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Système de levage d'une charge à deux tambours fonctionnant en
parallèle, synchronisés en rotation
La présente invention concerne un système de levage d'une charge
assurant une sécurité anti-chute par redondance des organes de levage
situés entre la charge et le moto-réducteur de levage.
L'invention a ainsi pour objet un système de levage d'une charge
comprenant un groupe moto-réducteur à deux pignons de sortie parallèles,
caractérisé en ce que chaque pignon de sortie entraine un dispositif de
levage relié à la charge par un câble, un dit dispositif comprenant une
couronne dentée engrenant avec l'un des deux pignons de sortie, ladite
couronne dentée entraînant, par un embrayage à friction comprenant un
disque intermédiaire d'embrayage, un tambour de treuil sur lequel est
attaché et enroulé ledit cable, ledit disque intermédiaire comportant
des cliquets de retenue interdisant sa rotation dans le sens
correspondant à la descente de la charge, le tambour étant solidaire
d'un arbre central dont la rotation dans le sens correspondant à la
descente de la charge assure l'accouplement de l'embrayage et en ce que
ledit arbre central est synchronisé en rotation avec l'arbre central de
l'autre dispositif de levage au moyen d'un accouplement à plateaux et
disque d'accouplement muni de tenons, ou rainures, orthogonales, les
deux arbres centraux étant supportés par un bâti fixe.
Selon une réalisation particulière, ledit disque intermédiaire
d'embrayage est pris en sandwich entre un moyeu assurant la liaison
entre ledit tambour et ledit arbre central et comportant une surface
d'appui contre ledit disque et un plateau-écrou monté sur une portée
filetée dudit arbre central, ledit plateau-écrou étant entraîné en
rotation par un centreur solidaire de ladite couronne dentée, ladite
liaison en rotation du centreur et dudit plateau-écrou s'effectuant par
un moyen permettant un léger déplacement axial dudit plateau-écrou par
rapport audit centreur, la rotation de ladite couronne dentée dans le
sens correspondant ~ la montée de ladite charge provoquant le
déplacement axial dudit plateau-écrou dans le sens assurant son
application contre ledit disque intermédiaire d'embrayage.
Selon une autre caractéristique, le câble de chaque dispositif de
levage est attaché à la charge puis passe sur une poulie de renvoi avant
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de s'enrouler sur le tambour, les deux poulies de renvoi étant montées
aux deux extrémités d'un palonnier articulé horizontalement en son
milieu à une partie fixe solidaire dudit bâti, à la verticale de ladite
charge, le mouvement dudit palonnier étant limité entre deux butées
munies chacune d'un détecteur.
Selon une autre caractéristique, ladite charge est montée
coulissante le long d'une colonne verticale.
On va maintenant donner la description d'un exemple de mise en
oeuvre de l'invention en se reportant au dessin annexé dans lequel :
La figure 1 est une vue générale schématique d'un système de levage
d'une charge selon l'invention.
La figure 2 est une réalisation pratique de l'ensemble A de la
figure 1 montrant le moto-réducteur, les deux dispositifs de levage et
le dispositif de synchronisation en rotation des deux arbres centraux.
La figure 3 est une vue partielle agrandie de la figure 2 en coupe
axiale montrant la moitié du moto-réducteur, la moitié du dispositif de
levage de droite et le dispositif de synchronisation en rotation des
deux arbres centraux.
La figure 4 est une vue partielle selon la flèche IV de la figure 3
montrant le dispositif de retenue par cliquets du disque intermédiaire
d'embrayage.
En se référant maintenant à la figure 1 montrant le principe du
système de levage d'une charge selon l'invention, on voit un moto-
réducteur 1 comprenant à chacune de ses extrémités un pignon de sortie :
pignon 2 à droite et pignon 3 à gauche. Ces pignons sont disposés
parallèlement et sont strictement solidaires en rotation. Le pignon 2
entraîne un premier dispositif de levage qui est relié à une charge 4
par un premier câble 5.
Ce premier dispositif de levage, à droite sur la figure, comprend
une couronne dentée 6 qui entraîne, par l'intermédiaire d'un embrayage à
friction 7, un premier tambour de treuil 8 sur lequel s'enroule et se
déroule le premier câble 5 et auquel il est fixé.
Le pignon de gauche 3 entraîne également un deuxième dispositif de
levage qui est relié à la charge 4 par un second câble 9. Ce deuxième
dispositif de levage, situé à gauche sur la figure, est identique au
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premier et comprend une couronne dentée 6A, un embrayage à friction 7A
et un tambour de treuil 8A.
