Brevet FR2699521A1 — publié le 19940624

La présente invention a pour objet la réalisation originale et économique des propriétés haut de gamme de treuils pour modèles réduits de planeurs. Tous les éléments décrits sont implantés en plein champ (prairie dégagée) selon figure 1. Le treuil (1) est le plus couramment constitué par un moteur électrique (2) entraînant en rotation un tambour (3). A part le tambour qui peut tourner, le treuil est monobloc et fixé au sol par des piquets. I1 est alimenté en énergie par une batterie d'accumulateurs (4). Face au tambour, à environ 200 mètres, une poulie de renvoi (5) est fixée au sol. Un fil (6), en général du fil de pêche polyamide, dont ltextré- mité est assujettie au tambour, court jusqu'à la poulie de renvoi, revient en direction du treuil et par son autre extrémité nouée à un anneau est accroché au crochet du modèle réduit de planeur (7). Le planeur, le plus souvent radiocommandé, va être mis en altitude par alimentation de son moteur par pression sur un interrupteur à pédale faisant partie du treuil. L'action sur la pédale par l'opérateur au treuil se fera par impulsions plus ou moins longues et plus ou moins espacées en fonction de la nature du planeur (plus ou moins grand et léger) et de la force du vent (facteur d'influence très significatif). Le fil s'enroulant sur le tambour va tirer le planeur et ce dernier va prendre de l'altitude. En sommet de trajectoire, les impulsions sur la pédale sont stoppées. La traction sur le fil diminue et le planeur se libère naturellement par décrochage de l'anneau en extrémité du fil. L'action sur la pédale doit être effectuée par un opérateur expérimenté. En effet, une action trop prudente va nuire à l'altitude pouvant être atteinte. A contrario, une action trop forte amène la rupture de l'aile du modèle. Pour automatiser le treuillage, l'équivalent de l'action intelligente sur la pédale, il existe divers systèmes - Par rhéostats réduisant la puissance du moteur, - Par palpeurs du fil, à rouleau ou à poulies, provoquant une action tout ou rien sur le moteur, ou de freinage du tambour, voire une régulation électronique du moteur. Ces systèmes d'automatisation, même intégrés au treuil, lui sont périphériques car ne modifient en rien sa constitution monobloc de base. Tous ces procédés d'automatisation ont l'inconvénient d'être encombrants, souvent peu précis, difficilement ajustables et chers. I1 en résulte que la grande majorité des treuils utilisés (plus de 95 %) n'ont aucune automatisation et c'est l'homme au treuil qui assure du mieux de ses possibilités, l'opération de treuillage. L'objet de l'invention est l'élimination des inconvénients cités avec le rajout d'une propriété non usuelle. Le dispositif selon l'invention remplace la liaison d'ordinaire rigide entre l'ensemble moteur-tambour et l'embase de fixation au sol du treuil, par une liaison particulière. Celle-ci est constituée par une fourche et une bielette coopérant avec des tourillons assujettis d'une part au moteur, d'autre part à l'embase. Toujours selon l'invention, le dispositif fourchebielette-tourillons,formant un parallélogramme déformable, a la caractéristique de transférer avec précision et quasi-intégralement, la seule force de traction présente au niveau du tambour par un pied solidaire du moteur; transfert effectué sur un ressort de consigne et de régulation. Selon 1' invention, entre autres au niveau du pied, un déplacement devient possible entre deux butées, lequel constitue une détection mécanique de la force de traction.Selon l'invention, ce déplacement proportionnel à la force de traction, sera exploité comme base d'une régulation en tout ou rien ou en proportionnel toutes technologies. Selon des modes particuliers de réalisation, la faible course nécessaire permet en première variante des tourillons, l'usage de liaisons à lames élastiques. De même, le dispositif fourche-bielette-tourillons pourra, selon une seconde variante, être réalisé par un système de manchons ou coulisses à billes, rouleaux, aiguilles, galets. Selon l'invention, le ressort est précontraint de manière variable de deux façons additives : premièrement en coopération avec un écrou tubulaire, lui-même positionné de manière précise par une vis d'ajustement opérant à partir de l'embase. La position de l'écrou muni d'un index indique la consigne ajustée par le biais d'une graduation solidaire de l'embase. Deuxièmement, en respectant la graduation invoquée, une fourchette formant cale d'épaisseur à profil constant ou variable, mobile; sert lorsque insérée entre l'embase et la vis d'ajustement, à commander une modulation instantanée de la consigne pendant la trajectoire de treuillage. La cale mobile pourra en variante d'exécution être remplacée par une vis tubulaire formant à partir de l'embase taraudée, une assise de hauteur variable pour la vis d'ajustement. Tous les dispositifs énumérés ci-dessus sont sans incidence d'encombrement par rapport à un système classique monobloc non perfectionné. Cette conception originale a les propriétés d'être : - précise en régulation (quelques %) - précise (quelques %) facile et rapide (quelques secondes) en ajustement. - complétée par la possibilité d'une modulation instantanée de la consigne pendant la trajectoire de treuillage - Sans encombrement supplémentaire - de réalisation industrielle courante de nature, avec les propriétés précédentes, à satisfaire une couche plus large de planeuristes ou aéromodélistes. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente, en perspective, une installation de treuillage. La figure 2 représente, en vue de profil, le dispositif objet de l'invention. La figure 3 représente, en vue de dessous, le dispositif l'embase étant retirée. La figure 4 représente, la variante lame flexible équivalente à un tourillon. La figure 5 représente, en vue en plan, une variante de réalisation du système fourche-bielette-tourillons. C'est celle à manchons à billes plus roulement. La figure 6 représente, la variante d'exécution de la cale de modulation. La figure 7 est un schéma représentant, de profil, l'action des forces verticales sur les tourillons. La figure 8 est un schéma représentant, en vue de dessus, l'essentiel de l'action des forces horizontales sur les tourillons. Les figures 9 à 12 sont des photographies où l'on reconnaîtra, en concret, les principaux organes objet de la réalisation industrielle de l'invention. L'invention consiste en un dispositif faisant partie du treuil permettant la régulation précise et l'ajustement précis de la force de traction. L'embase (10) est fixée au sol. L'ensemble mobile comprend le moteur (11) et le tambour (12). Le moteur (11) est relié à l'embase (10) par une fourche rigide (13) et une bielette (14) par articulation sur des tourillons (15) assujettis d'une part à l'embase (10) et d'autre part au moteur (11). Il y a au total 6 tourillons assujettis par moitié à l'embase et au moteur. Le dispositif décrit forme un parallélogramme déformable n'autorisant le mouvement de l'ensemble mobile (11) et (12) que dans le sens horizontal gauche-droite parallèle à la force de traction (37), l'axe de rotation (16) du tambour (12) restant parallèle à lui-même. Un pied (17) solidaire du moteur (11) limite ce mouvement par le biais de deux butées (18) et (19) solidaires de l'embase (10). Au repos, le moteur (11) est mis par son pied (17) en butée (18) par un ressort (20) lui-même mis sous contrainte par un écrou tubulaire (21), ce dernier positionné par une vis-bouton d'ajustement (22) solidaire en translation de l'embase (10). L'écrou (21) porte un index (23) se déplaçant face à une graduation (24) solidaire de l'embase (10), graduation représentative de la consigne de force de traction. Une fourchette (25) formant cale d'épaisseur constante ou variable, insérée manuellement entre l'embase (10) et la vis d'ajustement (22), mobile car extractible par l'opérateur au treuil par une cordelette y assujettie, permet complémentairement la modulation instantanée de la force de traction en cours de treuillage. Pour un résultat similaire, la réalisation avec des tourillons (15) peut en une première variante, être remplacée par des lames élastiques (38). En une seconde variante, la réalisation avec fourche-bielette-tourillons, peut être remplacée par un dispositif équivalent avec des manchons à bille (26) et roulement (27) selon la figure 5, ou autre dispositif similaire à billesrouleaux-aiguilles-galets non représenté. La fourchette (25) peut en variante d'exécution être remplacée par une vis tubulaire (39) selon la figure 6. La pression maintenue - en permanance - sur l'interrupteur à pédale (28) enclenche le processus de treuillage.Le moteur en tournant dans le sens de la flèche (29) autour de l'axe (16) va enrouler le fil (30) créant une force de traction représentée par la flèche (31). Par le dispositif décrit, cette force (31) est quasi intégralement opposée à celle du ressort (20). En effet, malgré les efforts statiques (traction et poids) et les efforts dynamiques (démarrage accélération des pièces rotatives) importants au niveau des tourillons, le dispositif n'oppose que des frottements négligeables dans le sens du déplacement de l'ensemble mobile (11) et plus (12). Lorsque la force de traction dépasse la contrainte du ressort (20), le pied (17) de l'ensemble mobile quitte la butée (18) pour aller vers la butée (19). Au milieu de cette course, un interrupteur (32) en s'ouvrant va couper l'alimentation du moteur qui s'arrête. Dû à l'élasticité du fil de treuillage, la tension mécanique engendrée dans le fil ne va diminuer que relativement lentement. Lorsqu'elle aura diminué suffisamment, l'ensemble mobile retournant de la butée (19) à la butée (18) referme l'interrupteur (32) réenclenchant le moteur. Le cycle de régulation ci-dessus se répète jusqu'en fin de trajectoire de treuillage où la pression sur la pédale (28) est stoppée. De fait, le déplacement de la partie mobile (11) et (12) entre les butées (18) et (19) constitue une détection mécanique proportionelle de la force de traction. Cette détection utilisée en tout ou rien électrique dans la