la courroie selon une forme hélice polygonale et maintenir cette courroie contre la surface inférieure des rouleaux.De tels moyens de guidage sont très sim- ples, d'un court faible, et réduisent les frottements. Ces moyens de guidage sont partiouliè-.ement adaptés aux courroies à section circtiairaO On peut disposer une poulie au-dessous de chaque rouleau à entraîner pour pincer la courroie entre la poulie et le rouleau, la force de pincement permet tant de régler le frottement entre la courroie et le rouleau pour produire des couples d'entraînement importants. On réalise ainsi une bonne adhérence quelle que soit la souplesse de la courroie.On peut également disposer, selon un autre mode de réalisation, au moins une poulie entre chaque ou- leau, la poulie étant légèrement surélevée par rapport à la surface moyenne définie par les génératrices inférieures des rouleaux adjacents, de sorte que la courroie s'enroule partiellement autour des rouleaux. On augmente ainsi adhérence tout en permettant le rattrapage de jeu consé- cutif à l'usure des éléments ; cette disposition procure également une grande souplesse d'entraînement et réduit les contraintes exercées sur la courroie. Selon une autre caractéristique de ltinventions la partie conique des rouleaux tourillonne librement sur un axe non rotatif sur lequel elle est montée par des roulements. Ainsi, l'axe du rouleau ntest pas entraîné, ce qui condult à diminuer sensiblement l'inertie du dispositif, permettant des changements rapides de vitesse, et litant les oscillations se produisant le long du convoyeur. Selon une autre caractéristique de l'invention, les axes des rouleaux sont maintenus sur le chassis par des moyens permettant leur déplacement dans une direction sensiblement verticale les éloignant de la courroie0 les rouleaux sont ainsi maintenus contre la courroie par leur propre poids et le poids de la charge qu'ils transportent, ce qui conduit à realiser un dispositif dont le couple d'entraînement soit adapté à la charge ; en outre cela permet de rattraper automatiquement le jeu consécutif à ltusure des éléments. Selon une autre caractéristique, les bouts d'axe sont insérés dans des glissières sensiblenent verticales du châssis t les rouleaux sont ainsi facilement interchangeables, et le montage est tres rapide et peu onéreux. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bout d'axe le plus proche de la courroie est fixe; l'autre bout d'axe est inséré dans une glissière pour permettre son jeu vertical. La position respective de 7a courroie et du rouleau est donc variables mais, meme avec des rouleaux de faible poids7 la force d'appui du rouleau sur la courroie peut être très grande, en particulier dans le mode de réalisation dans lequel une poulie support de courroie est disposée au-deosous de chaque rouleau à entraîner. Dáutres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de.réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes parai lesquelles - la figure 1 représente une vue en perspective d'un convoyeur hélicoï- dal à rouleaux coniques - la figure 2 représente une vue de dessous dune portion de convoyeur hélicoïdal selon l'invention ;; - ia figure 3 représente schématiquement la disposition relative des rouleaux, des poulies support et de la courroie dans ce mode de réalisation - la figure 4 représente en vue de dessous une portion de convoyeur héli- coïdal dans un second mode de réalisation ; - la figure 5 représente la disposition relative des rouleaux, des poulies et de la courroie dans ce second mode de réalisation ;; - la figure 6 représente en vue de dessus une portion du convoyeur hélicoldal dans un-troisième mode de réalisation - la figure 7 représente une vue partielle de côté en coupe selon le plan A-A de la figure 6 - la figure 8 représente une vue en coupe longitudinale dgun rouleau coni- que adapté sur ses supports et entraîné par une courroie maintenue par des poulies ; et - la figure 9 représente une vue de côté partielle d'un rouleau conique entraîné par une corde maintenue par une glissière hélicoïdale. Conte le représente la figure i, le convoyeur hélicoldal com- prend