Brevet FR2548150A1 — publié le 19850104

L'invention a trait à des mécanismes d'entraînement dans lesquels un élément souple passe sur la surface d'un rouleau ou galet à friction, ce qui modifie la direction du déplacement de l'élément souple Plus particulièrement, la présente invention a trait à de tels dispositifs d'entraînement dans lesquels l'élément souple est magnétique En particulier, la présente invention a trait à des dispositifs transporteurs dans lesquels une courroie ou un câble souple magnétique porte contre des rouleaux à 10 friction en une relation menant/mené. On connaît bien des dispositifs transporteurs dans lesquels un rouleau à friction porte contre un élément flexible en une relation menant/mené Typiquement, l'élément souple est sous forme de courroie ou de cordage Très sou15 vent, le rouleau à friction est formé d'une substance métallique ou d'une substance élastomère ayant un haut pouvoir de résistance à l'abrasion. Souvent, de tels dispositifs transporteurs trouvent des applications dans des appareils dans lesquels le rouleau 20 à friction est entraîné pour imprimer un mouvement à l'élément souple quand celui-ci entre en contact frottant avec lui Par exemple, dans un long dispositif transporteur, un ou plusieurs cordages ou câbles peuvent contourner un tambour entraîné et supporter une courroie de transport. Dans un appareil de levage, l'objet à soulever est typiquement porté par un cordage contournant un certain nombre de poulies et portant contre un tambour ou un treuil mené. Dans de telles applications, les cordages sont généralement formés d'une substance métallique telle qu'acier et sont le plus souvent appelés câbles Typiquement, de tels câbles ou cordages sont dotés de propriétés magnétiques notables. Dans de tels dispositifs de transport,il s'établit entre le rouleau à friction et le câble ou cordage une interaction d'entraînement résultant du contact frottant 35 entre ces deux éléments Un tel contact frottant provoque typiquement une usure tant du cordage que du rouleau à friction L'usure par frottement exige typiquement un remplacement plus fréquent des cordages et/ou du rouleau, ce dont découlent de gros frais d'entretien Lorsqu'on augmente la tension appliquée à un cordage ou câble d'un tel dispositif en vue de réduire le patinage au point de conct frottant entre le cordage et le rouleau à friction, le temps de service du cordage ou câble s'en trouve généralement réduit. Un dispositif transporteur permettant de maintenir un contact d'entrainement renforcé entre l'élément 10 souple et le rouleau & friction, tout en supprimant la nêcessité de maintenir l'élément souple sous tension assez élevée pourrait être largement utilisé dans la fabrication de mécanismes transporteurs. La présente invention fournit un procédé de renfor5 cer Ont du contact entre un rouleau à friction et un élément souple en contact avec le rouleau Afin de convenir pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, les él mnts souples do ivent être de nature magnétique Typiquement, dans la mise en oeuvre de la présente invention, le contact entre un rouleau à friction et un élément magnétique souple provoque un changement de la direction de mouvement de 1 'iélément magnétique souple. Dans la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, on applique une série de sections arquées sur 25 la surface externe du rouleau à friction Les sections larqu 4 es comportent au moins une bobine génératrice de champ électromagnétique Comme dans des applications types, l'élément magnétique souple ne porte pas contre tout le pourtour du rouleau à friction, un élément détecteur peut 30 être prévu pour déceler celles des sections arquées que touche l'élément magnétique souple Pour celles des sections arques qui sont en contact avec l'élément magnétique à friction, on utilise une source de courant électrique pour exciter la bobine génératrice de champ électromagnétique afin qu'elle engendre un champ magnétique de configuration voulue pour attirer l'élément magnétique souple sur le rouleau. 