Brevet FR2557865A1 — publié le 19850712

La présente invention concerne les machines d'ex- traction de mines comportant un tambour de treuil soli- daire d'un arbre moteur, un tambour monté fou sur cet arbre et un embrayage à dents permettant de rendre le tambour fou solidaire en rotation de l'arbre moteur. Sur chaque tambour s'enroule un câble qui supporte une cage, les sens d'enroulement des câbles sur les tambours res- pectifs étant inverses de sorte que lorsqu'une cage monte l'autre descend et lorsqu'une cage est au jour l'autre est au fond. Lorsqu'on désire modifier les positions en hauteur relatives des deux cages, par exemple pour atteindre une plus grande profondeur, on désolidarise les deux tambours et après avoir bloqué l'un d'eux on fait tourner l'autre tambour pour amener la cage correspondante au niveau voulu, puis on solidarise à nouveau les deux tambours au moyen de l'embrayage. Dans toutes les machines de ce type actuellement en service, cette série d'opérations est commandée manuelle- ment par un opérateur placé près du treuil. Dans le brevet français 82.10851 on a proposé un dis- positif permettant de commander ces opérations à distance et muni de moyens pour amener automatiquement les organes de l'embrayage, liés respectivement à l'arbre moteur et au tambour fou, dans des positions relatives telles que leur accouplement soit possible. Ces moyens comprennent plusieurs doigts dispos6s radialement sur un support soli- daire de l'arbre ou du tambour fou et aptes à coopérer avec une couronne crantée solidaire du tambour fou ou de l'arbre, respectivement. Ce mécanisme est relativement compliqué et, par conséquent, coûteux et sa fiabilité peut être mise en cause par le matage des doigts et/ou des crans. Le but de la présente invention est d'apporter au problème posé par le réglage des positions relatives des cages des machines d'extraction de mines une solution originale permettant la commande à distance des op6rations n6cessaires et faisant appel à du mat6riel plus simple et - 2 - 2557865 moins coûteux que les systèmes mécaniques connus et qui reste fiable dans le temps. Conformément à la présente invention, après avoir bloqué le tambour fou et désaccouplé les deux tambours, on fait tourner le tambour solidaire de l'arbre moteur pour amener la cage au niveau choisi, en comptant le nom- bre d'impulsions émises par un premier codeur rotatif ac- couplé à ce tambour et émettant M x N impulsions par tour du tambour, M étant tel que ME>, N étant le nombre N' de dents des organes de l'embrayage et ú le jeu angulaire entre les dents des deux organes lorsqu'elles sont en prise, on calcule le nombre M'4 M d'impulsions correspon- dant au décalage angulaire des dents des deux organes de l'embrayage en fin de rotation du tambour, on fait tourner le tambour fou dans le même sens que l'autre tambour, qui est alors bloqué, en comptant le nombre d'impulsions émises pendant cette rotation par un second codeur rotatif accou- plé au tambour fou et émettant M x N impulsions par tour du tambour, on arrête la rotation de ce dernier lorsque le nombre d'impulsions émises par le second codeur est égal au nombre d'impulsions calculé M' et on commande l'embrayage pour accoupler les deux tambours. Le premier codeur peut être accouplé directement à l'arbre moteur. Le second codeur pourra être monté sur un arbre lié cinématiquement à un organe d'entraînement pou- vant être accouplé au tambour fou pour le faire tourner. Cet organe d'entraînement peut être constitué par un chariot déplaçable sur un chemin en arc de cercle concentrique au tambour fou et muni de pinces de serrage par l'intermédiaire desquelles il peut être rendu solidaire de ce dernier. Etant donné que la course de ce chariot sera toujours fai- ble, on pourra utiliser un vérin pour le déplacer. L'arbre auquel est accouplé le second codeur pourra être entraîné en rotation au moyen d'une chaine dont une extrémité sera liée au chariot, qui passera sur un pignon solidaire de cet arbre et sera tendue par un ressort ou un contre-poids accroché à son autre extrémité. La description qui suit se réfère aux dessins qui 3- l'accompagnent et montrent, à titre d'exemple non-limita- tif, un mode de réalisation de l'invention. Sur ces des- sins: La figure 1 est une vue de dessus d'un treuil de machine d'extraction de mine équipé du dispositif selon l'invention; La figure 2 est une vue en élévation du treuil; et La figure 3 est une coupe montrant les détails de l'embrayage du treuil. Sur les figures le repère 1 désigne le chassis d'un treuil qui