mi chassis constitué de poutres porteuses 1 verticales supportant tme rampe hélicoïdale 20 la rampe 2 est limitée par une portion cylindri- que extérieure 3 et une portion cylindrique intérieure 4, solidaires des poutres 1 et reliées par des traverses non représentées sur les figures. En.tre les portions cylindriques intérieures 4 et extérieures 3 on dispose une série de rouleaux coniques 5 dont les axes convergent vers le centre de la courbe9 les axes-passant par l'axelongitudinal de l'hélice ; les génératrices supérieures 6 des rouleaux sont sensiblement horizontales, et leur ensemble décrit une hélice réalisant la surface porteuse du convoyeur hélicoïdal.Les rouleaux 5 ont leur angle au sommet dirigé du côté du centre de la courbe, à un angle tel que toutes les génératrices passent par l'axe longitudinal de l'hélice0 les rouleaux sont entraînés en rotation, par exemple dans le sens de la flèche 7 pour un convoyeur hélicoïdal dans le sens montant, par un moteur 8 entra mont une courroie 9 guidée par des moyens de guidage 100 La courroie 9, soutenue par les moyens de guidage 10, est main tenue en appui contre une portion de la surface inférieure 11 des rouleaux 5 pour les entraîner en rotation. Pour celas la courroie porte transversalement contre cette surface 11.On pourra disposer, comme le représente la figure 1 les moyens de guidage 10 de façon que la courroie 9 soit en contact avec les rouleaux 5 dans la zone de plus gros diamètre des rouleaux, la courroie 9 formant sous l'effet des moyens de guidage 10, une hélice suivant la rampe hélicoldale formée par les rouleaux 5. Entre le sommet du convoyeur et la base, la courroie 9 est renvoyée par des poulies 12 lui faisant parcourir une portion de ehemin vertical 13 dans la zone centrale du convoyeur, comme le représente 1a figure. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, pour transporter des charges dans le sens de la montée, on dispose le moteur 8 dans le bas du convoyeur pour réduire au maximum la distance entre la pou lie entraînement du moteur 8 et les premiers rouleaux inférieurs à entrai- ner. Par contre, dans le cas d'un convoyeur en descente, le moteur 8 peut entre utilisé pour freiner la descente des charges, et dans ce cas on pourra préférer le disposer dans la partie supérieure du convoyeur pour réduire la distance entre sa poulie d' entraînement- et les premiers rouleaux supérieurs à freiner, Etant donné la forme hélicoldale et complexe du trajet suivi par la courroie 9, on pourra préférer utiliser une courroie de section circulaire.En particulier cette courroie pourra être réalisée en une matière élastique telle que du polyuréthane. En effet, l'élasticité de la courroie favorise la souplesse de l'entraînement des rouleaux cette matière assure une bonne adhérence sur des rouleaux dont la surface extérieure est elle même en polyuréthane. Pour la réalisation des moyens de guidage 10, on pourra pré- férer le mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 3 : la courroie 9 est maintenue car un ensemble de poulies 14 intercalées entre les rouleaux 5 comme le présente la figure 2. Pour assurer une bonne adhéw rence de la courroie sur les rouleaux 5 on décale vers le haut les pou- lies 14, comme le représente la figure 3, pour forcer la courroie 9 à envelopper partiellement la surface extérieure des rouleaux 50 la courroie 9 adopte la forme générale d'une hélice polygonale, suivant l'hélice formée par les rouleaux 5. Comme le représente la figure 8, les poulies 14 sont solidaires de la portion extérieure 3 du châssis, et sont disposées selon un sxe 15 incliné vers l'extérieur pour maintenir la courroie 9 et compenser l'effort qui s'exerce sur cette courroie en direction du centre de la courbe. les moyens de guidage 10 peuvent être disposés selon un second mode de réalisatcn, représenté sur les figures 4 et 5, dans lequel les polies de soutien 14 sont disposées en regard des rouleaux 5 à entraîneur. Dans ce cas, la courroie 9 est pincée entre la poulie 14 et le rouleau correspondant 5, ce qui tend à assurer une bonne adhérence du rouleau sur la poulies Selon un troisième mode de