Brevet FR2828876A1 — publié le 20030228

TREUIL MOTORISE La présente invention concernant un treuil motorisé comportant un support, au moins un tambour sur lequel est enroulé un câble et formé d'un tronçon cylindrique et de deux flasques, des moyens d'entraînement en rotation dudit tambour et des moyens de liaison du tambour au support. Les treuils motorisés existants sont pratiquement tous basés sur un même principe de construction. Ils comportent un moteur avec un axe muni d'une roue dentée qui entraîne une roue dentée liée à l'axe du tambour sur lequel s'enroule un câble. De par le mode de transmission du couple sur l'axe du tambour, il est nécessaire que le tambour ait un diamètre inférieur relativement faible et une largeur importante si l'on souhaite enrouler un câble suffisamment long. Ceci présente différents inconvénients. Tout d'abord, du fait de la largeur du tambour, le treuil est relativement encombrant, ce qui peut être gênant dans certaines applications dans lesquelles l'espace disponible est restreint. Par la largeur du tambour, pour obtenir un enroulement correct du câble, il est nécessaire d'utiliser un guidage. Ceci entraîne une plus grande complexité du treuil puisqu'il faut une pièce mobile dont le déplacement doit être géré. L'encombrement du treuil est augmenté De plus, même pendant le déplacement du tambour, le treuil doit résister à toute la force de traction du câble. Les composants mobiles tels que paliers, coulisses,. doivent être particulièrement résistants. Sans guidage, le câble a tendance à s'accumuler dans une zone du tambour et à ne pas se répartir uniformément Seule une partie du câble peut donc être enroulée sur le tambour. Lorsque le câble n'est pas enroulé régulièrement, une partie du câble peut se coincer entre deux spires d'un tour précédent. Si cela se produit lorsque le câble est sous tension, il peut être extrêmement difficile de dérouler le câble. Pour enrouler une longueur de câble suffisante, les tambours existants ont généralement un diamètre extérieur ou un diamètre de flasques environ deux fois plus grand que le diamètre inférieur ou diamètre du cylindre. Ceci a différentes conséquences. Si la vitesse de rotation du moteur est constante, la vitesse linéaire du câble sera fortement variable. De même, la force de traction ne sera pas la même lorsque le tambour est pratiquement vide ou lorsqu'il est plein. Lorsque le tambour est pratiquement vide, le câble est enroulé sur un diamètre relativement faible. Ceci crée une forte déformation et de grandes contraintes dans ce câble, ce qui génère une usure et diminue la durée de vie La présente invention se propose de pallier les inconvénients des treuils motorisés de l'art antérieur en réalisant un treuil peu encombrant, pratique à utiliser et particulièrement robuste et fiable. Ces buts sont atteints par un treuil tel que défini en préambule et caractérisé en ce que les moyens de liaison comportent un roulement annulaire ayant une couronne dentée coopérant avec lesdits moyens d'entraînement en rotation du tambour. Selon une forme de réalisation préférée, le roulement annulaire est formé de deux anneaux dont l'un est fixé au support et dont l'autre est fixé à l'un des flasques du tambour. Les moyens d'entraînement en rotation du tambour comportent avantageusement au moins un moteur ayant un arbre de sortie solidaire d'une roue dentée en prise avec la couronne dentée du roulement annulaire Selon une variante de réalisation permettant d'augmenter la force de halage du treuil, les moyens d'entraînement comportent plusieurs moteurs ayant chacun un arbre de sortie solidaire d'une roue dentée en prise avec la couronne dentée du roulement annulaire. Selon une première forme de réalisation, le moteur est disposé d'un côté du support opposé au tambour. Selon une deuxième forme de réalisation, le moteur est disposé d'un même côté du support que le tambour. Selon une variante de réalisation particulière, le treuil comporte des moyens de fixation pivotants du support sur un véhicule. Ces moyens de fixation pivotant peuvent coopérer avec des moyens de guidage du déplacement du tambour. Le treuil peut également comporter un capteur de position du câble lors de son enroulement, ce capteur coopérant avec les moyens de guidage du déplacement du tambour. Selon une forme de réalisation particulière, le treuil comporte au moins une roue dentée disposée entre la roue dentée du moteur et la couronne dentée du roulement annulaire. Le treuil selon la présente invention peut comporter un dispositif anti-retour placé à l'intérieur du tronçon cylindrique du tambour. Ce dispositif anti-retour peut être un dispositif à cliquet, un frein à disques ou un dispositif similaire. Le treuil selon l'invention peut également comporter des moyens d'aide au déroulement du câble. Selon une variante de réalisation, le treuil peut comporter deux tambours, chaque tambour étant solidaire d'un roulement annulaire coopérant avec des moyens d'entraînement en rotation des tambours. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le moteur est disposé dans le tronçon cylindrique du tambour. La roue dentée du moteur est en prise avec la couronne dentée du roulement annulaire par l'intermédiaire d'un réducteur planétaire. La présente invention et ses avantages seront mieux compris en référence à la description de différents modes de réalisation de l'invention et aux dessins annexés dans lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation d'un treuil motorisé selon l'invention ; - la figure 2 représente de façon schématique, un treuil mural ; - la figure 3 illustre un treuil motorisé double ; - la figure 4 est une vue de face d'une partie du treuil selon l'invention ; et - la figure 5 illustre un mode de réalisation particulier du treuil selon l'invention ; En référence à ces figures, le treuil 10 selon la présente invention comporte essentiellement un support 11, un tambour 12 sur lequel est enroulé un câble 13, des moyens 14 de liaison du tambour au support et des moyens 15 d'entraînement du tambour. Le tambour 12 est formé d'un tronçon cylindrique 16 et de deux flasques 17 Contrairement aux tambours généralement utilisés, le tronçon cylindrique a un diamètre relativement grand par rapport au diamètre des flasques et une largeur faible. Selon une réalisation concrète, le cylindre peut avoir un diamètre équivalent aux deux tiers du diamètre des flasques, par exemple respectivement 40 cm et 60 cm, pour une largeur de 10 à 15 cm par exemple. Les moyens de liaisons 14 sont formés d'un roulement annulaire 18 comportant une couronne dentée 19. Dans les modes de réalisation illustrés par les figures 1 à 4, le roulement comporte une denture extérieure. Les anneaux du roulement peuvent être liés par des billes ou des roulements à aiguilles notamment, d'une façon bien connue de l'homme du métier. L'anneau extérieur du roulement est lié à l'un des flasques 17 du tambour au moyen de boulons par exemple. L'anneau intérieur est fixé au support 11 également au moyen de boulons. Les moyens d'entraînement 15 du treuil sont formés d'un ou plusieurs moteurs 20, en particulier des moteurs hydrauliques, ayant un arbre de sortie lié à une roue dentée 21. Cette roue dentée est en prise avec la denture des moyens de liaison 14 de façon que la rotation du moteur entraîne la rotation du roulement annulaire. Pour augmenter la force de traction du treuil, il est possible de disposer plusieurs moteurs similaires en contact avec la couronne dentée du roulement annulaire Dans ce cas, la force de traction est multipliée par le nombre de moteurs. Le support 11 est formé d'une plaque de base 22 sur laquelle sont fixés directement les moteurs et grâce à laquelle il est possible de fixer le treuil à un véhicule (non représenté) tel qu'une machine forestière par exemple. Il comporte également un carter 23 illustré en particulier par la figure 1, dans lequel est disposé le roulement annulaire 18 et les roues dentées 21 des moteurs 20 De cette façon, les parties les plus fragiles du treuil, à savoir le roulement et les roues dentées sont protégées des chocs et de la saleté. En se référant plus particulièrement aux figures 1 et 5, le treuil 10 comporte des moyens 24 de guidage du câble. Ceci peut être utile notamment lorsque le câble est tiré fortement de côté. Dans la réalisation de la figure 1, l'ensemble du treuil est monté sur un véhicule par des moyens de fixation pivotants 25 Le support 11 est lié à un vérin 26 qui permet de déplacer le tambour par rapport au câble 13 lorsqu'il est enroulé. Une telle réalisation est rendue possible grâce au fait que la largeur du tambour est de quelques centimètres seulement contrairement aux tambours conventionnels dans lesquels la largeur d'enroulement est de quelques dizaines de centimètres. Le déplacement du tambour peut être géré par un capteur 27 qui détecte la position du câble par rapport au support. Ce capteur peut être formé d'une fourche liée à un potentiomètre (non représenté) par exemple. Lorsque le potentiomètre détecte que le câble est trop tiré d'un côté, le vérin est poussé ou rétracté de façon à placer le câble dans une position adéquate. Dans le mode de réalisation illustré par la figure 5, les moyens 24 de guidage du câble comportent trois poulies 37 disposées de façon à former une chicane. Ces trois poulies peuvent être entraînées par un moteur (non représenté). Elles sont solidaires d'un vérin 38 agencé pour les déplacer, avec le câble, le long du tambour. Ceci permet de positionner le câble de façon optimale lors de son enroulement. Lorsque les poulies sont entraînées par un moteur, elles peuvent fournir une assistance lors du déroulement du câble. Lors de son enroulement, elles peuvent également générer une précontrainte qui permet d'assurer un enroulement optimal. La figure 2 est une vue schématique d'une variante qui permet de réaliser un treuil mural. Dans ce cas, le ou les moteurs 20 sont placés du côté du tambour. Il est bien entendu nécessaire de dimensionner les flasques du tambour de telle façon qu'ils ne soient pas en contact avec le