<Desc/Clms Page number 1>
"Système transporteur élévateur à double benne".
Il existe dans le domaine des équipements pour les travaux de bâtiment et la construction des routes, pour les carrières, les mines, les cimenteries, etc... des appareils pour le transport et le levage de matériaux meubles et qui comportent un treuil au câble duquel est accrochée une benne (skip) glissant sur des rails diversement inclinés. La benne commence généralement à se déplacer à partir d'une position de départ (quand le câble du treuil est entièrement déroulé) où elle est chargée de matériaux (de la pierraille par exemple, ou des matériaux similaires).
Quand on met le treuil en marche, le câble s'enroule sur le tam- bour, sa longueur libre diminue et la benne est tirée de manière à atteindre, après un certain parcours et après avoir franchi une certaine différence de niveau, sa position d'arrivée où les matériaux qu'elle contient et qui ont et? ainsi transportés sont
<Desc/Clms Page number 2>
déchargés, généralement par un basculement de la benne ou par l'ouverture d'un clapet de vidange.
Le fonctionnement d'un appareil de ce genre consiste donc, généralement, dans la répétition, souvent continue, des opérations suivantes: - départ de la benne de sa position de chargement; - transfert de la benne jusqu'à sa position d'arrivée; - arrêt de la benne dans sa position d'arrivée et décharge- ment ; - transfert de la benne pour revenir à sa position initiale ; - arrêt de la benne dans sa position de départ et charge- ment.
On com end sans peine qu'à la fin de la dernière opération, l'appareil est prêt à en reprendre le cycle opérationnel susdé- crit.
Avec ce type d'appareil, on peut donc bien parler de "cycle" opérationnel ou de fonctionnement , en en précisant le nombre et la durée au cas où on prévoit une série de cycles.
Dans les réalisations plus modernes, le moteur du treuil est commandé par des dispositifs électriques automatiques excités par des "fin de course" qui signalent quand la bonne à atteint ses positions terminales. Dans les types les plus modernes, les phases de chargement et de déchargement sont, elles-mêmes, contrôlées par. des dispositifs automatiques qui laissent s'écou- ler un certain temps (dispositifs temporisateurs) après chaque opération, après quoi ils,remettent le treuil en marche pour passer à l'opération suivante, ou par des dispositifs d'excita- tion extérieure liés à des opérations extérieures connexes au cycle opératoire de l'appareillage en question.
Si, par exemple, le chargement de la benne est effectué par un mécanisme (un alimentateur par exemple) c'est ce mécanisme qui signalera la fin du chargement et donnera à la commande du
<Desc/Clms Page number 3>
treuil l'impulsion nécessaire pour le départ de la benne.
Indépendamment du système de commande et/ou d'entraînement du treuil, il est évident que (pour un même parcours et/ou une même dénivellation franchie par la benne) il est de la plus gran- de importance que chaque cycle opératoire soit le plus court possible, afin de pourvoir effectuer le plus grand nombre de cycles possible et de pouvoir, conséquement transporter la plus grande quantité possible de matériaux par unité de temps.
Si l'on examine dans ce but les différentes opérations énumérées plus haut et qui concourent pour constituer un "cycle", on observe que, si on ne peut encore réduire les temps nécessai- res pour charger et décharger la benne (car ils dépendent de la nature des matériaux à transporter et d'autres facteurs opéra- toires indépendants de l'appareil que nous étudions ici), le seul élément sur lequel le technicien peut agir est la vitesse de déplacement de la benne sur les rails, c'est-à-dire la vitesse d'enroulement du câble sur le tambour du treuil.
Or, dans les appareils de ce genre employés pour les travaux de bâtiment et de construction de routes, pour les car- rières, les mines, les cimenteries, etc... cette vitesse varie entre 0,6 et 0,8 mètre par seconde et ne peut atteindre 1 mètre par seconde que dans des cas particulièrement favorables.
On est contraint, en effet, pour éviter des réalisations trop coûteuses (avec des treuils marchant à des vitesses variables) de tenir compte de certains problèmes d'inertie au départ de la benne et d'autres difficultés notables qui surgissent lors du déchargement par basculement lorsque la vitesse de la benne dépasse les valeurs moyennes indiquées plus haut.