3 2 5 4 8 1 5 0 Selon les modes préférés de mise en oeuvre de la présente invention, l'élément magnétique souple est un cordage ou câble en une substance magnétique telle qu'acier et les sections arquées présentent une gouttière de confi5 guration voulue pour recevoir le cordage ou câble La bobine génératrice de champ électromagnétique est disposée avec encastrement dans la section arquée et présente un axe longitudinal disposé parallèlement à l'axe longitudinal de la gouttière Les gouttières des sections arquées sont alignées 10 pour faciliter le passage sans à- coup du cordage ou câble d'une section arquée à la section arquée voisine. Dans des réalisations très préférées de l'invention, on excite la bobine génératrice de champ électromagnétique en prévoyant d'abord un courant électrique à faible tension et un circuit générateur d'impulsions Il est prévu une interconnexion électrique entre les bobines, commandée par thyristor (SCR), et une source de tension du secteur destinée à être déclenchée par le circuit générateur d'impulsions, ainsi qu'un circuit résistance-capacité monté 20 en pont entre la bobine et une branche de la tension du secteur Quand le courant électrique à faible tension parvient au circuit générateur d'impulsions, son passage amène les thyristors à alimenter les bobines en courant électrique du secteur. Dans un rouleau à friction présentant une surface de friction extérieure et une surface inférieure et comportant une surface portante, la présente invention fournit le perfectionnement consistant à prévoir une série de sections arquées appliquées et fixées autour de la surface 30 extérieure du rouleau à friction Le rouleau à friction comporte un moyen assurant la transmission de courant électrique aux sections arquées pendant qu'il adhère à la surface externe du rouleau à friction Chaque section arquée comporte généralement une bobine génératrice de champs élec35 tromagnétiques, placée au-dessous de la section arquée ou encastrée à l'intérieur de celle-ci, la bobine présentant un axe longitudinal configuré en sorte que, quand la bobine génératrice de champ magnétique est excitée, l'élémeot souple métallique est attiré contre le rouleau a friction. Les sections arquées comportent un moyen pour déceler la proximité de l'élément souple métallique et pour transmettre du courant électrique à travers la bobine quand l'élément souple est en contact avec la section arquée considérée. Dans certaines réalisations préférées, la section arquée comporte au moins une gouttière ménagée dans sa surface extérieure, la gouttière étant configurée pour rece10 voir l'élément métallique souple, généralement câble ou cordage L'axe longitudinal de la bobine génératrice de champ magnétique est, de préférence, orienté parallèlement à la gouttière Les sections arquées sont disposées sur les rouleaux à friction de façon que les gouttières soient 15 alignées pour permettre le passage sans à-coup du câble ou cordage d'une section arquée à la section arquée voisine. Typiquement, le rouleau à friction est une poulie, un tambour, un tambour de treuil ou un élément d'entrainement de transporteur. De préférence, les moyens prévus pour transmettre le courant électrique à travers les bobines génératrices de champ magnétique sont généralement de la nature de semiconducteurs pour permettre un long temps de service Typiquement, on utilise un circuit à faible tension pour déclen25 cher l'application de courant électrique du secteur aux bobines génératrices de champ magnétique Une réalisation préférée de tels systèmes à faible tension comporte un interrupteur a effet de proximité pour déceler la présence de-l'élément magnétique souple, tout près de la section 30 arquée et des redresseurs à semi-conducteurs tels que thyristors (SCR) pour l'application de courant électrique aux bobines génératrices de champ magnétique. Les caractéristiques et avantages ci-dessus de l'invention, ainsi que d'autres, apparaîtront mieux à la 35 lecture de la description donnée ci-dessous du meilleur 9 ge l'invention mode de réalisation en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en bout d'un rouleau à friction, réalisé selon l'invention. la figure 2 est une vue de champ d'un rouleau & friction réalisé