moteur. Il est également possible d'ajouter une roue dentée 28 entre la roue 21 du moteur et la couronne dentée 19 du roulement annulaire. Cette roue intermédiaire 28 peut modifier ou non le rapport de réduction entre le moteur et le roulement annulaire, en fonction de la différence du nombre de dents des deux roues dentées 21 et 28. Ce mode de réalisation permet d'avoir un treuil mural extrêmement compact Ceci permet de le placer verticalement, sur le côté d'un véhicule ou horizontalement sur un pont de ce véhicule. Dans le cas d'un véhicule pour lequel le treuil n'est pas toujours indispensable, il est possible de le fixer ou de l'enlever rapidement, par des moyens de levage. Il peut par exemple être fixé sur le pont d'un véhicule au moyen de quelques boulons seulement. La figure 3 illustre un autre mode de réalisation comportant deux treuils Ceux-ci peuvent être disposés de part et d'autre du même support 11 et sont entraînés chacun par un ou plusieurs moteurs 20. Ceci permet de réaliser un treuil à deux tambours particulièrement compacts. Le treuil selon l'invention peut en outre comporter un dispositif anti-retour 29, du type dispositif à cliquet, comme cela est illustré en détail par la figure 4 Le dispositif anti-retour 29 pourrait également être un frein à disques ou tout autre dispositif similaire. L'intérieur du tronçon cylindrique 16 du tambour 12 comporte des dents asymétriques 30. Le support 11 comporte un doigt 31 monté sur un axe 32 pivotant. Dans une première position du doigt, illustrée en traits interrompus par la figure 4, il n'est jamais en contact avec les dents asymétriques 30. Dans une deuxième position, illustrée en traits pleins sur cette même figure 4, il est en contact avec ces dents d'une manière telle que le tambour 12 peut tourner dans un sens qui permette d'enrouler le câble et qui empêche le tambour de tourner dans l'autre sens. La partie centrale du tambour peut être fermée par une plaque de fermeture 33, comme cela est illustré par la figure 1, ce qui évite que des objets ne se coincent dans le tambour. Dans ce cas, il est possible de laisser l'axe de pivotement 32 du doigt 31 dépasser de cette plaque de fermeture, de façon à pouvoir activer et désactiver facilement le dispositif anti-retour. Pour dérouler le câble, il est possible de laisser tourner librement les moteurs. Une traction sur ce câble entraîne alors la rotation du tambour Il est également possible de fournir une assistance au déroulement Cette assistance peut être fournie par des moyens 34 d'aide au déroulement du câble et être du type tout ou rien ou progressive. À cet effet, ces moyens d'aide peuvent être associés à un levier pivotant 35. Lorsqu'aucune traction n'est appliquée sur le câble 13, celui-ci n'est pas en contact avec le levier 35 parce que le câble pend sous l'effet de son propre poids sous le tambour 12. Ceci correspond à la position illustrée en traits interrompus par la figure 4. Lorsqu'une traction est appliquée au câble, il se tend dans la direction de la traction. Dans ce cas, il entre en contact avec le levier 35 et le soulève légèrement. Ceci correspond à la position illustrée en traits pleins par la figure 4. Ce soulèvement est détecté par un interrupteur ou un potentiomètre 36 qui enclenche les moteurs 20 de façon à dérouler le câble. Dans le cas d'un interrupteur, la vitesse de déroulement est constante. Dans le cas d'un potentiomètre, la vitesse de déroulement peut être adaptée à la tension du câble, donc à la hauteur du levier. La figure 5 illustre un mode de réalisation particulièrement compact de l'invention. Contrairement aux autres modes de réalisation illustrés, la couronne dentée 19 comporte une denture intérieure L'anneau extérieur de cette couronne est solidaire du support 11 et l'anneau intérieur est solidaire du tambour. Le moteur est disposé dans le volume disponible à l'intérieur du tambour. Comme dans les modes de réalisation précédents, il comporte un axe lié à une roue dentée 21. Celle-ci est en prise avec la couronne dentée par l'intermédiaire d'un réducteur planétaire 39. Ce mode de réalisation est particulièrement intéressant par le fait que le moteur est disposé dans le tambour. Il occupe ainsi un volume non utilisé dans les autres modes de réalisation. Le treuil obtenu est très compact et peut-être utilisé comme treuil mural. La présente invention comporte de nombreux avantages par rapport aux treuils de l'art antérieur D'une part, il est très compact, ce qui permet de le placer dans des endroits dans lesquels d'autres treuils n'ont pas suffisamment de place Le cylindre du tambour 12 a un grand diamètre par rapport aux tambours de treuils classiques. Cela implique d'une part que le câble subit moins de contraintes et d'autre part qu'un tour de câble est plus long Pour une même longueur du câble, il faut moins de tours, donc un volume moins important La largeur du tambour étant particulièrement faible par rapport aux tambours de l'art antérieur, le câble ne peut pas s'enrouler de façon incorrecte, c'est-à-dire d'un seul côté du