Brevet FR2771397A1 — publié le 19990528

UNITE DE FREINAGE A COMMANDE PROGRESSIVE POUR TREUIL OU ANALOGUE Les freins de treuil se composent principalement d'un tambour et d'une sangle de friction qui porte par la majorité de sa surface latérale sur un cylindre solidaire du treuil et qui est tendue pour venir s'y appliquer avec pression en vue du freinage. Classiquement, cette sangle de friction est attachée par l'une de ses extrémités à un point fixe et tendue par son autre extrémité à l'aide d'un dispositif de traction. Les freins sont normalement serrés, c'est-àdire que la bande est tendue en permanence à l'état de repos et exerce une pression de serrage contre le cylindre par l'intermédiaire d'un ressort. Une commande de dégagement permet d'amener la pression de serrage à une valeur faible, voire nulle, pour libérer le treuil lors de son travail. Le treuil présente ainsi deux états : un état de repos dans lequel il est naturellement immobilisé par freinage à l'aide de la sangle et un état de travail dans lequel il est rendu libre par une pression de commande aboutissant au dégagement de la prise par la sangle. Le freinage est extrêmement sensible à la pression d'application de la bande de friction contre le cylindre et donc à sa force de tension. En effet à partir d'une certaine valeur de la force de serrage de la bande de friction autour du cylindre, la moindre augmentation de celle-ci peut conduire au blocage du treuil. Il convient donc de respecter particulièrement la progressivité d'augmentation de cette force au moment du freinage. En l'absence de force progressive de freinage, il convenait d'éviter le blocage mécanique du treuil ou analogue en introduisant un amortissement de cette force lorsque le serrage tend au blocage. C'est le but du frein pour treuil décrit dans la demande de brevet européen n0 0347208 au nom de BUTTERLEY ENGINEERING LIMITED. Elle concerne un frein de treuil dont la sangle est tendue par une de ses extrémités par l'intermédiaire d'un dispositif de commande sur une faible course linéaire, l'autre extrémité étant reliée par un moyen amortisseur à rappel élastique à un point fixe. Cette invention permet d'éviter le blocage du treuil engendrant des à-coups dangereux et des effets dommageables sur le câble de soutien de la charge et sur la charge elle-même. Lors du freinage bloquant, le moyen amortisseur à rappel élastique formé par l'empilement de rondelles dites Belleville utilisées dans cette invention pour cette fonction joue le rôle de tampon amortisseur élastique permettant d'obtenir momentanément une moindre tension de la sangle afin d'éviter le blocage. La force de rappel du moyen amortisseur est réglable pour disposer d'une force élastique de précontrainte d'intensité modifiable. Cette invention permet d'éviter le blocage répétitif du treuil lors de son fonctionnement intensif. Elle permet aussi de diminuer la plage d'application de la force de freinage et donc de rendre le treuil moins sensible à la nécessaire progressivité de la force de freinage. La présente invention a pour but de rendre le freinage progressif sur toute la plage de freinage pour éviter le danger pour le treuil et pour la charge représenté par une libération trop brutale du freinage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront dans la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin dans lequel la figure 1 est une vue schématique d'ensemble du frein et du vérin hydraulique à commande par une pression variable la figure 2 est une vue schématique d'ensemble en blocs fonctionnels de l'unité de freinage avec sa commande progressive . la figure 3 est un schéma-bloc d'ensemble montrant le circuit hydraulique de commande ; . la figure 4 est une représentation d'un exemple de commande manuelle à deux boutons rotatifs. L'invention s'applique à un treuil 1 ou analogue comportant un cylindre 2 solidaire du treuil sur une partie de la surface latérale duquel porte une sangle de friction 3 dont la force d'application et donc de friction est procurée par un vérin hydraulique VR de poussée 4. La sangle présente une extrémité fixe 5 et une extrémité mobile 6 reliée articulée à la tige 7 du vérin de poussée 4. Ce vérin est du type à rappel élastique de traction par exemple par un ressort 8 par exemple intérieur monté sur sa tige 7. La détente du ressort exerce une force de traction alors que sa compression par une pression suffisante dans la chambre 9 du vérin 4 provoque la sortie de sa tige. Le ressort 8 peut être intégré ou non au vérin 4. Ainsi, une pression hydraulique dans la chambre du vérin exercera une force à l'encontre de la raideur du ressort 8. Ce type de vérin est conditionné par le mode de fonctionnement du freinage qui impose un état bloqué au treuil en l'absence de pression de commande. Cette dernière provoquera selon sa montée ou sa descente un desserrage du frein par diminution de la force de blocage ou un retour au freinage puis au blocage. Selon l'invention, on établit une pression de commande graduelle pour freiner ou défreiner progressivement en vue de supprimer les à-coups et coups de bélier des montages classiques et également de permettre une retenue adaptée du câble monté sur le treuil tout au long de son déroulement. L'invention permet de retenir ce câble avec une force constante préréglée. Il est bien entendu que le vérin hydraulique peut être remplacé par un vérin pneumatique qui est son