On pouvait donc compter, avec les appareils de ce genre actuellement connus, sur une durée bien déterminée du "cycle" pour un parcours donné de la benne, durée que l'on pouvait ré- duire légèrement en poussant au maximum la vitesse de la benne,
<Desc/Clms Page number 4>
mais en risquant d'entraîner divers inconvénients, tels que, par exemple, une plus grande usure des câbles, des vibrations, des secousses, etc...
Pour obtenir de plus forts débits horaires avec les appareils traditionnels il fallait, par conséquent, quand on était parvenu à ce point, ou bien installer à côté de l'appareil existant un autre appareil identique, ou bien accroître sensiblement la capacité de la benne ( et donc la puissance du treuil), opération coûteuse et pas toujours possible ou désirable (pour des raisons d'encombrement par exemple).
L'appareil réalisé selon la présente invention permet de réduire considérablement 1; d'urée du "cycle" (à moins de la moitié) sans modifier, par rapport à la solution traditionnelle, soit la longueur du parcours et/ou la dénivellation à franchir', soit les dimensions de la benne ainsi que ses positions de chargement et de déchargement (et, aussi, les opérations corres- pondantes), soit, enfin, ce qui est très important, la vitesse de déplacement de la benne, vitesse qui peut, par suite, être maintenue en-dessous des valeurs dangereuses et qui peut toujours être telle qu'elle assure un fonctionnement sans incidents et durable de tout l'appareil.
On obtient, selon l'invention, ces importants résultats en montant sur le même treuil deux bennes, qui se déplacent sur les mêmes rails d'un mouvement de va-et-vient, et en insérant à mi-longueur du parcours un système de double changement de voie qui permet aux deux bennes de poursuivre leur chemin en sens in- verse l'une de l'autre sans se heurter.
Il esiste des dispositifs analogues (par exemple pour les voies ferrées, les funiculaires, etc...) avec des aiguillages mon- tés dans des plans horizontaux ou à peu près horizontaux, mais des -solutions de ce genre ne peuvent être aisément appliquées dans le domaine des appareils pour chantiers, carrière, mines, etc...
<Desc/Clms Page number 5>
qui nous intéresse ici.
Le dispositif à double changement de voie, objet de la présente invention, s'étend, au contraire, dans un plan vertical ce qui entraîne une notable simplification.
L'invention sera maintenant décrite plus en détail, en se référant à un exemple de réalisation purement indicatif et non i limitatif illustré par les dessins ci-joints, dans lesquels: la figure 1 représente schématiquement, en élévation, un appareil traditionnel; la figure 2 représente, toujours schématiquement et en élévation, un appareil à double benne avec une zone de changement de voie centrale selon l'invention; la figure 3 représente un type de benne selon l'invention, vu en perspective ; la figure 4 représente un autre type de benne qui se prête encore mieux à la réalisation de l'appareil selon l'invention; les figures 5 et 5' représentent schématiquement un mode d'exécution d'une des deux paires de changements de voie selon l'invention;
la figure 6 est un schéma de la commande mécanique du chan- gement de voie utilisant pour ce faire le poids même de la benne.
-En particulier, la figure 1 représente schématiquement un appareil pour le transport et le levage du typé.traditionnel comportant des rails 1 réalisés avec deux fers profilés en U sur lesquels court une benne 2 engagée sur ces rails à l'aide d'une paire de roues 3 logées à l'intérieur des fers profilés et d'une paire de roues 4 roulant sur l'aile supérieure de chaque rail (profilé en U).
Sur le tambour 5 du treuil s'inroule le câble 6 qui, dévié par la poulie de renvoi 7 vient ensuite s'accrocher à la benne 2 en passant sur les poulies 8 et 9 Le câble 6 s'enrou- lant sur le tambour , la benne 2 devra monter jusqu'à venir se trouver dans sa position d'arrivée 10 qui est aussi, dans ce cas,
<Desc/Clms Page number 6>
une position de déchargement parce que, grâce à un profil longi- tudinal particulier dec rails, la benne doit basculer pour atteindre cette position 10 et ce basculement provoque le déver- sement des matériaux qu'elle contenait et qui sont ainsi évacués par l'ouverture supérieure 11.
