Brevet FR2626266A1 — publié le 19890728

APPAREIL DE LEVAGE COMPORTANT UN TAMBOUR D'ENROULEMENT DE CABALE DONT L'ENTRAINEMENT EST ASSURE PAR UNE CHAINE CINBNATIQUB FERMEE. La présente invention concerne un perfectionnement apporté à la commande du tambour d'enroulement de câble que comportent les appareils de levage. Elle a trait plus particulièrement à un perfection bernant aux appareils de levage du type illustré par la figure I qui, d'une manière générale, comportent un tambour (1) autour duquel s'enroule le câble (2) à l'ex- trématé duquel est accrochée la charge (Q) qui doit être manipulée. L'entrainement du tambour (1) est obtenu au moyen d'un moteur (3) et ce, par l'intermédiaire d'un système réducteur permettant d'obtenir une démultiplication. Bien entendu, des systèmes de freinage sont associés à ces éléments. Pendant très longtemps, la transmission de la puissance et du couple du moteur (3) au tambour (1) a été obtenue par l'intermédiaire d'un seul -ensemble réducteur reliant l'arbre de sortie du moteur (3) au tambour (1). Une telle solution présente cependant des risques d'un point de vue sécurité et, par suite, il a été proposé, ainsi que cela est schématisé à la figure 1, d'assurer l'entraînement du tambour (1) en utilisant une technique qui peut être désignée par l'expression "chaîne fermée de levage". Une telle solution consiste à entraîner le tambour de levage (1) å l'aide de deux réducteurs Ra, Rb symétriques, à trains parallèles réversibles. Chaque réducteur est entrainé par une ligne d'arbres unique (4a,4b). Un tel ensemble (1), (Ra,Rb), (4a,4b) forme donc une boucle d'où le nom de "chaîne fermée". Grâce à un tel montage, il est possible d'assurer la retenue de la charge Q en cas de défaillance unique de l'un des quelconques composants de la chaîne. Si d'un point de vue sécurité, une telle solution donne satisfaction, elle présente cependant comme inconvénient d'être hyperstatique. En effet, pour un angle de rotation du tambour, il faut un angle théorique ss du moteur (3). Compte-tenu des irrégularités de taillage, excentration de roues et autres défauts, l'angle ss ne sera pas strictement identique sur chacun des arbres de sortie du moteur, cet angle étant en réalitéss+ g (a) sur l'arbre (4a) et ss+ t(b) sur l'arbre (4b).Les variations (a) et g (b) ayant très peu de chances d'être égales et la liaison étant rigide, il s'ensuit donc des tensions internes entre les deux arbres de sortie (4a,4b) du moteur (3) et des deux arbres (5a,5b) d'entraînement du tambour (1), c'est-à-dire dans toute la chaîne et sans possibilité de bien dominer ces phénomènes. Par suite, compte-tenu de ces variations dans la transmission dues à l'impossibilité d'avoir une symétrie parfaite, il n'est pas possible d'obtenir une sécurité totale de fonctionnement. Or on a trouvé et ctest ce qui fait l'objet de la présente invention, un perfectionnement apporté à un tel système d'entraînement du tambour qui permet de résoudre ce problème et élimine tout risque de contrainte dans les divers organes par suite d'une mauvaise transmission. D'une manière générale, l'invention concerne donc un perfectionnement apporté aux appareils de levage comportant, montés sur un bâti support commun - un tambour autour duquel est enroulé le câble destiné à astre relié à la charge - un moteur comportant deux arbres de sortie et dont la puissance et le couple sont transmis de manière symétrique aux deux arbres d'entrée du tambour par l'in- termédiaire de deux ensembles réducteurs (chaîne cinématique fermée}, l'appareil se caractérisant en ce que, pour réaliser la transmission de la puissance et du couple du moteur, on intercale, dans chaque réducteur transmettant la puissance et le couple aux arbres d'entrée du tambour, un train épicycloidal, la couronne fixe de chaque train étant associée à des moyens lui permettant de recevoir un lFger déplacement angulaire de part et d'autre d'une position d'équilibre, ces deux couronnes étant reliées entre elles par un mécanisme à action différentielle rendant leurs rotations dépendantes et antagonistes. Diverses solutions peuvent être utilisées pour, conformément à l'invention, obtenir ce léger déplacement angulaire des couronnes des trains épicycloldaux et pour rendre leur rotation dépendante et antagoniste, à savoir, par exemple - utiliser un mécanisme à action différentielle constitué d'un fléau d'équilibrage relié aux deux couronnes par l'intermédiaire de bielles et tourillons et/ou de vérins - utiliser un mécanisme comportant une bielle reliée aux couronnes par l'intermédiaire de leviers et pignons ; - utiliser un mécanisme constitué d'un ensemble à pignons coniques. Bien entendu, d'autres solutions équivalentes pourraient être utilisées sans sortir du cadre de l'invention. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce aux quatre exemples de réalisation donnés ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui sont illustrés par les schémas annexés dans lesquels - les figures 2a et 2b illustrent, schématiquement, vu de dessus et de face, un appareil de levage réalisé conformément à l'invention dans lequel le mécanisme à action différentielle est constitué d'un fléau d'équilibrage relié aux couronnes par l'intermédiaire de bielles ou tourillons - les figures 3a et 3b illustrent une variante du mode de réalisation illustré par les figures 2a et 2b, variante dans laquelle l'équilibrage est obtenu au moyçn de vérins hydrauliques (ou similaires) - les figures 4a, 4b et 5a,5b illustrent, d'une manière similaire, deux autres formes de réalisation. Dans les exemples de réalisation qui suivent, les mêmes références seront utilisées pour désigner les mêmes organes en les affectant d'un indice (a ou b) pour différencier les éléments des deux ensembles de transmission symétriques. Dans les trois exemples qui suivent, l'appareil de levage conforme à l'invention se compose, comme dit précédemment, d'un tambour (1) autour duquel peut être enroulé le câble destiné à être relié à la charge et d'un moteur (3) comportant deux arbres de sortie (4a, 4b). La puissance et les couples sont transmis de manière symétrique aux deux arbres d'entrée (5a,5b) du tambour et ce, par l'intermédiaire de deux ensembles réducteurs identiques. Ces ensembles réducteurs sont constitués par les trains de pignons (6a,7a,8a,9a) et (6b,7b,8b;9b). Des systèmes de freinage conventionnels sont associés à un tel ensemble, à savoir, par exemple deux freins de sécurité (lOa,10b), un frein de service Dans les quatre exemples de réalisation qui suivent, conformément à l'invention, entre les arbres (4a,4b) de sortie du moteur et les pignons d'entrée (6a,6b) des deux ensembles réducteurs Ra, Rb, est disposé un ensemble formant train épicycloïdal, dont la couronne fixe (13a,13b) est associée à des moyens lui permettant de recevoir un léger déplacement angulaire de part et d'autre d'une position d'équilibre, les deux couronnes (13a,13b) étant, par ailleurs, reliées entre elles par un mécanisme, dont la fonction est de remplir une action différentielle rendant les rotations des couronnes (13a,13b) des deux trains épicycloïdaux dépendantes et antagonistes. Dans les quatre exemples de réalisation qui suivent, seules les couronnes (13a,13b) des trains épicy cloldaux'intercalées entre les arbres (4a,4b) et les pignons (6a,6b) des réducteurs seront référencées et ce, par mesure de simplification, étant donné que les autres éléments entrant dans la constitution de tels trains sont des éléments conventionnels. Dans la forme de réalisation illustrée par les figures 2a et 2b, la possibilité de déplacement angulaire de part et d'autre d'une position d'équilibre pour la couronne (13a) ou (13b) (couronne qui dans un train épicycloidal conventionnel serait fixe) est obtenue en associant à ces couronnes (13a,13b) deux ensembles identiques constitués essentiellement d'un tourillon (14a,14b) et d'une bielle (15a,15b). Les extrémités des bielles (15a,15b) sont fixées de part et d'autre d'un fléau (16) articulé en son milieu sur un support (17) solidaire du bâti. La charge associée au tambour a tendance à entraîner les roues (13a,13b) dans le même sens symétriquement. Grâce à un tel mode de réalisation conforme à l'invention, une irrégularité de rotation sur le réducteur R1 engendre une rotation sur la couronne (13a) et,'en conséquence, un mouvement vertical de la bielle correspondante (15a). Le fléau (16) transmet l'effort à la couronne (14b) par l'intermédiaire de la bielle (15b) et du tourillon (14b). Les deux couronnes (13a, 13b) sont donc équilibrées par l'action différentielle du fléau (16). Par suite, on peut dire que pour une rotation déterminée du côté A, supposé égal à la valeur théorique, on a donc un angle ss pour le moteur correspondant à un angle i pour le tambour.Si l'on suppose que pour le côté (b) on ait un angle 3 + A i), pour o( , la couronne du train épicycloidal aura tendance à tourner pour réduire (b). En conséquence, le système différentiel fera que sur le réducteur (a), la couronne (14a) tournant en sens inverse aura pour effet de donner En conséquence, un ralentissement d'un côté donne une accélération de l'autre et la boucle fermée réagit pour corriger le premier défaut. Les figures 3a et 3b illustrent une variante du mode de réalisation décrit précédemment (figures 2a et 2b), variante dans laquelle le fléau d'équilibrage derient une tuyauterie, désignée également par la référence (16), reliant deux vérins hydrauliques (30a,30b) (ou deux capsules étanches) agissant sur les bielles (15a,- lob}. Un étrangleur (31) est disposé dans la partie centrale de la tuyauteire (16) et permet d'ajuster l'amortissement du système, notamment en cas d'une rupture d'une demi-chaine. Par ailleurs, des capteurs de pression (32a,32b) sont associés à la tuyauterie (16) et permettent de surveiller le couple de réaction. Un tel ensemble d'équilibrage par vérins hydrauliques est particulièrement utile lorsque l'espace entre les deux réducteurs est important. Dans ces deux modes de réalisation, les déplacements des bielles (15a,15b) sont limités par des systèmes à butées (33a,33b). Dans la forme de réalisation illustrée par les figures a et 4b, la possibilité de déplacement angulaire de part et d'autre d'une position d'équilibre des deux couronnes (13a,13b) et leur liaison par un mécanisme à action différentielle rendant leur rotation dépendante et antagoniste est obtenue en prévoyant sur l'extérieur des couronnes (13a,13b) une denture conique sur laquelle engrène un pignon (18a,18b). Les axes (19a ,19b) de ces pignons débouchent à l'extérieur du bâti et supportent des leviers (20a,20b) (voir figure 4b). Les deux leviers (20a,20b) sont réunis par une barre de liaison (21). Cette barre de liaison (21) a une action différentielle sur les deux réducteurs. A l'équi- libre, les deux leviers (20a,20b) sont verticaux. A une irrégularité de la couronne (13a), correspond une rotation en sens inverse de la couronne (13b) et réciproquement. Les déplacements des leviers (20a,20b) sont limités par des butées (22a,23a et 22b,23b), ce qui assure une sécurité en cas de rupture d'un élément de la chaine. Dans le quatrième mode de réalisation illustré par les figures 5a et 5b, les couronnes (13a) et (13b) comportent des dentures extérieures sur lesquelles engrènent des roues (24a) et (24b). Les deux roues (24a) et (24b) sont reliées l'une à l'autre par un ensemble de pignons coniques (25a,25b,26) qui jouent le rôle d'un différentiel. A une irrégularité de rotation de la couronne (13a), correspond une rotation sens inverse de la couronne (13b) et réciproquement. Les roues (24a) et (24b) sont solidaires de leviers (27a,27b) (voir fig. 5b) qui limitent leur rotation et par suite les rotations des couronnes (13a,13b) en cas de rupture. Grâce à l'invention, on obtient donc une transmission parfaite, sans risque, de la puissance des couples entre le moteur (3) et le tambour (1) de l'appareil. 11 est évident, que l'invention n' est pas limitée aux exemples de réalisation décrits précédemment mais qu'elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. Ainsi, si dans les trois exemples de réalisation donnés, les réducteurs sont des réducteurs à trois trains dont le premier est épicycloïdal, il pourrait être envisagé d'utiliser un réducteur différent en ce qui concerne le nombre et la nature des trains d'engre nage (parallèle, épicycloïdal, conique, à vis ou autres1. De plus, le train épicycloidal à mécanisme différentiel pourrait être placé en deuxième ou troi sième positions en fonction des conditions de construction. REVENDICATIONS 1/ Appareil de levage comportant, montés sur un bâti support commun - un tambour (1) autour duquel est enroulé le câble destiné à être relié à la charge (Q) - un moteur (3) comportant deux arbres de sortie (4a,4b) et dont la puissance et le couple sont transmis de manière symétrique aux deux arbres d'entrée (5a,5b) du tambour (1) par l'intermédiaire de deux ensembles réducteurs Ra,Rb, caractérisé en ce que, pour réaliser la transmission de la puissance et du couple du moteur (3), on intercale dans chaque réducteur Ra,Rb transmettant la puissance et le couple aux arbres d'entrée (5a,5b) du tambour (1), un train épicycloïdal, la couronne fixe (13a,13b) de chaque train étant associée à des moyens lui permettant de recevoir un léger déplacement angulaire de part et d'autre d'une position d'équilibre , ces deux couronnes (13a,13b) étant reliées entre elles par un mécanisme à action différentielle rendant leur rotation dépendante et antagoniste. 2/ Appareil de levage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme à action différentielle rendant les rotations des couronnes (13a,13b) dépendantes et antagonistes est constitué par un fléau d'équilibrage (16) relié aux deux couronnes (13a,13b) par l'intermédiaire de bielles (15a,15b) et de tourillons (14a,14b). 3/ Appareil de levage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme à action différentielle rendant les rotations des couronnes (13a,13b) dépendantes et antagonistes est constitué par un ensem ble d'équilibrage constitué d'un circuit hydraulique (30a,30b) relié par une tuyauterie (16) associée aux deux couronnes (13a,13b) par l'intermédiaire de bielles (15a,15b) et de tourillons (14a,14b). 4/ Appareil de levage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme à action différentiel est constitué d'un ensemble comprenant, pour chacun des systèmes de transmission un pignon (18a,18b) engrenant sur l'extérieur des couronnes (13a,13b), les axes (19a,- 19b) des pignons débouchant à l'extérieur du bâti et supportant des leviers (20a,20b) (formant bielles) réu nis entre eux par une barre de liaison (21). 5/ Appareil de levage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les déplacements des leviers (20a 20b) sont limités par des butées (22a,23a, 22b,23b) qui assurent une sécurité en cas de rupture d'un élément de la chaîne. 6/ Appareil de levage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme à action différentielle comprend des roues (24a,24b) engrenant une denture extérieure des couronnes (13a) et (13b), ces roues étant reliées l'une à l'autre par un ensemble à pignons coniques (25a,25b,26). 7/ Appareil de levage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les roues (24a) et (24b) sont solidaires des leviers (27a,27b) limitant leur rotation et par suite les rotations des couronnes (13a,13b) en cas de rupture.