Brevet FR2734557A1 — publié le 19961129

TREUIL PORTATIF DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne les treuils portatifs d'entraînement de câbles, actionnés manuellement ou par un moteur, tels que ceux portés et utilisés par un seul opérateur, par exemple dans des endroits non accessibles à des véhicules, comme la moyenne et la haute montagne. En effet, un tel treuil trouve son application, aussi bien dans la manipulation de matériels à installer en moyenne et haute montagne que dans des éventuelles opérations de sauvetage de personnes en péril dans de tels endroits. Par ailleurs, il peut également être utilisé pour la spéléologie, les travaux acrobatiques sur des bâtiments divers et pour des levages de charges de toutes sortes. Art antérieur et problème posé On dénomme sous le terme "câble" aussi bien les câbles métalliques que les cordes en nylon ou autres textiles. On connaît de nombreux appareils de levage motorisés, tels que des treuils et des palans servant de préférence à lever et descendre des charges verticalement, en particulier dans le domaine de l'industrie lourde ou métallurgique. De tels appareils fonctionnent éventuellement avec un frein supplémentaire. En outre, ces appareils de levage motorisés déjà connus et utilisés présentent généralement, du fait de la puissance requise, un encombrement assez important, sont très lourds et donc relativement peu maniables. En effet, dans d'autres domaines d'utilisation tels que la haute montagne, on est quelquefois amené à hisser ou descendre des charges le long d'une paroi, le treuil étant placé à un endroit où aucun véhicule motorisé ne peut accéder. Dans ce cas, seul un ou plusieurs opérateurs peuvent atteindre à pied l'endroit où le treuil doit être fixé. Ceci impose donc d'utiliser des treuils dont les dimensions et le poids puissent lui donner un caractère portatif pour pouvoir être placé à l'endroit idéal par un opérateur. C'est en particulier le cas lorsque des sauvetages sont effectués dans des parois d'inclinaison très forte pour porter secours à des alpinistes en péril dans une telle paroi. Le but de l'invention est de proposer un treuil portatif, c'est-à-dire dont le poids ne dépasse pas huit à dix kilogrammes. Résumé de l'invention A cet effet, l'objet de l'invention est un treuil portatif comportant principalement - au moins une poulie d'entraînement d'un câble montée tournante par rapport à un premier axe de poulie et possédant au moins une gorge de câble - des éléments d'entraînement de cette poulie avec des moyens moteurs. Selon l'invention, on prévoit des moyens de réglage automatique de l'adhérence du câble dans la ou les gorge(s) de câble. Dans la réalisation principale du treuil selon l'invention, les moyens de réglage comprennent - un arbre de commande monté tournant, positionné de manière fixe et parallèle à l'axe de la première poulie d'entraînement - une première poulie de tension montée libre en rotation autour d'un axe de tension, désaxé et solidaire de l'arbre de commande, la poulie de tension recevant dans sa ou ses gorge(s) et détournant le câble avant l'entraînement de ce dernier par la poulie d'entraînement ; et - une poulie de pression montée libre en rotation autour d'un axe de pression, parallèle et désaxé, mais solidaire de l'arbre de commande, la poulie de pression appuyant sur le câble dans la ou les gorge(s) de la poulie d'entraînement à l'endroit où le câble quitte la ou les gorge(s) . Les désaxages respectifs des poulies de tension et de pression sont tels qu'une tension en amont du câble entraîne une pression sur le câble à sa sortie de la poulie d'entraînement. Dans ce cas, le désaxage est de préférence égal à 175 si les brins amont et aval du câble sont parallèles. De préférence, on utilise une deuxième poulie d'entraînement parallèle à la première poulie, ces deux poulies d'entraînement possédant chacune plusieurs gorges pour que le câble puisse être enroulé autour de l'ensemble de ces deux poulies d'entraînement en faisant alternativement un demi-tour autour de chaque poulie. De préférence, les éléments d'entraînement comprennent pour chaque poulie d'entraînement un train réducteur épicycloïdal avec une première denture interne périphérique solidaire de la poulie d'entraînement, trois satellites et une roue dentée centrale solidaire d'un arbre d'entraînement. De préférence, lorsqu'on utilise des cordes, les gorges de la ou des poulie(s) d'entraînement sont en forme de V. On prévoit également un régulateur de vitesse sur l'arbre d'une des deux poulies d'entraînement. Liste des figures La description