La figure 2 représente, au contraire, toujours en élévation, l'appareil selon l'invention pour lequel est prévue, outre la benne 2 représentée dans sa position initiale de départ, une autre benne 12 représentée dans la position d'arrivée et de dé- chargement 10. Le câble s'enroule et se déroule continuellement sur le tambour du treuil . Le brin 6 du câble, dévié par la poulie de renvoi 7 vient s'accrocher à la benne 2 tandis que le- brin.11, égal dévié par la poulie de renvoi 7 vient s'ac- crocher à la benne 12 en passant sur les poulies 14 et 15 analo- gues aux poulies 8 et .2 de la benne 2 Quand le tambour 2 tourne dans un certain sens, le câble tire sur la benne 2 pour l'amener de sa position de départ à sa position d'arrivée 10 et,
dans le même tempssramène la benne 12 de sa position d'arrivée 10 à sa position de départ. Quand le tambour 5 tourne en sens inverse, le câble contraint les bennes à se déplacer également en sens inver- se du précédent. Les bennes roulant.sur les mêmes rails 1 vien - draient se heurter au milieu du parcours si l'invention n'avait prévu dans cette zone médiane un dédoublement des rails en deux branches 16 et 17 La branche 167 est constamment parcourue par la benne 2. tandis que la branche 17 est parcourue par la benne 12.
Pour parvenir à ce résultat, l'invention prévoit deux paires de changement de voies 18 et 19 qui comportent chacun plusieurs aiguilles reliées mécaniquement entre elles et qui sont actionnées par une came montée à l'extérieur d'une des deux bonnes. Quand ces bennes se trouvent sur leurs sections de voies respectives 16 et il elles prennent, respectivement, les positions 20 et 21 et peuvent ainsi rouler l'une au-dessus de l'autre sans jamais se
<Desc/Clms Page number 7>
rencontrer, grâce aussi au fait que l'espace entre les rails est libre, tandis que les roues latérales qui supportent les bennes sont guidées par les aiguillages, de manière à rouler chacune sur sa propre voie,
La figure 3 représente une benne comportant une auge 22 montée sur des essieux 23 ot 24 sur les extrémités desquels sont enfilées les roues avant 3 et les roues arrière 4 Les roues avant 3 roulent à l'intérieur des rails 1 réalisés en fers profilés en U, tandis que les roues 4 roulent sur l'aile supérieure de ces profilés, On a prévu, pour transmettre l'effort de traction du câble 6 qui se replie en deux brins dans le cas de la figure 3, une poulie 25 montée sur une chape en étrier 26 dont les branches sont enfilées sur l'essieu 23 et dont les oscillations sont contrôlées par deux galets 27 roulant sur les rails 1.
La figure4 représente une benne dont l'auge 22 est également montée sur des essieux 23 et 24 sur les extrémités des- quels sont enfilées les roues 3 et 4. Mais, dans ce cas, le câble 6 replié lui aussi en deux brins, passe sur une paire de poulies 9 dont l'axe de rotation est presque horizontal et sur une paire de poulies 8 dont l'axe de rotation est presque vertical, les unes et les autres montées sur l'auge 22. Chaque poulie.2 est pres- que tangente à la poulie 8 voisine, de sorte que le câble 6 peut passer aisément sous la cuillère pour constituer le brin fixe 28.
La figure 5 représente un mode de construction du changement de voie réalisé avec quatre aiguilles 29 30,31 et 32 montées sur pivot, respectivement, en 29 30 31' et 32 L'aiguillage re- présenté ici est celui qui est prévu pour le point où le rail 1 bifurque pour donner deux branches 16 et 17 Quand les aiguilles sont dans la position indiquée à la figure 5, la benne passe du rail 1 à la branche 17, puisque la roue 1 aussi bien que la roue 4 ne peuvent rouler que dans cette direction.
La présence de l'aiguille 30 dont la pointe appuie sur le pivot 32' de l'aiguille
<Desc/Clms Page number 8>
32 garantit qu'à son passage, la roue 4 n'exercera aucun effort sur l'aiguillage même si, comme il arrive toujours, les roues exercent de notables efforts avec des composantes perpendiculaires à leur plan de roulement. On peut en dire autant pour la roue 3 dont les composantes perpendiculaires sont aisément suppor- tées par les aiguilles 20 31 et 32 dont les pointes appuient cha- cune sur des points fixes.