Comme il sera décrit en détail en référence aux figures 3 et 4,
l'embrayage à friction 7 (ou 7A) comprend un disque intermédiaire
d'embrayage qui comporte des cliquets de retenue interdisant sa rotation
dans le sens qui correspond à la descente de la charge 4.
Ce système de levage est ainsi redondant et assure le maintien de
la charge 4 quelle que soit la défaillance d'un quelconque ou de
plusieurs organes de l'un des deux dispositifs de levage, y compris le
pignon de sortie du moto-réducteur et le câble, à la condition que cette
défaillance, ou ces défaillances, ne surviennent que sur l'un seulement
des deux dispositifs, droite ou gauche, de levage.
Comme on le verra plus loin, l'embrayage, pour chaque côté, est
assuré automatiquement par la rotation du pignon de sortie dans le sens
assurant la montée de la charge 4. En outre, la rotation du tambour 8
dans le sens correspondant à la descente de la charge 4 a également pour
effet automatique d'assurer l'embrayage de l'embrayage à friction 7 dont
le disque intermédiaire est retenu par ses cliquets dans le sens de
rotation correspondant précisément à cette descente de la charge.
Ainsi, la descente de la charge est effectuée par une succession
alternative de débrayage et d'embrayage de l'embrayage à friction en
commandant le moto-réducteur dans le sens inverse de la montée : le
débrayage étant provoqué par cette rotation et l'embrayage par la
rotation du tambour sous le poids de la charge.
Inévitablement, un tel système de descente par frictions
successives ne peut pas être identique des deux côtés à cause des
coefficients de frottement non absolument identiques de chaque côté, de
l'usure non égale etc... Aussi, pour que les deux câbles 5 et 9 soient
en permanence tendus tous les deux, il est nécessaire d'assurer la
synchronisation en rotation des deux tambours 8 et 8A.
Pour cela, chaque tambour est solidaire d'un arbre central : 10
pour le dispositif de droite et 11 pour le dispositif de gauche qui sont
synchronisés en rotation par un accouplement à plateaux 12 et 13 et
disque d'accouplement 14 muni de tenons, ou de rainures, orthogonales.
Un tel accouplement est connu en soi et porte le nom de "joint
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d'oldham".
Ce dispositif de synchronisation est particulièrement avantageux
car il évite un arbre unique long, il permet le désaccouplage des deux
arbres pour les mises au point et en particulier pour rattraper le jeu
résultant d'une élongation permanente et non identique, inévitable, des
deux câbles. A cet effet, le "joint d'oldham" comporte une pluralité de
tenons, et rainures orthogonales de manière à permettre d'effectuer un
1/8 ou un 1/4 de tour, par exemple, à l'un des deux arbres. Enfin, cet
accouplement permet un non alignement des deux arbres, autorisant une
certaine distance d entre axes.
Le système général de levage de l'invention est ainsi redondant,
synchronisé et entièrement mécanique ne conduisant à aucune exigence
particulière sur la partie électrique.
Sur cette figure 1, on voit que les câbles 5 et 9, attachés à la
charge 4 passent sur des poulies de renvoi 15 et 16 avant de s'enrouler
sur les tambours 8 et 8A.
Ces poulies 15 et 16 sont montées aux extrémités d'un palonnier 17
qui est articulé en son milieu 18 à une partie fixe, solidaire du bâti
de l'ensemble (décrit plus loin). L'articulation horizontale 18 est à la
verticale de la charge 4 qui, en l'occurence, est montée coulissante le
long d'une colonne verticale 19. La charge 4 peut en réalité être un
support d'un organe, d'un outil ou d'une charge quelconque. Le mouvement
du palonnier 17 est limité entre deux butées 20 et 21 munies chacune
d'un détecteur 22 et 23. Ce système permet de détecter une élongation
différentielle des deux câbles 5 et 9 et donc d'effectuer le réglage dit
ci-dessus.
La figure 2 montre la réalisation pratique de la partie encadrée A
de la figure 1 comprenant le moto-réducteur 1 et les deux dispositifs de
levage avec la synchronisation.
On va maintenant décrire en détail, en se référant aux figures 3 et
4, un dispositif de levage, celui de droite, et le dispositif de
synchronisation, étant entendu que le dispositif de levage de gauche est
absolument identique.