équivalent pour cette invention. On peut envisager un fonctionnement direct du vérin sans ressort de rappel par utilisation d'un vérin de traction. On envisage également le cas d'un vérin à double effet. On examinera ci-après la commande de ce vérin. Il est alimenté d'une part selon une pression variable en relation avec la commande manuelle CM par exemple proportionnelle à celle-ci à partir d'une source de pression P, par exemple d'une valeur de 100 bars, à travers une servovalve SV par un premier circuit et alimenté d'autre part directement à partir de la source P à travers une électrovanne de commande EVD par un deuxième circuit. Un sélecteur de circuit SC permet aux deux circuits de fonctionner indépendamment l'un de l'autre selon un régime de pression graduée ou un régime de pleine pression. La ligne de pression P arrive sur l'entrée de la servovalve SV et alimente en pression variable la chambre du vérin 4 à travers le sélecteur de circuit SC. La servovalve est commandée électriquement sur sa bobine à partir d'une unité de commande électronique UCE en modulation d'impulsions par exemple une modulation en largeur d'impulsions ou de rapport cyclique engendrant des signaux de sortie MLI. Cette unité UCE reçoit une commande manuelle CM par exemple sous la forme d'un potentiomètre PTM permettant de régler la puissance de freinage entre une valeur minimale (MINI) et une valeur maximale (MAXI). Ce potentiomètre provoque des variations de modulation par exemple en largeur des impulsions. Un commutateur manuel de fonctionnement CM par exemple rotatif permet de choisir les fonctions suivantes : frein total, lâcher total et lâcher progressif. Ces fonctions correspondent respectivement au blocage du treuil (immobilisation de la charge), au déroulement continu du treuil (descente rapide de la charge) et au régime graduel ou progressif permettant une grande variété de fonctionnements différents du treuil (retenue contrôlée de la charge). On peut analyser le fonctionnement à partir des pressions. Sans pression, le frein est serré et le treuil au repos en raison de l'effet de traction du ressort sur la sangle. Il s'agit de la fonction "frein total". On peut, grâce à EVD mettre SC en communication directe avec toute la pression par la simple commande existante. Le frein se desserre totalement et rapidement. Il s'agit de la fonction "lâcher total" comme prévu à l'origine sur le treuil. Le fonctionnement qui sera décrit ci-après est celui dit du "lâcher progressif" qui correspond plus particulièrement à celui de l'invention. La servovalve SV est pilotée par des impulsions de courant modulées en largeur à partir de UCE pour alimenter à travers SC la chambre du vérin en pression variable graduellement ascendante ou descendante pour commander le desserrage ou le serrage progressifs du frein selon les excursions du potentiomètre PTM de la commande manuelle CM entre une valeur minimale et une valeur maximale et inversement. On a décrit ci-dessus le fonctionnement dans le cas d'un vérin avec ressort de rappel en position bloquée du treuil. Il est bien entendu que l'invention s'applique à simple ou à double effet avec un autre moyen de rappel élastique mécanique, hydraulique, électromagnétique ou tout autre. REVENDICATIONS 1. Unité de freinage progressif notamment pour treuils (1) et analogues présentant une sangle de friction (3) tendue autour de la surface latérale d'un cylindre (2) solidaire du tambour du treuil (1) pour le freinage de celui-ci, sangle (3) dont une extrémité (5) est fixe et l'autre extrémité (6) reliée à la tige (7) d'un vérin (4) caractérisée en ce que le vérin (4) est alimenté par un fluide moteur à pression variable pour réaliser une variation progressive de la force de serrage ou de desserrage de la sangle (3) sur le cylindre (2) du treuil (1) et permettre ainsi le déblocage ou le blocage progressif du frein du treuil. 2. Unité de freinage pour treuil selon la revendication 1 caractérisée en que le vérin (4) est alimenté à travers une servovalve SV pilotée en courant par une unité de commande électronique UCE à partir d'une commande manuelle CM. 3. Unité de freinage pour treuil selon la revendication 2 caractérisée en ce que la commande manuelle CM est un potentiomètre PTM. 4. Unité de freinage pour treuil selon la revendication 2 caractérisée en ce que la servovalve SV est pilotée en courant en modulation d'impulsions. 5. Unité de freinage pour treuil selon la revendication 4 caractérisée en ce que la modulation d'impulsions est une modulation de largeur ou du rapport cyclique. 6. Unité de freinage pour treuil selon la revendication 1 caractérisée en ce que la force élastique de rappel en position de blocage est une force apportée par un ressort (8) intégré ou non au vérin (4). 7. Unité de freinage pour treuil selon la revendication 1 caractérisée en ce que le vérin (4) est un vérin hydraulique. 8. Unité de freinage pour treuil selon la revendication 1 caractérisée en ce que le vérin (4) est un vérin pneumatique. 9. Unité de freinage pour treuil selon la revendication 1 ou 7 ou 8 caractérisée en ce que le vérin (4) est un vérin à double effet. 10. Unité de freinage pour treuil selon la revendication 1 caractérisée en ce que la chambre du vérin (4) est reliée à la servovalve SV par un sélecteur de circuit SC permettant de relier le vérin indifféremment à SV ou au circuit d'origine de commande à pleine pression du treuil.