Brevet FR3033780A1 — publié le 20160923

DISPOSITIF DE PROTECTION D'UN ORGANE DE LEVAGE CONTRE UNE SURCHARGE DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention se rapporte au domaine technique des organes de levage, et plus particulièrement des treuils, c'est-à-dire, aux appareils de levage de charges. L'invention trouve plus spécifiquement application dans le domaine des treuils pour hélicoptères. ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE Les treuils entrant dans la constitution d'engins de levage sont traditionnellement constitués d'un tambour également dénommé « tambour de levage », associé à une cinématique assurant la rotation du tambour sur lui-même afin de permettre l'enroulement d'un câble de levage à l'extrémité libre duquel se situe une charge. Depuis l'utilisation de tels treuils, on a toujours souhaité disposer d'un dispositif de sécurité propre à ménager sinon le treuil, du moins la cinématique associée en cas de surcharge. Cette problématique est encore plus exacerbée lorsqu'un tel treuil est embarqué sur un hélicoptère. Ainsi donc, en cas de surcharge, telle que par exemple la prise de l'extrémité libre du câble de levage en un point fixe quelconque, de type arbre, pylône, etc..., et en l'absence d'un dispositif de sécurité, on risque d'affecter directement l'intégrité de l'hélicoptère, et notamment d'engendrer sa chute. Les dispositifs de sécurité actuellement connus induisent, en cas de détection de dépassement d'une charge limite, le déroulement du câble. Le plus souvent, on fait appel à un système d'embrayage à friction constitué d'un disque de friction et d'un ressort, ledit ressort étant taré à une valeur correspondant à la masse limite ou charge limite au-delà de laquelle on souhaite engendrer le déroulement du câble. Ainsi donc, lorsque la charge limite est atteinte, le disque de friction n'adhère plus, par exemple au tambour, libérant la rotation de celui-ci et corollairement, le déroulement du câble sans limitation aucune que les simples forces de frottement de l'axe du tambour sur les roulements qui le reçoivent. 3033780 2 Ainsi donc, aussi longtemps que la charge est supérieure à la valeur de tarage du ressort, la chaîne cinématique est libre. En revanche, lorsque le couple diminue, l'adhérence du disque de friction revient et 5 permet d'amortir la chute de la charge. Si ce système permet d'assurer une certaine protection en cas de surcharge, la rupture de la chaîne cinématique qu'il engendre entraîne souvent le déroulement complet du câble sans pouvoir s'y opposer. 10 En outre, un embrayage à friction est relativement sensible et complexe, et nécessite des contrôles périodiques afin d'assurer son bon fonctionnement en fonction de la charge limite que l'on souhaite imposer au système. Ainsi, un défaut de tarage du ou des ressorts peut engendrer le risque de laisser tomber la charge librement, voire de ne 15 pas se déclencher en cas de surcharge. Le contrôle desdits ressorts est donc déterminant pour optimiser la sécurité. L'objet de l'invention est de proposer un système plus fiable en termes de sécurité et plus simple à mettre en oeuvre. 20 EXPOSE DE L'INVENTION A cet effet, l'invention propose un dispositif de protection d'un organe de levage contre une surcharge, dans lequel ledit organe de levage est constitué d'un tambour de 25 levage sur lequel vient s'enrouler un câble de levage, ledit tambour étant mu en rotation au moyen d'un moteur. Selon l'invention, ce dispositif de protection comporte un premier moyen, solidaire du tambour de levage, et donc tournant à la même vitesse de rotation que le tambour de 30 levage, apte à coopérer avec un second moyen, solidaire de l'arbre de sortie du moteur, et donc tournant à la même vitesse que ledit arbre. Ces moyens coopèrent entre eux par l'intermédiaire d'au moins un élément amortisseur, intercalé entre lesdits moyens. En outre, lesdits moyens sont munis d'au moins un ensemble de contacteurs 35 électriques, lesdits contacteurs étant susceptibles d'entrer en contact l'un avec l'autre, de telle sorte à fermer un circuit électrique lorsque la charge supportée par le câble de levage dépasse une valeur limite donnée, cette valeur étant directement corrélée aux 3033780 3 caractéristiques du au moins un organe amortisseur. La fermeture du circuit électrique engendre une rotation accélérée du moteur, et corollairement du tambour de levage dans le sens de la descente ou du déroulé du câble et donc de la charge. 