tambour. Tout le câble est utilisable contrairement à ce qui se passe avec les autres treuils. Comme l'enroulement se fait régulièrement, les spires ne peuvent pratiquement pas se coincer les unes dans les autres. Le déroulement du câble est donc facilité. Le treuil peut être placé dans pratiquement n'importe quelle position, aussi bien horizontalement que verticalement ou en biais. Dans tous les cas, l'enroulement sera correct et tout le câble pourra être utilisé La force de traction et la vitesse de déroulement varient en fonction de l'état d'enroulement du câble, c'est-à-dire du diamètre de la bobine formée par le câble. Étant donné que ce diamètre varie relativement peu entre l'état totalement enroulé et l'état totalement déroulé, cette force et cette vitesse varient également relativement peu. Il est possible de n'utiliser qu'un faible nombre de couches de câble puisque le diamètre est relativement grand. Le fait que le contact entre la roue dentée du moteur et le roulement annulaire est situé à la même distance du centre du tambour que l'endroit où le câble s'enroule implique que la force linéaire du moteur est sensiblement égale à la force sur le câble. Cette force est cumulative, ce qui signifie que pour doubler la force de traction du câble, il suffit de doubler le nombre de moteurs De même, pour changer la longueur de câble disponible, il suffit de changer la dimension des flasques du tambour et d'enrouler la longueur de câble souhaitée. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, mais s'étend à toute variante évidente pour l'homme du métier En particulier, il est possible d'utiliser un roulement annulaire ayant une denture intérieure. Dans ce cas, l'anneau intérieur est lié au tambour et l'anneau extérieur est lié au support Il est clair que selon l'application, le câble pourrait être remplacé par une corde, une chaîne ou une sangle notamment. Revendications 1. Treuil motorisé comportant un support, au moins un tambour sur lequel est enroulé un câble et formé d'un tronçon cylindrique et de deux flasques, des moyens d'entraînement en rotation dudit tambour et des moyens de liaison du tambour au support, caractérisé en ce que ces moyens de liaison (14) comportent un roulement annulaire (18) ayant une couronne dentée (19) coopérant avec lesdits moyens (15) d'entraînement en rotation du tambour. 2. Treuil motorisé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le roulement annulaire (18) est formé de deux anneaux dont l'un est fixé au support (11) et dont l'autre est fixé à l'un des flasques (17) du tambour. 3. Treuil motorisé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (14) d'entraînement en rotation du tambour comportent au moins un moteur (20) ayant un arbre de sortie solidaire d'une roue dentée (21) en prise avec la couronne dentée (19) du roulement annulaire (18). 4. Treuil motorisé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement (15) comportent plusieurs moteurs (20) ayant chacun un arbre de sortie solidaire d'une roue dentée (21) en prise avec la couronne dentée (19) du roulement annulaire (18). 5. Treuil motorisé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moteur (20) est disposé d'un côté du support (11) opposé au tambour (12). 6. Treuil motorisé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moteur (20) est disposé d'un même côté du support (11) que le tambour (12) 7. Treuil motorisé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (25) de fixation pivotant du support (11) sur un véhicule 8. Treuil motorisé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de fixation pivotants (25) coopèrent avec des moyens de guidage (24) du déplacement du tambour. 9. Treuil motorisé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (27) de position du câble (13) lors de son enroulement, ce capteur coopérant avec les moyens (24) de guidage du déplacement du tambour. 10. Treuil motorisé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une roue dentée (28) disposée entre la roue du moteur et la couronne dentée (19) du roulement annulaire (18). 11. Treuil motorisé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif anti-retour (29) placé à l'intérieur du tronçon cylindrique (16) du tambour (12). 12. Treuil motorisé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le dispositif anti-retour (29) est un dispositif à cliquet. 13. Treuil motorisé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (34) d'aide au déroulement du câble. 14. Treuil motorisé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux tambours (12), chaque tambour étant solidaire d'un roulement annulaire (18) coopérant avec des moyens (15) d'entraînement en rotation des tambours. 15. Treuil motorisé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moteur (20) est disposé dans le tronçon cylindrique du tambour (12) 16. Treuil motorisé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la roue dentée du moteur (20) est en prise avec la couronne dentée (19) du roulement annulaire (18) par l'intermédiaire d'un réducteur planétaire (39).