selon l'invention. la figure 3 est une vue en perspective d'une section arquée suivant la présente invention. la figure 4 est un schéma d'un circuit d'alimentation électrique pour l'excitation des bobines génératrices de champ magnétique. La présente invention fournit un montage de rouleau & friction perfectionné, destiné à retenir des éléments souples entraînant le rouleau à friction ou entraînés par lui, quand ces éléments souples sont nettement soumis à l'action d'un champ magnétique Tel qu'utilisé ici, le 15 mot 'rouleau' à friction désigne tout organe cylindrique destiné & entrer en contact frottant avec un élément souple tel que courroie, câble ou cordage de façon à modifier le sens de déplacement de l'élément souple par interaction & frottement entre l'élément souple et le rouleau à friction. 20 Typiquement, un rouleau à friction auquel on pourrait appliquer la présente invention pourrait être une poulie, un tambour tel que tambour de treuil, tambour à câble, tambour de transporteur ou tambour de support; des rouleaux ou galets fous ou directionnels; ou un accumulateur. Par 'élément souple",on entend ici une courroie, un câble ou cordage souple doté de propriétés magnétiques ou susceptible d'être attiré par des champs magnétiques et utilisé pour entraîner un rouleau à friction ou pour être entraîné par un rouleau à friction Typiquement, on emploie de tels éléments souples pour entraîner des rouleaux, tambours et analogues ou pour entraîner des courroies et autres structures souples tout en les supportant Typiquement, de tels éléments souples sont en acier ou autres substances métalliques, mais ils peuvent aussi être réalisés en un élastomère comportant une charge susceptible d'attraction par un champ magnétique Par exemple, de tels éléments flexibles peuvent être réalisés en caoutchouc et autres élastomères charges de particules contenant du fer De plus, il n'est pas nécessaire qu'un câble, un cordage ou une corroie formant un élément souple soit entièrement forai *de atiére magnétique Typiquement, par exemple des ciblaes r 5 peuv nt être formes d'une pluralité de brins métalliques entourant un toron central en fibres textiles Des éléimnts r' souples classiques convenant pour servir & la aise en oeuvre de La présente invention sont bien connus dans le domaine de la fabrication de courroies en tissu, de cordages et de 4 bîes. Les rouleaux & friction servant a la mise en oeuvre de la presente invention peuvent être: a) des rouleaux fous, c'est-a-dire non entraînés, n'exécutant aucun travail par suite de Ieur franchissement par l'élément souple b) t rueaux entraînés, c'est-a-dire des rouleaux en co ctmote ur avec les-éléments souples g et c) des roultaux friction menés, qui sont entrainés par l'élaet ", Jsouple les franchissant, le rouleau mené comportant généralement des moyens d'utilisation de l'énergie transmise de 1 'ê Z ent souple au rouleau mené On peut utiliser tous rouleauxmens, menants ou fous sans sortir du cadre de *"j' la pr Bente invention De préférence, toutefois, on associe i la pi ésente invention a des rouleaux menés ou menants. uil Xt 1 En se référant aux dessins, la figure 1 est une 25 uea pla de dessus d'un rouleau type selon la présente :eation Le rouleau, désigné par la référence générale 11, c orte des éléments arqués 12 disposés sur son pour.4 t awe élément arqué 12 présente une surface exté" Z |rie 3 regardant dans le mime sens que les surfaces extqrnes 14 du rouleau 11 Le rouleau comporte aussi une surf He intérieure désignée par la référence 15 et dont 'yun e lpartie au moins agit en surface portante pour supporter e le oul eau En variante, on peut prévoir une surface por-1 t ante distincte (non représentee). i 1 35 U Une source de courant électrique 29 est reliée aux " 'setoosi arquées 12 On se réfère à la figure 2; le courant de l source 29 peut arriver de toute manière convenable ou classique, mais arrive typiquement au rouleau a friction 11 au moyen d'un ensemble bien connu de bague collectrice et de frotteur désigné par la référence générale 30 On notera toutefois qu'on peut employer à la mise en oeuvre de la présente invention, tous moyens