5 En d'autres termes, l'invention consiste tout d'abord à prévoir un système d'amortissement du couple positionné sur la chaîne cinématique entre l'axe ou arbre moteur et le tambour de levage. En outre, le système mis en oeuvre pour détecter une surcharge déclenche certes une 10 descente rapide de la charge par une action sur le moteur de levage, cette descente rapide demeurant cependant contrôlée et non pas, comme dans l'art antérieur, s'apparentant à la chute libre. Selon l'invention, les moyens dont sont munis respectivement l'arbre moteur et le 15 tambour de levage sont constitués chacun d'une couronne, lesdites couronnes coopérant l'une avec l'autre par l'intermédiaire de l'organe amortisseur. L'un des éléments constitutifs des contacteurs est solidaire de la périphérie de l'une des couronnes, et est destiné à coopérer avec un organe complémentaire, solidaire de 20 l'autre desdites couronnes. Selon l'invention, l'organe d'amortissement est typiquement constitué d'élastomère précontraint pour correspondre à une charge définie. 25 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. 30 La figure 1 est une représentation schématique en perspective illustrant l'accouplement du tambour et du moteur assurant la rotation de ce dernier. La figure 2 est une représentation schématique en section longitudinale de la figure 1. La figure 3 est une représentation schématique en perspective analogie à celle de la 35 figure 1, mais légèrement décalée angulairement. 3033780 4 La figure 4 est une représentation schématique en perspective partielle de la figure 1. La figure 5 est une autre représentation schématique en perspective partielle de la figure 1. La figure 6 est une vue en section transversale de la figure 1 réalisée dans le plan de 5 l'organe amortisseur. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION On a donc représenté en relation avec la figure 1, une vue en perspective du dispositif 10 de l'invention. Celui-ci est mis en oeuvre dans le cadre d'un système de levage, dont on a représenté par la référence 1, l'arbre associé au tambour, ledit arbre étant solidaire d'une couronne 2, tournant de facto à la même vitesse que l'arbre 1. 15 Corollairement, on a représenté sur la figure 2, illustrant une vue en section longitudinale du dispositif de l'invention, l'arbre de sortie 3 d'un moteur, en l'espèce électrique, destiné à assurer la rotation du tambour. Cet arbre de sortie du moteur est solidarisée à une couronne 4, de sorte que là encore, ladite couronne 4 tourne à la 20 même vitesse que l'arbre de sortie du moteur. Ce moteur est typiquement un moteur électrique et peut éventuellement être associé à un réducteur, de sorte que dans cette hypothèse, ladite couronne 4 est montée sur l'axe du réducteur. 25 Les couronnes 2 et 4 ont vocation à coopérer entre elles afin d'assurer la rotation du tambour lors des phases de levage. En d'autres termes, les couronnes respectives 2 et 4 tournent à la même vitesse, 30 respectivement, que celle de l'arbre de sortie du moteur ou de son réducteur associé et que celle du tambour de levage. On a enfin matérialisé par la référence 5 un organe amortisseur, en l'espèce, constitués d'élastomère précontraint, dont des saillies radiales 6, 7, 8 et 9 viennent s'intercaler 35 entre des secteurs des couronnes 2 et 4, ainsi qu'on peut bien l'observer sur la fugue 6. 3033780 5 On conçoit que la rotation de la couronne 4, donc associée à l'arbre moteur ou associé au réducteur, entraîne la rotation de la couronne 2 par compression de l'organe amortisseur 5, cette compression demeurant limitée aussi longtemps que la charge en bout de câble associé au tambour n'excède pas une charge limite. De fait, la raideur de 5 l'organe amortisseur 5 est déterminée en fonction de la charge limite que l'on entend imposer au système, c'est-à-dire, la charge totale au-delà de laquelle on souhaite engendrer une rotation accélérée du tambour de levage dans le sens du déroulement du câble. 