comprend un tambour 2 solidaire d'un arbre horizontal 4 et un tambour 3 monté fou sur cet arbre. L'ar- bre 4 est support6 à une de ses extrémités par un palier 5 et à son autre extrémité par des paliers incorporés à un r6ducteur 9 à roue et vis tangente dont l'arbre d'entrée est accouplé à un moteur 6; la roue du réducteur est solidaire de l'arbre 4. A chaque tambour est associé un système de freinage 10 constitué par des patins disposés de part et d'autre d'un anneau plat il solidaire du tambour et mont6s sur un sup- port fixé au chassis 1, et un dispositif hydraulique per- mettant d'appliquer les patins sur les faces apposées de l'anneau avec une force suffisante pour empêcher le tam- bour de tourner. Le tambour fou 3 peut être rendu solidaire de l'ar- bre 4 au moyen d'un embrayage constitué par un manchon 12 clavet6 sur l'arbre et muni à son extrémité adjacente au tambour 3 de dents régulièrement réparties sur sa péri- phérie et par un anneau 13 solidaire en rotation du tam- bour et muni d'une denture intérieure en prise avec les dents du manchon 12. L'anneau 13 est fix6 sur un second manchon 14 pouvant coulisser axialement sur le manchon 12 et est muni d'oreilles 15 maintenues entre des butées 16 formant glissières fixées sur le tambour, ce qui permet de le d6placer entre une première position o ses dents sont en prise avec celles du manchon 12, le tambour fou étant alors solidaire en rotation de l'arbre 4, et une seconde position oi ses dents sont dégagées de celles du -4- manchon 12, le tambour fou étant alors désolidarisé de l'arbre. Pour commander l'embrayage on utilise deux vé- rins 17 accrochés au chassis et à un plateau 18 monté, par l'intermédiaire d'un roulement à billes sur le man- chon 14. Un goujon 19 solidaire du plateau 18 et coulis- sant dans une bague fixée sur le chassis interdit la rotation du plateau. Pour modifier les positions en hauteur relatives des cages accrochées aux câbles enroulés sur les tambours, on fait tourner le tambour 2 au moyen du moteur 6, après avoir bloqué le tambour 3, au moyen du système de frei- nage 10 qui lui est associé, et désaccouplé les deux tam- bours en dégageant les dents de l'anneau 13 de celles du manchon 12. Après réglage, il faut accoupler à nouveau les tam- bours 2 et 3, au moyen de l'embrayage, mais pour cela il est nécessaire que les dents de l'anneau 13 se trouvent exactement en face des intervalles entre les dents du manchon 12. Cela n'est généralement pas le cas et il faut faire tourner le tambour fou pour réaliser cette coinci- dence. La rotation du tambour fou en vue du positionnement correct des dents de l'anneau 13 par rapport à celle du manchon 12 est commandée par un vérin 20 déplaçant un cha- riot 21 roulant sur un chemin en arc de cercle concentrique au tambour 3 et portant un système de freinage 22 analogue au système 10; lorsque les patins du système de freina- ge 22 sont serrés sur l'anneau 11, le déplacement du chariot provoque la rotation du tambour. Conformément à l'invention, le tambour fou est amené automatiquement dans la position permettant l'accouplement du manchon 12 et de l'anneau 13. Les moyens utilisés à cette fin comportent essentiellement deux codeurs rotatifs émettant des impulsions dont les nombres sont proportionnels aux angles de rotation des tambours 2 et 3, respectivement, deux compteurs dénombrant les impulsions émises par les codeurs respectifs et un dispositif comparant les indica- tions de deux compteurs. L'un des codeurs 23 est accouplé directement à l'ar- bre 4. Il émet à chaque tour un nombre d'impulsions égal à M x N, N étant le nombre de dents du manchon 12 et de l'anneau 13 de l'embrayage et M étant un entier dont la valeur dépend de la précision requise pour le positionne- ment des organes de l'embrayage et, par conséquent, du jeu ú existant entre les dents de ces organes quand ils sont accouplés; il doit être tel que ME> 2 N. A chaque tour, le codeur émet un signal qui permet la remise à zéro du compteur qui lui est associé. Le second codeur 24 est accouplé au chariot 21 par une chaine 25 dont une extrémité est liée à ce dernier, qui passe sur un pignon 26 monté sur l'arbre du codeur et qui est endue par un contrepoids 27 accroché à son autre extrémité. Le diamètre du pignon est tel qu'il effectue un tour complet lorsque le tambour fou, entrai- né par le chariot 21, tourne d'un angle égal à--. A chaque tour le codeur 24 émet M impulsions. Les codeurs 23 et 24 peuvent être, par exemple, des codeurs optiques. Avant chaque réglage de la position des cages, les compteurs