Si l'on fait tourner simultanément toutes les aiguilles d'un angle égal à l'angle des deux branches 16 et 17 on obtient la situation représentée par la ff.ure 5' où la benne est obligée de parcourir d'abord le rail 1 puis la branche 16, et vice versa, car la position des aiguises les roues 3 et 4 de la benne à suivre les trajectoires respectives 33 et 34 représentées en traits interrompus.
La figure 6 représente un mode d'exécution de la commande mécanique du changement de voie représenté aux figures 5 et 5'.
On voit ici l'arrière du changement de voie avec les pivots 29 30,31 et 32'solidaires d'autant de leviers de commande 29", 30", 31 et 32' reliés entre eux par des bielles 35,36 et 37. Cette dernière à été prolongée de manière à constituer un rail mobile 38 qui est actionné par la pression de la came 39 montée coaxiale avec la roue 4 Quand cette came entre en contact avec le rail 38 elle lui imprime un mouvement dont une composante 40 perpendiculaire au rail 1 , fait tourner simultanément d'un même angle tous les leviers 29", 30",31" et 32" et impose, par conséquent, un même déplacement simultanéité toutes les aiguilles du changement de voie qui passent de la position indiquée à la figure 5' à celle indiquée à la figure 5.
Quand la came 39 quitte le rail mobile 38 un ressort de rappel 41 ramène le changement de voie dans la position de la figure 5'.
<Desc / Clms Page number 1>
"Double bucket elevator conveyor system".
In the field of equipment for building work and road construction, for quarries, mines, cement factories, etc., there are devices for the transport and lifting of loose materials and which include a cable winch from which is attached a skip sliding on variously inclined rails. The bucket usually begins to move from a starting position (when the winch cable is fully unwound) where it is loaded with material (eg, chippings, or similar material).
When the winch is started, the cable is wound up on the drum, its free length decreases and the skip is pulled so as to reach, after a certain distance and after having crossed a certain difference in level, its position of where the materials it contains and who have and? thus transported are
<Desc / Clms Page number 2>
discharged, usually by tilting the bucket or by opening a drain valve.
The operation of a device of this type therefore generally consists in the repetition, often continuous, of the following operations: - departure of the skip from its loading position; - transfer of the skip to its arrival position; - stopping the skip in its arrival position and unloading; - transfer of the bucket to return to its initial position; - stopping the skip in its starting position and loading.
It is easy to understand that at the end of the last operation, the device is ready to resume its operational cycle described above.
With this type of device, it is therefore possible to speak of an operational or operating "cycle", specifying the number and duration in the event that a series of cycles is planned.
In more modern embodiments, the winch motor is controlled by automatic electrical devices excited by "limit switches" which signal when the maid has reached its terminal positions. In the most modern types, the loading and unloading phases are themselves controlled by. automatic devices which allow a certain time to elapse (timer devices) after each operation, after which they restart the winch to move on to the next operation, or by external excitation devices linked to external operations related to the operating cycle of the equipment in question.
If, for example, the loading of the skip is carried out by a mechanism (a feeder for example) it is this mechanism which will signal the end of the loading and give to the control of the
<Desc / Clms Page number 3>
winch the necessary impulse for the departure of the skip.
Regardless of the winch control and / or drive system, it is obvious that (for the same route and / or the same difference in level crossed by the bucket) it is of the greatest importance that each operating cycle be the most short as possible, in order to be able to perform the greatest possible number of cycles and to be able to transport the greatest possible quantity of materials per unit of time.
If we examine for this purpose the different operations enumerated above and which combine to constitute a "cycle", we observe that, if we cannot further reduce the times necessary for loading and unloading the skip (because they depend on the nature of the materials to be transported and other operational factors independent of the apparatus we are studying here), the only element on which the technician can act is the speed of movement of the bucket on the rails, that is ie the speed of winding the cable on the winch drum.
Now, in apparatus of this kind used for building and road construction work, for quarries, mines, cement works, etc., this speed varies between 0.6 and 0.8 meters per second. and can reach 1 meter per second only in particularly favorable cases.
In order to avoid excessively expensive constructions (with winches operating at variable speeds), we are forced to take into account certain problems of inertia at the start of the bucket and other notable difficulties which arise during unloading by tilting. when the speed of the bucket exceeds the average values indicated above.
With the devices of this type currently known, it was therefore possible to count on a well-determined duration of the "cycle" for a given travel of the bucket, a period which could be reduced slightly by pushing the speed of the bucket to the maximum. ,
<Desc / Clms Page number 4>
but at the risk of causing various inconveniences, such as, for example, greater wear of the cables, vibrations, jolts, etc.