10 A cet effet, l'organe amortisseur 5 est précontraint à l'instar d'un «suent bloc)> Il est typiquement réalisé en caoutchouc ou en élastomère précontraint, le matériau choisi étant fonction de la dureté souhaité pour l'organe amortisseur. Corollairement, on a matérialisé sur les différentes figures des contacteurs électriques 15 10, 11, respectivement ménagés sur la couronne 2 solidaire de l'axe de rotation du tambour et sur la couronne 4 solidaire de l'arbre de sortie du moteur (ou du réducteur). Typiquement, le contacteur 10 est du type à languette 12, cette dernière étant susceptible d'être abaissée par l'action d'une plaque constitutive du contacteur 11, 20 solidaire de la couronne 4, lorsque la charge est trop élevée, conduisant à l'écrasement de l'organe amortisseur 5. On conçoit du schéma explicatif que lorsque la contrainte exercée sur l'organe amortisseur 5 est trop importante, et en tout cas, dépasse une valeur limite fixée par les 25 caractéristiques du matériau constitutif dudit organe amortisseur, les contacteurs électriques 10, 11 viennent en contact l'un avec l'autre, engendrant la fermeture d'un circuit électrique (non représenté), engendrant à son tour la rotation accélérée du moteur et donc du tambour de levage dans le sens de déroulement du câble et donc de la charge fixée à son extrémité libre. 30 Dans l'objectif d'optimiser la sécurité du dispositif, on met en place deux jeux de tels contacteurs, positionnés diamétralement l'un par rapport à l'autre, assurant ainsi une redondance de l'information. 35 3033780 6 Cependant, quand bien même ce déroulement du câble de levage s'effectue en vitesse accélérée, dans l'objectif évident de ne pas impacter la sécurité de l'hélicoptère intégrant le treuil en question, ce déroulement demeure néanmoins contrôlé : il ne s'agit pas d'une simple chute libre Le retour aux conditions normales d'utilisation du 5 treuil devient de fait plus aisé. On conçoit tout l'intérêt du dispositif de l'invention, qui permet de manière simple et efficace d'assurer la protection du treuil en cas de surcharge, et notamment, lorsque le câble de levage se retrouve coincé en cours d'utilisation. Ce faisant, on garantit 10 également la sécurité de l'hélicoptère embarquant un tel treuil. REVENDICATIONS1. Dispositif de protection d'un organe de levage contre une surcharge, dans lequel ledit organe de levage comprend un tambour de levage sur lequel vient s'enrouler un câble de levage, ledit tambour étant mu en rotation au moyen d'un moteur, caractérisé - en ce qu'il comporte un premier moyen (2) solidaire du tambour de levage, et donc tournant à la même vitesse de rotation que le tambour de levage, apte à coopérer avec un second moyen (4) solidaire de l'arbre de sortie du moteur, et donc tournant à la même vitesse que ledit arbre, lesdits moyens coopérant entre eux par l'intermédiaire d'au moins un organe amortisseur (5) intercalé entre lesdits moyens, - et en ce que lesdits moyens (2, 4) sont munis d'au moins un ensemble de contacteurs électriques (10, 11), lesdits contacteurs étant susceptibles d'entrer en contact l'un avec l'autre ou d'être actionné l'un par l'autre, de telle sorte à fermer un circuit électrique lorsque la charge supportée par le câble de levage dépasse une valeur limite donnée, cette valeur étant directement corrélée aux caractéristiques du au moins un organe amortisseur (5), la fermeture du circuit électrique engendrant une rotation accélérée du moteur, et corollairement du tambour de levage dans le sens de la descente ou du déroulé du câble et donc de la charge. 2. Dispositif de protection d'un organe de levage contre une surcharge selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (2, 4) dont sont munis respectivement l'arbre moteur et le tambour de levage sont constitués chacun d'une couronne, lesdites couronnes étant accouplées l'une à l'autre au moyen de saillies coopérant les unes avec les autres par l'intermédiaire de l'organe amortisseur (5). 3. Dispositif de protection d'un organe de levage contre une surcharge selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend deux jeux de contacteurs (10, 11), diamétralement opposés l'un par rapport à l'autre. 4. Dispositif de protection d'un organe de levage contre une surcharge selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le ou les organes d'amortisseurs sont constitués d'élastomère précontraint