description objet de l'invention peut en variante être à la base d'une régulation proportionnelle toutes technologies (électromécanique, pneumatique, hydraulique, électronique...) Pour un usage pratique, il est intéressant que le dispositif de régulation d'ajustement et de modulation n'affecte en rien l'encombrement initial de l'appareil. Le système objet de l'invention y satisfait pleinement car toutes ses pièces se logent dans les espaces préexistants avant son introduction. Se référer pour cette caractéristique aux figures 9 à 11 où l'on reconnaitra d'évidence les organes relatifs à l'invention et leur encombrement. Compléments techniques En pratique, de l'élasticité du fil de traction (30) combinée à la masse de l'ensemble mobile (11) et (12) ainsi qu a l'hystérésis de l'interrupteur (32) résulte une constante de temps à l'origine d'une régulation tout ou rien à une fréquence assez basse pour être compatible avec la durabilité des composants électro-mécaniques en jeu (moteur (11), interrupteur (32), relai électromagnétique non décrit). L'imprécision maximum mesurée n'est que de quelques % de la consigne dans le cas défavorable de consigne de faible valeur. En vue de profil, figure 4, les efforts au droit des tourillons, peuvent (sans entrer dans la démonstration) être nettement supérieurs à la consigne de force de traction. Il est courant qu'au démarrage du moteur, les réactions d'appui verticales (33) soient de l'ordre de 10 à 20 daN mais ces efforts sont intégralement compensés par le dispositif. Le poids de l'ensemble mobile apporte aussi des efforts verticaux (34) repris par le dispositif et de l'ordre de 5 à 10 daN. La faible pente des bielettes en butée, de l'ordre de 1 à 2 % ne pertube pas l'hystéris du dispositif. En vue de dessus, figure 8, la force de traction (31), horizontale, excentrée par rapport aux tourillons leur apporte aussi des efforts augmentés horizontaux (36) et verticaux. Le diamètre des tourillons par rapport à leur entre axes vertical, de l'ordre de 8 % et le coefficient de frottement à leur niveau (tourillons graissés) laisse apparaître un rendement mécanique mesuré de 96 % dans le cas défavorable de faible force de traction. En un sens, ce qui en partie est nouveau dans l'invention revendiquée, est d'avoir imaginé valable de rendre mobile l'ensemble d'un treuil alors que jusque là n'étaient mobiles que des éléments périphériques. Il s'avère par ailleurs relativement déroutant pour un observateur, de voir l'ensemble d'un treuil osciller aléatoirement d'avant en arrière lors de son fonctionnement, même si ce n'est que de peu de millimètres. REVENDICakTIONS 1) Dispositif pour réguler, ajuster, moduler la force de traction sur un treuil pour modèles réduits de planeurs caractérisé en ce qu'il est constitué d'une embase (10) fixe, d'un ensemble mobile comprenant un moteur (11) et un tambour (12), l'ensemble mobile étant relié à l'embase par un sous dispositif formant parallélogramme déformable muni d'articulations (15), l'effort de traction (31) étant transféré sur l'embase par l'intermédiaire d'un ressort précontraint (20) à contrainte ajustable et modulable, l'ensemble mobile actionnant un interrupteur (32) qui commande l'alimentation du moteur en fonction de la traction (31) sur le treuil. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la précontrainte du ressort (20) est obtenue par traction d'une vis (22) sur un écrou (21) pourvu d'un index (23) se déplaçant face à une graduation (24) solidaire de l'embase. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé par l'existance d'un déplacement de l'ensemble mobile (11) et (12) entre deux butées (18) et (19) de l'embase , déplacement proportionnel représentatif, donc détecteur mécanique de la force de traction1 utilisable comme base de régulation tout ou rien ou comme base de régulation proportionnelle. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les articulations (15) sont des tourillons. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que les articulations (15) sont des lames élastiques (38). 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le parallélogramme déformable est constitué par une fourche rigide (13), une bielette (14) et des articulations (15). 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que le parallélogramme déformable est constitué par des manchons à billes (26) et roulement (27). 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que le parallélogramme déformable est constitué par une coulisse à billes - rouleaux - aiguilles - galets (non représentée). 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une fourchette cale d'épaisseur (25), mobile, aux fins de modulation instantanée de la consigne de force de traction en cours de treuillage , la consigne affichée par l'index (23) face à la graduation (24) inchangée restant exacte. 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il comporte une vis tubulaire (39) fonctionnant en coopération avec un taraudage sur l'embase (10) afin de moduler la consigne de force de traction en cours de treuillage.