réalisation, représenté sur les figure 6 et 9, les moyens de guidage 10 comprennent une glissière -hélicol- dale 16 solidaire du châssis, disposée audessous des rouleaux 5, et conportant au moins une paroi inférieure 17 et une paroi intérieure 18 pour le maintien de la courroie 9 en dessous et vers l'intérieur de la courbe La glissière16 est réalisée en une matière à faible coefficient de frotte- ment, et supporte la courroie 9 en contact glissant en la maintenant au. contact d'une portion inférieure des rouleaux 50 Sur la figure 8 om a représenté en coupe longitudinale un ron- leau 5 adapté sur le châssis. Le rouleau 5 comprend une enveloppe extérieure 19 tronconique creuse, adaptée sur un axe 20 par des roulements 21 au voisinage de chacune de. ses extrémités0 La courroie 9 entraîne llenveloppe 19 en rotation, tandis Que l'axe 20 ne subit aucune rotation. L'axe 20 est solidarisé à chacune de ses extrémités au châssis, le bout d'axe intérieur 22 s'adaptant sur la portion cylindrique intérieure 4 du chassies, le bout d'axe extérieur 23 s' adaptant sur un support 24 solidaire de la portion cylindrique extérieure 3 du châssis. L'adaptation des rouleaux sur le châssis peut être effectue de plusieurs manières selon le but recherché r dans un premier mode de réalisation, représenté sur la figure 8, les bouts d'axe intérieur 22 et extérieur 23 s'engagent dans des encoches sensiblement verticales respecvivement 25 et 26 permettant le déplacement vertical de l'axe 200 Ainsi, la pose du rouleau est effectuée par simple introduction dans les-eneot ches 25 et 26, le rouleau reposant sous l'effet de son propre poids et du poids de la charge qu'il transporte, contre la courroie 9. Selon un second mode de réalisation, non représenté sur les figures, les bouts d'axe intérieur 22 et extérieur 25 sont insérés dans des logements fixes de la partie intérieure 4 et du support 24, interdisant le déplacement vertical des rouleaux Selon un troisième mode de réalisation, le bout d'axe extérieur 23 est engagé dans un logement du support 24 qui empêche son déplacement vertical, tandis que le bout d'axe intérieur 22 est engagé dans une encoche 25 comme dans le mode de réalisation de la figure 8. Dans ce cas le rouleau peut osciller autour du logement du support 24 pÙT soulèvement de son bout d'axe 22, et vient porter sur la courroie 9, produisant un effet de bras de levier qui assure un bon appui du rouleau sur la courroie0 La figure 7 représente en vue de face le support 24, solidaire de la partie cylindrique extérieure 3 du châssis, et comportant une enoche 26 dans laquelle vient s'insérer le bout daxe 23 dans le mode de réa- libation de la figure 80 le support 24 permet l'insertion de l'axe 20 sans dépasser à l'extérieur de la partie cylindrique 3 du châssis. On pourra bien entendu associer chacun des modes de réalisation oes moyens de guidage 10 avec chacun des modes de réalisation des organes de maintien des rouleaux 50 Dans les modes de réalisation qui ont été décrits, les rouleaux sont entraînés par une seule courroie Pour entraîner des charges lourdes, on pourna toutefois utiliser plusieurs cordes en parallèle venant porter en différents points de la surface inférieure des rouleaux0 Sans sortir du cadre de la présente invention, on peut réaliser un convoyeur hélicoïdal en utilisant des rouleaux dont la surface extérieure est différente d'un cônes cette surface extérieure pouvant notamment être incurvée dans le sens longitudinal pour présenter une partie centrale renflée. La disposition de la courroie 9 au voisinage de la portion extérieure des rouleaux réduit les efforts de torsion imprimés à la courroie. On peut alors utiliser des courroies plates de faible largeur, ce qui tend à augmenter la surface de contact entre la courroie et les rouleaux. Dans certains cas d'utilisation, il n'est pas nécessaire d'en- traîner en rotation tous les rouleaux, notamment si la charge a une grande surface0 Dans le mode de réalisation dans lequel l'axe 20 des rouleaux doit être fixe, on peut simplifier les opérations de pose et de dépose des rouleaux en ménageant des gorges en L dans lesquelles