Le pignon de sortie 2 engrène sur la couronne dentée 6 qui est
solidaire d'un centreur 24 qui comporte plusieurs doigts d'entra;nement
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25 qui pénètrent dans des évidements 26 d'un plateau-écrou 27 monté sur
une portée filetée 28 de l'arbre central 10. L'évidement 26 est
suffisamment profond pour permettre un léger déplacement axial du
plateau-écrou 27 par rapport au centreur 24, par vissage et dévissage du
plateau-écrou 27 sur la portée filetée 28. L'arbre central 10 et le
centreur 24 sont supportés en rotation par un bâti fixe 29 en plusieurs
parties, par l'intermédiaire de roulement à billes 30, 31, 32, 33. Le
roulement 33 est monté dans un palier 34 fixé au bâti 29. L'arbre
central 10 est solidaire d'un moyeu 35 auquel est fixé le tambour 8 par
l'intermédiaire d'un plateau 36. Le tambour 8 tourne autour de portions
du bâti fixe 29 en frottant sur des joints 37, 38 assurant l'étanchéité
de l'intérieur du mécanisme. Le moyeu 35 comporte une surface plane 39,
en forme de couronne circulaire qui prend en sandwich, avec le
plateau-écrou 27, un disque intermédiaire d'embrayage 40 muni de
couronnes 41, 42 en matériau assurant une bonne friction.
Ce disque intermédiaire d'embrayage possède des cliquets 43 à
ressort 44. Ces cliquets pivotent autour d'un axe 45. Autour du disque
40 portant ses cliquets 43 se trouve une couronne crantée 46 fixe, liée
au bâti 29 par des vis 47.
Le disque intermédiaire d'embrayage ne peut ainsi tourner que dans
le sens de la flèche F (figure 4) qui correspond à la rotation du groupe
moto-réducteur 1 dans le sens assurant la montée de la charge 4.
A son extrémité, l'arbre central porte le plateau 12 qui est en
butée à droite contre un collier 48 en deux parties. Le plateau 12 porte
des rainures 49, au moins deux rainures situées à 90 l'une de l'autre,
et en pratique plusieurs couples de rainures à 90, chaque couple de
rainure étant décalé du suivant d'un certain angle par exemple 15 ou
30 de manière à permettre le réglage de la longueur des câbles 5 et 9.
Pour cela, il suffit de démonter le collier 48, de reculer le plateau
12, claveté sur l'arbre 10 et de tourner l'ensemble pour placer le
couple de tenons perpendiculaires 50 du disque d'accouplement 14 dans un
couple voisin de rainures 49 du plateau 12 puis de replacer le collier
48 (à noter que les tenons pourraient être portés par les plateaux 12,
13 et les rainures par le disque 14).
Le fonctionnement est le suivant :
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Pour la montée de la charge, on fait tourner le moto-réducteur dans
le sens qui provoque le vissage vers la droite du plateau-écrou 27.
Lorsque, compte tenu du poids de la charge 4, le serrage du disque 40
entre le plateau-écrou 27 et le moyeu 35 est suffisant, la rotation du
plateau-écrou 27 entra;ne alors également en rotation le moyeu 35 et
donc le tambour 8 et l'arbre central 10 liés à ce moyeu. La rotation du
tambour en sens inverse étant, dans cette position embrayée, absolument
impossible à cause du disque 40 à cliquets.
Pour la descente de la charge, il faut desserrer l'embrayage. Pour
ce faire, on fait tourner le moto-réducteur 1 en sens inverse, ce qui
provoque le déplacement vers la gauche du plateau-écrou 27 libérant
ainsi le moyeu 35 et donc le tambour 8 qui tourne sous le poids de la
charge dans le sens de la descente (en tournant par rapport au disque
intermédiaire 40 retenu par ses cliquets 43). Cependant cette rotation
du moyeu 35 entra;ne également la rotation de l'arbre central 10, ce qui
provoque immédiatement le resserrage du plateau-écrou 27 contre le
disque 40 et le moyeu 35, stoppant la descente de la charge, sauf si le
moto-réducteur continue à tourner. La descente s'effectue donc par une
succession alternative d'embrayage et de débrayage, la vitesse de
descente étant en pratique parfaitement commandée par la vitesse de
rotation du moto-réducteur 1 et sans à-coup par un léger glissement du
moyeu 35 contre le disque intermédiaire d'embrayage 40.
Grâce à l'accouplement homocinétique des deux arbres centraux 10 et
11, la rotation est parfaitement synchronisée et le seul réglage
nécessaire provient des élongations nécessairement non identiques des
deux câbles S et 9 au bout d'un certain temps de fonctionnement.