convenables ou classiques pour la transmission de courant électrique d'une source au rouleau à friction tournant 11 Le courant électrique alimentant le rouleau à friction peut être du courant, soit alternatif, soit continu et peut être de 10 toute tension appropriée. Un cordage ou câble 20 contourne le rouleau à friction 11, portant contre lui depuis un point indiqué en C jusqu'en un point indiqué en B Le câble 20 est typiquement en un matériau magnétique tel qu'acier On le conçoit, 15 il est seulement nécessaire que le câble 20 soit attiré sur le tambour à friction 11 sur l'arc situé entre les références alphabétiques B et C. Sur la figure 3, on voit que chaque section arquée 12 présente une série de gouttières 34 séparées par des 20 crêtes 35 Les gouttières 34 sont configurées de façon à recevoir sans jeu le câble métallique 20 Les gouttières 34 et les crêtes 35 agissent comme représenté sur la figure 2 pour assurer le passage sans à-coup du câble 20 d'une section arquée à une section voisine pendant que le câble 25 contourne le rouleau à friction 10 En se reportant encore à la figure 3, on voit que l'alimentation électrique rejoint la section arquée par des bornes 36, 37. La section arquée 12 comporte une série de bobines génératrices de champ magnétique 39 interconnectées en série avec la borne électrique 37 Ces bobines génératrices de champ sont de préférence encastrées dans les sections arquées et présentent chacune un axe longitudinal (non représenté) parallèle à l'axe longitudinal (non représenté) d'une gouttière 34 correspondante Il est préférable que 35 les bobines 39 soient dans l'ensemble placées à mi-chemin entre les gouttières 34 Toutefois quand, par exemple, la section arquée présente simplement une seule gouttière plate destinée a recevoir une courroie large, d'autres dispositions des bobines peuvent être souhaitables Les bobines sont reliées & l'autre borne électrique 36 par l'intermédiaire d'un dispositif de commande électrique désigné par la référence générale 42. On se réfère à la figure 4, qui représente schématiquement le montage de commande électrique, lequel comporte un transformateur convenable classique 43, un interrupteur a effet de proximité 44, un circuit générateur d'impulsions 10 45, une liaison résistance-capacité 46 et deux diodes contrôlées (SCR) 47, aussi souvent appelées thyristors, ainsi que les liaisons électriques désignées par la référence générale 48, de nature convenable ou classique bien connue, de jonction du thyristor avec le circuit générateur 15 d'impulsions Dans le montage électrique schématisé sur la figure 4, on utilise un courant de faible tension pouvant être interrompu par l'interrupteur & effet de proximité 44 pour exciter le circuit générateur d'impulsions 45 Le circuit générateur d'impulsions 45 provoque le passage, 20 dans le circuit de déclenchement de thyristors 48, d'un courant induit qui assure l'ouverture des grilles des thyristors 47 et permet le passage de courant électrique à travers les bobines magnétiques 39 Le circuit résistancecapacité 46 sert à protéger les thyristors contre les hautes 25 tensions pouvant apparaître quand le champ magnétique disparaît autour des bobines magnétiques lorsque le courant électrique cesse de passer dans celles-ci. L'interrupteur & effet de proximité peut être de tout type convenable ou classique conçu pour déceler la présence du câble 20 afin d'amorcer le passage de courant électrique à travers le circuit générateur d'impulsions et d'utiliser ainsi les thyristors 47 pour amorcer le passage d'électricité dans les bobines magnétiques Il semble clair que, lorsque l'interrupteur à effet de proximi35 té 44 est capable d'agir sur une tension élevée telle que celle du courant du secteur, la nécessité d'une commande de tension réduite se trouve supprimée et que les bobines magnétiques 39 peuvent être montées en série avec un interrupteur à effet de proximité 44 entre les branches des lignes d'alimentation électrique En variante, on peut amener l'interrupteur à effet de proximité, agissant sur une tension faible, à déclencher un relais ou un solénoïde qui peut ensuite faire passer directement