de la réalisation principale, accompagnée de cinq figures, permet de mieux comprendre l'invention et ses caractéristiques techniques. Les figures représentent respectivement - la figure 1, en vue cavalière éclatée, le treuil selon l'invention ; - la figure 2, en coupe frontale, le même treuil selon l'invention ; - la figure 3, un schéma latéral relatif au moyen d'entraînement par un train épicycloïdal ; et - les figures 4A et 4B, des schémas relatifs au réglage de l'adhérence du câble sur les poulies d'entraînement. Description détaillée d'une réalisation de l'invention En référence à la figure 1, la réalisation décrite ici utilise deux poulies d'entraînement 1, positionnées parallèlement l'une par rapport à l'autre, autour de deux axes d'entraînement respectifs lA. Elles sont montées tournantes par rapport au carter du treuil symbolisé par deux flasques latéraux 2. On distingue le câble 3 qui est enroulé autour des deux poulies d'entraînement 1 dans plusieurs gorges 4 pratiquées sur chacune de ces deux poulies d'entraînement 1. Le brin amont 3M du câble 3 arrive par la gauche, tandis que le brin aval 3V repart par la droite. Ce câble 3 effectue donc quatre passages d'un demi-tour sur chaque poulie d'entraînement, mais en plus il arrive dans la première gorge à gauche et sort par la dernière gorge à droite. De ce fait, la poulie inférieure d'entraînement a une gorge 4 de plus que la poulie supérieure d'entraînement. Les poulies d'entraînement 1 sont d'ailleurs décalées d'un demi-pas. Cette figure 1 éclatée permet également de voir le système de réduction de vitesse de rotation des poulies d'entraînement par rapport à la vitesse de rotation d'un arbre d'entraînement 5 dont l'axe 5A est parallèle aux axes d'entraînement lA et placé entre eux deux. L'arbre d'entraînement 5 entraîne une première roue dentée d'entrée 6 de petit diamètre entraînant elle-même deux grandes roues dentées 7 montées tournante chacune autour d'un axe lA des poulies d'entraînement 1. A chacune de ces grandes roues dentées 7 est fixée une petite roue dentée centrale 8 constituant chacune le centre d'un train de réduction épicycloïdal constitué de trois roues satellites 9 et d'une couronne intérieure 10. Chacune des poulies d'entraînement l est entraînée en rotation par une couronne intérieure 10. Tous ces éléments constituent les moyens d'entraînement du treuil portatif selon l'invention. Les moyens moteurs ne sont pas présentés ici. Néanmoins, ils peuvent être constitués, soit par une ou deux manivelles actionnées manuellement par un mouvement alternatif d'un opérateur et entraînant un premier arbre 12A ou par un moteur de petite taille entraînant l'arbre d'entraînement 5, tel que celui référencé il sur la figure 2. Toujours en référence à la figure 1, on peut comprendre que si l'on rapproche les deux flasques latéraux 2 en compactant les moyens d'entraînement ainsi éclatés, on reconstitue une grande partie du treuil portatif selon l'invention. Ces éléments ainsi montés sont également représentés sur la figure 2 qui est une coupe frontale du treuil selon l'invention. Un moteur hydraulique d'entraînement il a été placé à gauche du treuil pour entraîner l'arbre d'entraînement 5. Celui-ci porte la roue dentée d'entrée 6 qui engrène sur les grandes roues dentées 7 solidaires chacune d'un arbre 12A ou 12B placé sur l'axe d'une poulie d'entraînement 1. Chacun de ces arbres 12A et 12B entraîne également une roue dentée centrale 8 du train réducteur. Cette roue centrale 8 est représentée en prise avec un des trois satellites 9 qui est lui-même en prise sur la denture de la couronne interne 10. Sur cette figure 2, la poulie supérieure d'entraînement 1 a été représentée écorchée pour bien montrer le fait que la couronne interne 10 est solidaire de cette poulie supérieure d'entraînement 1.En fait, la poulie d'entraînement 1 est montée libre en rotation autour du premier arbre 12A. Ce dernier est monté tournant dans le carter du treuil constitué des flasques latéraux 2. I1 en est de même avec la poulie inférieure 1 montée libre en rotation autour du deuxième arbre 12B. Sur la figure 3, on distingue mieux la réalisation des trains épicycloïdaux (un pour chaque poulie d'entraînement). Chaque train épicycloïdal comprend donc la couronne intérieure 10 à l'intérieur de laquelle sont logés les trois satellites 9, positionnés angulairement à 1200 les uns par rapport aux autres. Au centre de chaque réducteur se trouve la roue dentée centrale 8 engrènant avec les trois satellites 9. L'arbre d'entraînement 5 est également représenté, ainsi que la roue d'entrée qui