Brevet FR2525718A1 — publié le 19831028

La présente invention concerne les appareils de manutention et a notamment pour objet une poulie pour un tel appareil. L'invention peut être appliquée avec succès aux installations d'extraction minières, aux moufles des sondeuses, aux poulies des pelles et excavateurs, aux poulies de chevalement des hauts fourneaux, etc. Dans les poulies guide-cable universellement connues et largement répandues, pour accroître leur durée de service, ainsi que celle des câbles qu'elles contactent, on emploie, en règle générale, une garniture changeable, montée fixe dans la jante de la poulie. Toutefois, quand on utilise un tel genre de garniture, le câble effectue des mouvements relatifs par rapport à la garniture, dus soit à son glissement, soit à son allongement élastique, et sa surface striée use fortement la garniture. De plus, il convient de noter que, dans les conceptions de poulie connues, le remplacement, après son usure, de la garniture montée fixe dans la jante, requiert de grandes dépenses de temps.Ceci est lié au fait que les coussinets constitutifs de la garniture sont logés dans une gorge circulaire, dans laquelle ils sont introduits à travers des ouvertures de montage spéciales dont le nombre est limité à une ou deux. En outre, avant le remplacement de la garniture, il faut libérer la poulie du câble. Les grandes dépenses de temps pour le remplacement de la garniture entrainent d'importantes pertes économiques. Ainsi, par exemple, pendant la période de remplacement de la garniture usée se trouvant dans la gorge de la poulie (molette) d'un chevalement de mine, l'installation d'extraction ne peut fonctionner et la mine est en fait immobilisée. En ce qui concerne les moufles des sondeuses, en raison des grandes dépenses de temps que nécessite le remplacement de la garniture usée, on a complètement abandonné l'emploi de poulies à garniture, car un arrêt prolongé de la sondeuse peut entraîner des complications dans le trou de forage et m8me sa perte. Mais, dans le même temps, l'utilisation de poulies sans garniture dans les moufles est la cause d'importants dommages économiques résultant de la courte durée de service des poulies et des câbles de palan. De ce point de vue, il est préférable d'employer une poulie (cf. certificat d'auteur d'invention URSS nO 600 082, B 66 D 3/08, 1976), comprenant un moyeu à jante dans la gorge de laquelle est placée une garniture mobile réalisée sous forme d'une bande profilée sans fin. Au cours du fonctionnement d'une telle garniture, le cable ne se déplace pas par rapport à elle, mais se déplace avec elle par rapport à la jante de la poulie. Dans ce cas, la surface striée du câble n'use pratiquement pas la garniture. La garniture s'use lentement du c8té de la jante lisse de la poulie, y étant soumise à l'action de pressions unitaires bien plus faibles que celles qui agissent lors de l'usure de la garniture fixe par le cible dans les poulies de guidage à garniture de conception universellement connue décrite plus haut. D'autre part, la réalisation de 'la garniture mobile sous forme d'une bande profilée permet le remplacement rapide de la garniture usée, m8me sans enlèvement du câble de dessus la poulie. Ceci ouvre de grandes possibilités d'utilisation de la garniture mobile dans les palans des sondeuses. L'opération d'extraction de la garniture usée se trouvant dans la jante de la poulie et d'introduction d'une garniture neuve dans la jante de la poulie peut être exécutée lentement par le câble en mouvement.Le travail du monteur consiste, dans ce casw à désunir les bouts de la garniture mobile usée, à engager la garniture neuve sous le câble, du c8té où il s'enroule sur la poulie, puis, une fois la garniture introduite par le câble dans la jante de la poulie, à réunir les bouts de la garniture mobile de manière à boucler celle-ci en anneau sur la jante. Toutefois, par suite de l'apparition de fortes contraintes de contact entre la jante de la poulie et la bande profilée, on observe une usure intense de la garniture, rendant nécessaire l'arr8t des appareils de levage pour son remplacement. Pour accrdttre la fiabilité de la garniture mobile, la bande profilée (cf. certificat d'auteur d'invention URSS n0. 