viennent s'engager les deux bouts d'axez la forme en L permettant de faciliter llengageaent des bouts d'axe, et interdisant leur mouvement dans un sens de rapproche- ment ou dtéloignement de la corde lorsqu'ils sont insérés dans les branches transversales du L. Pour la réalisation de convoyeurs hélicoïdaux de grande hauteur, et pour éviter dlutiliser des courroies très longues, on pourra scinder le convoyeur en plusieurs tronçons successifs, chaque tronçon étant commandé par une courroie distincte. La présente invention n'est pas limitée aux modes de reali- sation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Convoyeur hélicoïdal, comportant un châssis pour supporter une pluralité de rouleaux coniques (5) dont les axes (20) convergent vers le centre de la courbe et dont les génératrices supérieures (6: définissent une surface de transport hélicoïdale, caractérisé en ce que les rouleaux sont entraînés en rotation autour de leur axe par au noirs une courroie (9), sollicitée par des moyens d'entraînement (8), et aidée par des moyens de guidage-(10) en hélice pour venir porter transversalement contre une portion de la surface des rouleaux. 2 - Convoyeur hélicoïdal selon la revendication 1 caractérisé en ce que la courroie (9) a une section circulaire. 3 - Convoyeur hélicoïdal selon ltune des revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la courroie est réalisée en une matière élastique telle que du polyuréthane. 4 - Convoyeur hélicoïdal selon l'une quelconque des revendications là 3, caractérisé en ce que la portion de surface des rouleaux contre laquelle vient porter la courroie est située dans la zone inférieure de plus gros diamètre des rouleaux0 5 - Convoyeur hélicoïdal selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le retour de la courroie s'effectue verticalement (13) dans la zone centrale du convoyeur. 6 - Convoyeur hélicoïdal selon ltune quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de guidage en hélice (t ) comprennent une glissière hélicoïdale (16) solidaire du chassies disposée au-dessous des rouleaux, comportant au noins une paroi inférieure (17) et une paroi intérieure (18) en une matière à faible coefficient de frottement, pour supporter la courroie en contact glissant et la maintenir contre la surface inférieure des rouleaux0 7 - Convoyeur hélicoïdal selon l'une quelconque des revenaications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de guidage (10) comprennent une série de poulies (14) à axes inclinés (15) vers l'extérieur du convoyeur pour supporter et guider la courroie selon une forme d1 hlice polygonale et la maintenir contre la surface inférieure des rouleaux. 8 - Convoyeur hélicoïdal selon la revendication 7, caracté- risé en ce qu'on dispose une poulie (14) an-dessous de chaque rouleau (5) à entraîner pour pincer la courroie entré la poulie et le rouleau. 9 - Convoyeur hélicoïdal selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on dispose au moins une poulie (14) entre chaque rouleau (5), en position légèrement surélevé la tranche supérieure de la poulie étant au-dessus du plan moyen défini par les génératrices inférieures des deux rouleaux adjacents, de sorte que la courroie s'enroule partiellement au tour des rouleaux0 10 - Convoyeur hélicoïdal selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 9, caractérisé en ce que la partie conique (19) des rouleaux tourillonne librement sur un axe (20) non rotatif sur lequel elle est montée par des roulements (21). 11 - Convoyeur hélicoïdal selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les axes (20) sont maintenus sur le châssis par des moyens permettant leur déplacement dans une direction les éloignant de la courroie (9). 12 - Convoyeur hélicoïdal selon la revendication 11, caractérisé en ce que les bouts d'axe (22 23) sont insérés dans des encoches ou glissières (25, 26) sensiblement verticales du châssis. 13 - Convoyeur hélicoïdal selon la revendication 11, caracté risé en ce que le bout d'axe (23) le plus proche de la courroie (9) est fixe, autre bout d'axe (22) étant inséré dans une encoche (25) pour per- mettre son jeu vertical.