s'engrène pour chaque réducteur avec une grande roue dentée 7 dont la denture externe est symbolisée par un trait mixte entourant chaque couronne interne 10. La figure 2 se complète par la représentation, aux extrémités du deuxième arbre 12B d'un montage d'une poignée de manipulation 13 du treuil portatif constituant son point d'amarrage, montée sur celui-ci de manière relativement libre pour faciliter la manipulation de l'ensemble. Ce montage peut se compléter de colliers 16 montés sur la poignée 13 au moyen de goupilles 15 et solidarisés avec la bague extérieure de systèmes de roues libres 14. En effet, ce montage peut se compléter d'un système de roue libre 14 pour éviter la rotation en sens inverse des poulies d'entraînement 1. Un régulateur de vitesse peut également être utilisé pour limiter les vitesses de descente à 25 mètres/minute. I1 comprend alors une piste de frottement 30 et une garniture de freinage 31. Comme on peut le constater, au moyen du réducteur de vitesse, on peut faire tourner les deux poulies d'entraînement 1 à une vitesse de rotation réduite adaptée à la manipulation de charges devant être déplacée à vitesse lente. L'utilisation d'un train réducteur épicycloïdal avec une couronne interne 10, des satellites 9 et des roues dentées centrales placés à l'intérieur du treuil rend celui-ci compact et très peu encombrant. Ceci est très apprécié dans le cas d'utilisation d'un tel treuil en haute montagne, le treuil devant être transporté et manipulé par un opérateur piéton. Le poids d'un tel treuil, sans le moteur d'entraînement, peut ne pas dépasser dix kilogrammes. Un dispositif indicateur de charge peut également être installé sur le treuil. I1 peut être constitué de pastilles calibrées 32 placées entre la goupille 15 et la poignée de manipulation 13. Dans le bas des figures 1 et 2, on distingue les moyens de réglage automatique de l'adhérence du câble 3 dans les gorges 4 des poulies d'entraînement 1A et 1B. Un arbre de commande 17 est monté tournant dans les flasques latéraux 2, positionné parallèlement aux autres axes ou arbres du treuil, c'est-à-dire l'axe de l'arbre d'entraînement SA et les axes 1A des poulies d'entraînement 1. I1 se complète de deux poulies excentrées 18 et 19. La première poulie, appelée poulie de tension 18, est montée d'un côté de l'arbre de commande 17, de manière à être placée en regard du brin amont 3M du câble 3.En correspondance, à l'autre extrémité de l'arbre de commande 17, une deuxième poulie, dite poulie de tension 19, est montée de manière à se trouver en face du brin aval 3V du câble 3, même si ce dernier s'écarte du treuil vers le haut de la figure 1. Ces deux poulies de tension 18 et de pression 19 sont montées libres en rotation chacune autour d'un axe parallèle à l'axe de l'arbre de commande 17. Leurs axes respectifs 18A et l9A sont parallèles et décalés par rapport à l'arbre de commande 17. En d'autres termes, les pièces sur lesquelles elles sont montées libres en rotation sont des excentriques 20 par rapport à l'arbre de commande 17. On retrouve ces éléments sur les figure 4A et 4B. De ce fait, comme le montre la figure 4B par rapport à la figure 4A, une légère rotation de l'arbre de la commande 17 autour de son axe provoque un pivotement des pièces excentriques 20, ainsi que des poulies de tension 18 et de pression 19. Si la tension du brin amont 3M du câble 3 augmente et que ce dernier est en appui dans la gorge de la poulie de tension 18, il aura tendance à repousser cette poulie de tension 18 et sa pièce excentrique 20 du côté opposé par rapport à l'arbre de commande 17 par pivotement de ce dernier. Ceci est permis par le fait que l'arbre de commande 17 est monté tournant dans les deux flasques 2. En correspondance, la poulie de pression 19 et sa pièce excentrique 20 pivoteront également autour de l'arbre de commande 17.Si le brin aval 3V du câble 3 est placé dans la gorge de la poulie de pression 19, on peut comprendre que la pression de cette poulie de pression 19 sur le câble 3 varie. Si, de plus, le décalage angulaire des deux pièces excentriques 20 l'une par rapport à l'autre est choisi de manière adéquate, on peut, pour une augmentation de la tension du brin amont 3M du câble, obtenir une augmentation de la pression de la poulie de pression 19 sur le brin aval 3V du câble 3. On fait remarquer que, sur la figure 1, l'arbre de commande 17, les poulies de tension 18 et de pression 19 ont été montrés de manière écartée par rapport à la poulie d'entraînement 1 inférieure ; des traits interrompus permettent de voir où l'arbre de commande 17 vient se