783 210, B 66 D 3/08, 1978) est réalisée à partir d'une bande caoutchoutée dont le côté contactant la jante de la poulie comporte des parties imprégnées de résine époxyde, alternées avec des parties non imprégnées. Toutefois, la garniture mobile sous forme d'une bande caoutchoutée encerclant la poulie sur sa jante, est soumise à des contraintes d'extension dues aux forces centrifuges extérieures à l'arc embrassé sur la poulie par le cable, et par des contraintes d'extension dues à l'action des forces de frottement engendrées par l'allongement élastique du câble sur l'arc embrassé. Ces forces de frottement peuvent atteindre des valeurs importantes. Cela s'explique par le fait que, par suite de la présence de grandes forces d'adhérence entre la garniture et le câble, la garniture est forcée de répéter le mouvement oscillatoire du câble se produisant pendant son allongement élastique et dont l'amplitude peut atteindre 0,5 à 3 mm.Les contraintes d'extension dans le cible et les déformations qui en résultent peuvent atteindre des valeurs critiques pour la garniture, donnant lieu à une déformation résiduelle inadmissiblement élevée de celle-ci. En s'accumulant progressivement suivant la longueur de la garniture, la déformation résiduelle entrain son allongement jusqu'à un tel point qu'elle peut s'échapper de dessous le câble et provoquer un fonctionnement anormal. La garniture, de même que le câble, est immobile par rapport aux parties périphériques de l'arc embrassé, et en même temps, elle se déplace dans le voisinage des points d'enroulement et de déroulement. En conséquence, une partie de la garniture est coincée, tandis que les deux autres effectuent en même temps que le câble un mouvement oscillatoire en s'allongeant et en se racourcissant alternativement et en subissant l'action de contraintes d'extension et de compression, respectivement, qui sont particulièrement dangereuses quand la section droite de la garniture mobile est affaiblie par suite de l'usure.Les contraintes alternées à caractère oscillatoire déterminées par l'allongement élastique du câble peuvent provoquer l'apparition du phénomène de fatigue dans la garniture, d'où un abaissement de la fiabilité de la garniture, ce qui est particulièrement dangereux quand la section droite et la résistance à la traction de la garniture mobile sont affaiblies par suite de son usure. De la sorte, la basse fiabilité de la garniture mobile dans la poulie connue est la conséquence de l'inaptitude du dispositif 4 de cette conception connue d'assumer simultanément et avec la fiabilité voulue deux fonctions, à savoir, celle de protection du câble et de la jante contre l'usure et celle d'élément porteur maintenant la garniture dans la jante de la poulie. On s'est donc proposé de créer une poulie dans laquelle la conception de la garniture mobile permettrait d'accroître la longévité de la poulie et du câble en supprimant le glissement du câble par rapport à la jante de la poulie, en abaissant les contraintes de contact apparaissant entre la surface d'appui de la poulie et les fils du câble d'extraction, en équilibrant les contraintes dynamiques apparaissant dans le brin tendu et le brin mou du câble d'extraction. La solution à ce problème consiste en une poulie comprenant un moyeu, des rayons fixés radialement suivant la circonférence du moyeu, une jante fixée auxdits rayons et une garniture mobile placée librement dans la gorge de la jante suivant une circonférence, cette garniture étant disposée en boucle fermée autour de la jante et se trouvant en contact avec celle-ci suivant l'arc d'enroulement du câble sur la poulie, caractérisée, d'après l'invention, en ce que la garniture mobile est réalisée sous forme d'un anneau flexible sur lequel les éléments de la garniture, profilés suivant la forme de la gorge de la jante, sont fixés avec un certain espacement entre eux. Pour abaisser le coefficient de frottement entre la jante de la poulie et la garniture mobile, il est avantageux que les éléments de la garniture soient réalisés sous forme de coussinets en matériau antifriction, assemblés entre eux par un lien flexible situé hors de la zone de contact desdits coussinets avec la jante de la poulie et le câble pendant toute la période d'usure. Pour compenser l'usure du couple "jante de poulie garniture mobile", il est préférable que le lien flexible soit réalisé sous forme d'éléments élastiques. Afin d'accrottre la sécurité de la garniture au cours de son utilisation, on équipe la poulie d'un cable de sécurité bouclé en anneau, placé librement à l'intérieur des éléments élastiques et des éléments de la garniture. Pour accroitre la fiabilité et la longévité des poulies de chevalements miniers, il est préférable-que le lien flexible soit réalisé sous forme d'un cible entouré d'éléments élastiques dans les espacements entre les coussinets en matériau antifriction. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaitront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels:: - la figure I est une vue en élévation d'une poulie conforme à l'invention; - la figure 2 représente la coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 représente une variante de réalisation de la garniture mobile, en coupe suivant la ligne III-III de la figure 1, d'après l'invention; - la figure 4 représente une variante de réalisation de la garniture mobile sous forme de coussinets en matériau anti-friction, en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3, d'après l'invention; - la figure 5 représente une variante de réalisation du lien flexible sous forme de ressorts en acier, en coupe suivant la ligne V-V de la figure 3, d'après l'invention; - la figure 6 représente une modification de la poulie, en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 1, d'après l'invention;; - la figure 7 montre la structure d'un lien flexible d'éléments de garniture,équipé d'un câble de sécurité, en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 6, d'après l'invention; - la figure 8 représente une modification de la poulie, en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 1, d'après l'invention; - la figure 9 montre la structure d'un lien flexible d'éléments de garniture réalisé sous forme d'un câble, en coupe suivant la ligne IX-IX figure 8, d'après l'invention. La poulie conforme à l'invention comprend un moyeu I (figure 1), des rayons 2 fixés radialement suivant la circonférence du moyeu 1, et une jante 3 fixée aux rayons 2. La jante 3 a une gorge dans laquelle est placée librement, suivant une circonférence, une garniture mobile 4 (figure 2) disposée en boucle fermée sur la jante 3 et contactant celle-ci suivant un arc d'enroulement. La garniture mobile 4 est réalisée sous forme d'un anneau élastique flexible sur lequel sont fixés des éléments 5 (figure 3) de garniture, profilés suivant la forme de la gorge de la jante 3 et assemblés par un lien flexible 6. Les éléments 5 (figure 4) de la garniture sont des coussinets en matériau antifriction, montés avec des espacements 7 et assemblés entre eux par le lien flexible 6, lequel est réalisé sous forme d'éléments élastiques situés hors de la zone de contact des coussinets avec la jante 3 de la poulie et avec le cible 8 pendant toute la période d'usure. Les coussinets en matériau antifriction peuvent être réalisés, par exemple en fibre synthétique connue sous la dénomination commerciale "Capron",avec des éléments élastiques, sous forme de ressorts hélicordaux (figure 5), fixés dans leur masse, lors de leur moulage, par exemple par coulée dans un moule à pression dans un autoclave. Dans la modification de poulie représentée par la figure 6 dans les dessins annexés, la garniture mobile est réalisée sous forme d'un anneau élastique flexible, constitué par des éléments 5 de garniture profilés suivant la forme de la gorge de la jante 3 et assemblés par un lien flexible 6. Les éléments 5 de garniture sont des coussinets en matériau antifriction, montés avec des espacements 7 (figure 4) et assemblés entre eux par le lien flexible 6 (figure 7), qui est réalisé sous forme de ressorts précontraints en extension de façon qu'ils puissent compenser l'usure radiale des coussinets en se contractant d'une valeur correspondant à la déformation de précontrainte. Les ressorts sont fixés dans la masse des coussinets hors de la zone de leur usure. A l'intérieur des ressorts est librement placé un câble de sécurité 9 bouclé en anneau. Dans la modification de poulie, représentée par la figure 8 dans les dessins annexés, la garniture mobile est réalisée sous forme d'un anneau élastique flexible, constitué par des éléments 5 de garniture profilés suivant la forme de la gorge de la jante 3 et assemblés par un lien flexible 6. Les éléments 5 (figure 4) de garniture sont des coussinets en matériau antifriction, montés avec des espacements 7 et assemblés entre eux par le lien flexible 6 (figure 9), qui est réalisé sous forme de câbles 10 et 11. Dans les espacements 7, entre les coussinets, les câbles 10 et Il sont entourés par des éléments élastiques 12 précontraints en compression, réalisés, par exemple, sous la forme de ressorts de compression ou de fourrures en caoutchouc. La poulie fonctionne de la façon suivante. Pendant la rotation, les ressorts hélicoldaux du lien flexible 6 (figure 5) se contractent peu à peu d'une valeur correspondant à la déformation de précontrainte et, de la sorte, compensent l'usure du couple : "jante de poulie garniture mobile". Au cours de cette contraction, la surface de contact entre les coussinets de matériau antifriction et la jante 3(figure 3) reste constante. En cas de rupture de l'un des ressorts hélicoldaux (figure 5), la garniture mobile 4 (figure 2) sera maintenue par le câble 9 (figure 7) de sécurité. L'éventualité d'un échappement de la garniture 4 (figure 2) hors de la jante 3 de la poulie est donc tout à fait exclue. Au cours de l'utilisation de la garniture mobile 4 (figure 2), les coussinets profilés s'usent du c8té où ils contactent la jante 3 de la poulie. Toutefois, cette usure ne détériore pas le portage de la garniture mobile 4 sur la jante 3 de la poulie, car elle est componsée par le retour à leur état initial des éléments élastiques 12 (figure 9) précontraints, placés entre les coussinets