l'électricité, entre les branches de la ligne d'alimentation électrique, à travers les bobines magnétiques. Dans la mise en oeuvre de la présente invention, 10 l'effet désiré est l'amorçage du passage de courant électrique à travers les bobines magnétiques d'une section arquée lorsque le câble 20 entre en contact avec cette section arquée et par là, avec le rouleau à friction 11 et tout moyen convenable ou classique d'établissement d'un 15 tel champ magnétique semble acceptable dans la mise en oeuvre de la présente invention. Les sections arquées 12 peuvent être en tout matériau convenable ou classique Lorsqu'elles sont en une substance métallique conductrice de l'électricité, il importe que les bobine 39 et le câblage associé soient électriquement isolés de la section arquée afin d'éviter des courtscircuits De même, les bornes électriques 36, 37 doivent être montées sur la section arquée 12, avec une isolation. En variante, la section arquée 12 peut être en une matière plastique élastomère ou thermodurcissable De telles matières sont bien connues dans le domaine de la conception de transporteurs et offrent, dans de nombreux cas, l'avantage supplémentaire d'être relativement non conductrices 30 de l'électricité Lorsqu'on emploie de telles matières élastomères ou thermodurcissables, il est souvent inutile de prévoir une isolation entre les bobines génératrices de champ magnétique et les sections arquées 12. De préférence, la commande électrique 42 est assez 35 miniaturisée pour qu'on puisse la réaliser directement à l'intérieur de la section arquée Il est particulièrement souhaitable d'éviter les pièces mécaniques dans la réalisa- 2548150: tion d'un tel circuit de commande 42 et d'avoir recours exclusie ment & des composants semi-conducteurs En particulier, des composants semiconducteurs offrent l'avantage d' iviter 1 'usure mécanique; en effet, dans des applications t sypo le rouleau a friction 11 peut tourner a une vitesse qui provoquerait rapidement une usure nuisible de toute j" e spèce de composants mécaniques. Quand les bobines génératrices de champ magnétique soet excitées, le câble contournant le rouleau & friction 11 du point C au point B et soumis & l'effet du champ magnét 1 e est attiré contre le rouleau, ce qui renforce le frotte.nt de coopération entre les sections arquées 12 et le rouleau 11, d'une part, et le câble 20 d'autre part De ce fait, il apparalt moins de patinage entre le rouleau & friction 11 et le câble 20 pendant que le câble franchit r 'r le rouleau sans qu'il soit nécessaire de tendre le câble au point de lui faire subir des efforts nuisibles. Bien qu'on ait illustre et décrit en détail une réalisation préférée, il est clair qu'on pourra apporter 4 celle-ci diverses modifications et variantes sans sortir potur autant du cadre de 1 'invention. * d REVENDICATIONS 1 Rouleau & friction présentant une surface de friction extérieure et une surface intérieure et comportant une surface portante, caractérisé en ce que: a) une série de sections arquées ( 12) sont disposées et fixées autour du rouleau & friction, chaque section arquée présentant au moins une gouttière ( 34) située sur une surface de région arquée opposée à la surface interne ( 15) du rouleau; b) la gouttière est configurée pour recevoir un cordage ( 20) ayant des propriétés magnétiques et est alignée avec les gouttières semblables de sections arquées voisines pour que le cordage passe sans à-coup d'une section arquée à la suivante; c) le rouleau à friction comporte un moyen de transmission de courant électrique aux sections arquées; et d) les sections arquées comportent: i) une bobine génératrice de champ magnétique ( 39) encastrée sous la gouttière, l'axe longitudinal de la bobine étant parallèle 20 à l'axe longitudinal de la gouttière; ii) un moyen propre à déceler la proximité entre le cordage ( 20) et la gouttière ( 34) et à faire passer du courant électrique à travers la bobine quand le cordage est en contact avec la section arquée. 