loger dans des trous 21 des flasques latéraux 2. La figure 2 permet de comprendre que la poulie de pression 19 vienne pénétrer au fond de la dernière gorge 4D de la poulie d'entraînement 1 inférieure. Ainsi, le câble 3 est soumis, à cet endroit précis, à une pression supplémentaire. Son adhérence dans cette dernière gorge 4D s'en trouve très largement augmentée. En conséquence, c'est toute la tension du câble 3 autour des poulies d'entraînement 1 qui se trouve augmentée. Lorsque le câble est métallique, par exemple avec un diamètre de l'ordre de 5 mm, il repose au fond des gorges 4. Lorsque le câble est une corde de textile, par exemple en nylon de diamètre de l'ordre de 12 mm, les gorges 4 des poulies d'entraînement 1 sont de préférence en forme de V pour favoriser une adhérence maximale dans ces dernières. Dans le cas représenté à la figure 1, où le câble a ses brins amont 3M et aval 3V placés de façon opposée, le désaxage des excentriques 20 doit être approximativement de 1750. On peut préciser qu'un alliage de titane du type TA6V convient très bien à la réalisation des roues dentées du treuil. On peut donc ainsi construire un treuil portatif d'une masse inférieure à dix kilogrammes, conforme aux normes en vigueur et dont la charge utile peut atteindre trois cent kilogrammes. Dans son utilisation, le treuil peut être mobile ou pas, c'est-à-dire qu'il peut être fixé, soit au sol, soit à la charge mobile. Dans le cas où il est fixé à la charge, cette dernière est fixée à la poignée 13, c'est-à-dire que le treuil est renversé par rapport à sa position des figures 1 et 2. Le brin aval 3V du câble peut ainsi être laissé libre en pendant dans le vide ou être rembobiné sur un dispositif récupérateur tel qu'une bobine interchangeable faisant office de magasin. REVENDICATIONS 1. Treuil portatif comportant principalement - au moins une première poulie d'entraînement (1) montée tournante par rapport à un premier axe de poulie (1A) et possédant au moins une gorge (4) pour l'enroulement d'un câble (3) ; et - des éléments d'entraînement de cette poulie d'entraînement (1) avec des moyens moteurs, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage automatique de l'adhérence du câble (3) dans la gorge (4). 2. Treuil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réglage comprennent - un arbre de commande (17) monté tournant, mais parallèle et fixe par rapport à l'axe (1A) de la poulie d'entraînement (1) ; - une poulie de tension (18) montée libre en rotation autour d'un axe de tension (18A) désaxé et solidaire de l'arbre de commande (17), la poulie de tension (18) recevant dans sa gorge le câble (3) et le détournant avant son entraînement par la poulie d'entraînement (1) ; - une poulie de pression (19) montée libre en rotation autour d'un axe de pression (19A) parallèle et désaxé et solidaire de l'arbre de commande (17), cette poulie de pression (19) étant positionnée de manière à appuyer sur le câble (3) dans la dernière gorge (4) de la poulie d'entraînement (1) à l'endroit où le câble (3) quitte cette gorge (4) ; les désaxages respectifs des poulies de tension (18) et de pression (19), c'est-à-dire de leurs axes respectifs (18A, 19A) étant tels qu'une tension en amont du câble (3) entraîne une pression sur le câble (3) à sa sortie de la poulie d'entraînement (1). 3. Treuil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le désaxage entre les arbres de tension (18A) et de pression (19A) est environ égal à 175 si les brins amont (3M) et aval (3V) du câble (3) sont parallèles. 4. Treuil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux poulies d'entraînement (1) comportant chacune plusieurs gorges (4), les deux poulies d'entraînement (1) étant montées parallèles l'une par rapport à l'autre, de manière à ce que le câble (3) puisse être enroulé autour de l'ensemble de ces deux poulies d'entraînement (1) en faisant alternativement un demi-tour autour de chaque poulie. 5. Treuil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments d'entraînement comprennent pour chaque poulie d'entraînement (1) un train réducteur épicycloïdal avec une denture interne périphérique (10) solidaire de la poulie d'entraînement (1), trois roues dentées satellites (9) et une roue dentée centrale (8) solidaire d'un arbre d'entraînement (12). 6. Treuil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou les gorges (4) de la ou des poulie(s) d'entraînement (1) sont en forme de V. 7. Treuil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un régulateur de vitesse (30, 31) agissant sur l'arbre (12B) d'une poulie d'entraînement (1).