profilés. La réalisation de la garniture mobile 4 (figure 2) sous forme d'un anneau élastique flexible, par exemple en caoutchouc, prévient l'apparition d'une déformation résiduelle de la garniture, ce qui, à son tour, exclut son allongement inadmissible et, par conséquent, les obliquités de la garniture mobile 4 et son échappement de dessous le câble 8 (figure 3) qui en résultent. Les éléments 5 de garniture, profilés suivant la forme de la jante 3 et fixés sur l'anneau avec des espacements 7 préviennent l'usure de l'anneau, tant du côté du câble 8 que du c8té de la jante 3 de la poulie. La réalisation de la garniture mobile 4 (figure 2) sous forme de coussinets en matériau antifriction prévient l'usure réciproque rapide des coussinets et de la jante 3 de la poulie d'un côté, et l'usure réciproque rapide des coussinets et du câble 8, de l'autre côté. La disposition du lien flexible 6 (figure 3) hors de la zone de contact des coussinets avec la jante 3 de la poulie et le câble 8 pendant toute la période d'usure garantit la retenue fiable des coussinets dans la jante 3 de la poulie pendant toute leur durée de service. La réalisation du lien flexible 6 (figure 5) sous forme d'éléments élastiques permet le mouvement oscillatoire des éléments 5 de garniture par rapport à la jante 3 (figure 3) de la poulie, conjointement avec le câble 8. Cela prévient les mouvements du câble 8 par rapport aux éléments 5 de garniture et l'usure intense de ces éléments 5 qui en résulterait, usure qui serait aggravée par les fortes contraintes de contact agissant entre le câble 8 et les éléments 5 de garniture. D'autre part, le mouvement des éléments 5 de garniture en commun avec le cible 8. par rapport à la jante 3 de la poulie ne provoque qu'une usure minimale des éléments 5 de garniture.Cela s'explique par le fait que les éléments 5 de garniture ont une grande portée sur la jante 3 et leur mouvement sur la jante 3 s'effectue avec des pressions unitaires qui sont bien plus faibles que celles agissant, par exemple, dans les poulies de conception connue très répandues, dans lesquelles le câble 8 est soit en contact direct avec la jante, soit en contact avec des éléments 5 de garniture montés fixes sur la jante de la poulie. En outre, la précontrainte des éléments élastiques assure la compensation de l'usure des éléments 5 de garniture du côté de la jante 3 de la poulie.Quand une garniture mobile 4 (figure 2) neuve est posée sur la poulie, les éléments élastiques 12 (figure 9) sont précontraints en extension, puis, au fur et à mesure de l'usure des éléments 5 de garniture du côté de la jante 3 (figure 9), les éléments élastiques 12(figure 9) se contractent progressivement. De la sorte, malgré l'usure des éléments 5 de garniture, leur portage intime sur la jante 3 (figure 3) ne statère pas, et, par conséquent, toute obliquité ou rupture des éléments 5 sous le cable 8 est exclue. La mise en place d'un câble 9 de sécurité, bouclé en anneau, à 1'intérieur des éléments élastiques et des éléments 5 de garniture, accroît la fiabilité de la garniture mobile 4, car elle prévient l'échappement des éléments 5 de garniture hors de la jante 3 en cas de rupture accidentelle d'éléments élastiques ou d'éléments de garniture. REVENDICATIONS 1. Poulie comprenant unmoyeu (1), des rayons (2) fixés radialement suivant la ciraonférence du moyeu (1), une jante (3) fixée auxdits rayons (2), et une garniture mobile (4) placée librement dans la gorge de la jante (3) suivant sa circonférence, cette garniture (4) étant disposée en boucle fermée autour de la jante (3) en étant en contact avec elle suivant l'arc d'enroulement d'un câble (8) sur la poulie, caractérisée en ce que la garniture mobile (4) est réalisée sous forme diun anneau élastique flexible sur lequel des éléments (5) de garniture, profilés suivant la forme de la gorge de la jante (3), sont fixés avec des espacements (7) entre eux. 2. Poulie selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de la garniture sont réalisés sous forme de coussinets en matériau antifriction, assemblés entre eux par un lien flexible (6) situé hors de la zone de contact des coussinets en matériau antifriction avec la jante (3) de la poulie et avec le câble (8) pendant toute la période d'usure. 3. Poulie selon la revendication 2, caractérisée ce que le lien flexible (6) est réalisé sous forme d'éléments élastiques. 4. Poulie selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un câble (9) de sécurité bouclé en anneau et placé librement à l'intérieur des éléments élastiques du lien flexible (6) et des éléments (5) de la garniture. 5. Poulie selon la revendication 2, caractérisée en ce que le lien flexible (6)est réalisé sous forme d'un câble (10, 11) entouré pardes éléments élastiques (12) dans les espacements (7) entre les coussinets en matériau antifri ction .