associés aux codeurs 23 et 24 sont mis à zéro. Pendant la rotation du tambour 2, le compteur associé au codeur 23 est remis à zéro à chaque tour, de sorte qu'en fin de rotation, il indique un nombre X correspondant à la fraction de tour effectué par le tambour après le der- nier tour complet. Ce nombre est traité par un calculateur qui détermine le nombre M' tel que: X = MN' + M', N' étant un entier et M' vérins 17. Si M' est différent de zéro on commande les freins 22 et le vérin 20 pour faire tourner le tambour fou 3 dans le même sens que le tambour 2, jusqu'à ce que le nombre Y indiqué par le compteur associé au codeur 24 soit égal à M'. Les organes de l'embrayage sont alors en pesition - 6 - d'accouplement et les vérins 17 sont commandés pour accou- pler le tambour fou à l'arbre 4. Le comptage des impulsions, le calcul de M', la comparaison des indications des compteurs et la commande de l'embrayage peuvent être effectuées par un micropro- cesseur qui peut d'ailleurs commander toutes les opéra- tions suivant un programme préétabli avec les sécurités nécessaires. REVENDICATIONS 1. Procédé pour modifier le r6glage en hauteur des cages d'une machine d'extraction de mines comportant un premier tambour (2) solidaire d'un arbre moteur (4), un second tambour (3), monté fou sur cet arbre et un embrayage com- prenant un premier organe (13) solidaire en rotation de l'un des tambours et monté de façon A pouvoir être dé- placé axialement par rapport aux dits tambours et un se- cond organe (12) solidaire de l'autre tambour, ces deux organes étant munis de N dents qui peuvent être amenées en prise avec un jeu angulaire par déplacement axial du premier organe pour rendre le second tambour solidaire en rotation du premier tambour, caractérisé en ce qu'il consiste: - à dégager les dents du premier organe des dents du second organe pour désaccoupler les deux tambours, le second tambour étant bloqué, - à faire tourner le premier tambour pour amener la cage au niveau choisi, - a cbnlmpter le nombre d'impulsions émises pendant la rota- tion du premier tambour par un codeur (23) accouplé A celui-ci et émettant M x N impulsions par tour du tam- bour, M étant tel que Me>-, - - à calculer le nombre (M' au décalage angulaire des dents des deux organes de l'em- brayage en fin de rotation du premier tambour, - à faire tourner le second tambour dans le même sens que le premier, qui est alors bloqué, en comptant le nombre d'impulsions émises pendant cette rotation par un second codeur (24) accouplé au second tambour et émettant M x N impulsions par tour du tambour, - à arrêter la rotation du second tambour lorsque le nombre d'impulsions émises par le second codeur est égal au nombre d'impulsions calculé M', et - à commander le déplacement axial du premier organe de l'embrayage pour accoupler les deux tambours. -8 - 2. Dispositif pour modifier le réglage en hauteur des cages d'une machine d'extraction de mines comportant un premier tambour (2) solidaire d'un arbre moteur (4), un second tambour (3) montéfou sur cet arbre et un embrayage com- prenant un premier organe (13) solidaire en rotation de l'un des tambours et monté de façon à pouvoir être dépla- cé axialement par rapport aux tambours et un second organe ( 12) solidaire de l'autre tambour, ces deux organes étant munis de dents qui peuvent être amenées en prise par dépla- cement axial du premier organe pour rendre le second tam- bour solidaire en rotation du premier tambour, caracté- risé en ce qu'il comporte en outre un premier codeur ro- tatif (23) accouplé à l'arbre moteur (4), un organe (21) pouvant être accouplé au second tambour (3), des moyens (20) pour commander le déplacement dudit organe suivant un arc de cercle, un arbre lié cinématiquement audit or- gane et un second codeur rotatif (24) accouplé à cet arbre. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit organe (21) est constitué par un chariot dépla- çable sur un chemin en arc de cercle concentrique au se- cond tambour (3) et muni de pinces de serrage (22) par l'intermédiaire desquelles il peut être rendu solidaire dudit tambour. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens pour déplacer ledit chariot sont constitués par un vérin (20). 3o 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'arbre auquel est accouplé le second codeur (24) est entraîné en rotation au moyen d'une chaine (25) dont une extrémité est liée au chariot (21), qui passe sur un pignon (26) solidaire de l'arbre et qui est tendue par un ressort ou un contrepoids (27) accroché à son autre extré- mité.