2 Rouleau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de transmission de courant électrique est un ensemble frotteur-bague collectrice ( 30). OU 2 3 Rouleau selon la revendication ô, caractérisé en ce que le moyen de détection et de transmission de courant comporte une source de tension réduite ( 43), un circuit générateur d'impulsions ( 45); un interrupteur à effet de proximité ( 44) destiné à interrompre le passage de courant électrique de la source de tension au circuit générateur d'impulsions quand le cordage n'est pas en contact avec la section arquée, un circuit de thyristors ( 47) déclenché par le circuit générateur d'impulsions pour faire parvenir du courant électrique à la bobine généra- 2548150; trice de champ électromagnétique ( 39) et un circuit résistance-capacité ( 46) monté en pont entre les bobines et une branche de l'alimentation électrique. 4 Rouleau à friction présentant une surface de friction extérieure et une surface intérieure et comportant une surface portante, le rouleau portant à frottement en tournant contre un élément magnétique souple de sorte que la direction de mouvement de cet élément est modifiée par contact avec le rouleau, caractérisé en ce qu'il comprend une série de sections arquées ( 12) placées et fixées autour de lui, le rouleau à friction ( 11) comportant des moyens de transmission de courant électrique aux sections arquées; les sections arquées comportant: i) une bobine génératrice de champ électromagnétique ( 39) encastrée sous la gout15 tière ( 34), l'axe longitudinal de la bobine étant parallèle & l'axe longitudinal de la gouttière; ii) des moyens assurant la transmission de courant électrique & travers la bobine quand l'élément souple ( 20) est en contact avec la section arquée ( 12). 5 Rouleau selon l'une quelconque des revendications 1 a 3 et 8, caractérisé en ce qu'il constitue une poulie, un tambour, un rouleau fou, un tambour de treuil ou un tambour de transporteur quelconque 6 Rouleau selon l'une/des revendications 1 a 5, 25 caractérisé en ce qu'il est entraîné en rotation. 7 Procédé de renforcement du contact entre la surface extérieure d'un rouleau ( 11) d'entraînement & friction et un élément souple magnétique ( 20) qui entre en contact frottant avec cette surface extérieure en changeant de 30 direction de mouvement, caractérisé en ce que: a) on fixe à la surface externe du rouleau une pluralité de sections arquées ( 12), les sections arquées comportant au moins une bobine génératrice de champ électromagnétique ( 39); b) on décèle les positions angulaires du rouleau ( 11) dans lesquelles l'élément souple et le rouleau sont en contact et c) on prévoit une source de courant électrique et l'on excite la bobine quand le rouleau ( 11) et l'élément ( 20) sont en contact pour engendrer un champ magnétique configuré de façon à attirer l'élément magnétique sur le rouleau. 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément magnétique souple ( 20) est un cordage et en ce que les sections arquées ( 12) présentent chacune une gouttière ( 34) configurée pour recevoir le cordage ( 20), 10 la bobine ( 39) étant encastrée dans la section arquée et son axe longitudinal étant parallèle a l'axe longitudinal de la gouttière et en ce qu'on aligne les gouttières des sections arquées pour faciliter le passage sans à-coup du câble d'une section arquée à la section arquée voisine. 9 Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que, pour exciter la bobine, on prévoit un courant électrique à tension faible et un circuit générateur d'impulsions; on prévoit un thyristor agencé pour se déclencher grâce à une liaison avec le circuit générateur 20 d'impulsions et commandant une liaison électrique entre les bobines et la tension électrique du secteur et un circuit résistance-capacité monté en pont entre la bobine et une branche de l'alimentation secteur; et l'on fait alimenter par le courant électrique à tension faible le circuit générateur d'impulsions de sorte que le thyristor soit amené à appliquer le courant électrique du secteur aux bobines. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel le rouleau à friction est une poulie, un rouleau 30 fou, un tambour, un tambour de treuil ou un tambour de transporteur, caractérisé en ce qu'il comporte l'entraînement en rotation du rouleau.