To obtain higher hourly flow rates with traditional devices, it was therefore necessary, when this point had been reached, either to install another identical device next to the existing device, or to significantly increase the capacity of the dumpster ( and therefore the power of the winch), an expensive operation and not always possible or desirable (for reasons of space, for example).
The apparatus produced according to the present invention makes it possible to considerably reduce 1; of urea of the "cycle" (less than half) without modifying, compared to the traditional solution, either the length of the route and / or the difference in level to be crossed ', or the dimensions of the bucket as well as its loading positions and unloading (and, also, the correspon- ding operations), that is, finally, what is very important, the speed of movement of the skip, speed which can, consequently, be kept below the dangerous values and which can always be such as to ensure trouble-free and durable operation of the entire device.
According to the invention, these important results are obtained by mounting two buckets on the same winch, which move on the same rails with a reciprocating movement, and by inserting a system of double lane change which allows the two skips to continue their path in the opposite direction to each other without colliding.
There are similar devices (for example for railways, funiculars, etc.) with switches mounted in horizontal or nearly horizontal planes, but solutions of this kind cannot easily be applied in the field of equipment for construction sites, quarries, mines, etc.
<Desc / Clms Page number 5>
that interests us here.
The double lane change device, object of the present invention, extends, on the contrary, in a vertical plane which results in a notable simplification.
The invention will now be described in more detail, with reference to a purely indicative and non-limiting exemplary embodiment illustrated by the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows schematically, in elevation, a traditional apparatus; FIG. 2 represents, still schematically and in elevation, a double bucket apparatus with a central lane change zone according to the invention; FIG. 3 represents a type of skip according to the invention, seen in perspective; FIG. 4 represents another type of skip which lends itself even better to the production of the apparatus according to the invention; FIGS. 5 and 5 'schematically represent an embodiment of one of the two pairs of lane changes according to the invention;
FIG. 6 is a diagram of the mechanical control of the change of lane using the weight of the bucket to do so.
-In particular, Figure 1 shows schematically an apparatus for transporting and lifting the traditional typé.traditionnel comprising rails 1 made with two U-profile irons on which runs a bucket 2 engaged on these rails using a pair wheels 3 housed inside the profile irons and a pair of wheels 4 rolling on the upper flange of each rail (U-profile).
Cable 6 is wound up on drum 5 of the winch which, deflected by return pulley 7, then hooks onto bucket 2 by passing over pulleys 8 and 9 Cable 6 is wound up on drum, the bucket 2 will have to rise until it is in its arrival position 10 which is also, in this case,
<Desc / Clms Page number 6>
an unloading position because, thanks to a particular longitudinal profile of the rails, the skip must tilt to reach this position 10 and this tilting causes the discharge of the materials which it contained and which are thus evacuated through the opening upper 11.
FIG. 2 shows, on the contrary, still in elevation, the apparatus according to the invention for which is provided, in addition to the bucket 2 shown in its initial starting position, another bucket 12 shown in the arrival and release position. - loading 10. The cable winds up and unwinds continuously on the winch drum. The strand 6 of the cable, deflected by the return pulley 7, hooks onto the bucket 2 while the strand 11, equal to the deflection pulley 7, hooks onto the bucket 12 by passing over the pulleys 14 and 15 similar to the pulleys 8 and .2 of the bucket 2 When the drum 2 turns in a certain direction, the cable pulls on the bucket 2 to bring it from its starting position to its arrival position 10 and,
at the same time returns the bucket 12 from its arrival position 10 to its starting position. When the drum 5 turns in the opposite direction, the cable forces the buckets to move in the opposite direction to the previous one as well. The skips rolling on the same rails 1 would collide in the middle of the route if the invention had not provided for in this middle zone a doubling of the rails in two branches 16 and 17 The branch 167 is constantly traversed by the skip 2 while branch 17 is traversed by skip 12.
To achieve this result, the invention provides two pairs of changing tracks 18 and 19 which each comprise several needles mechanically connected to one another and which are actuated by a cam mounted outside one of the two good ones. When these skips are on their respective track sections 16 and 11 they take, respectively, positions 20 and 21 and can thus roll one above the other without ever being
<Desc / Clms Page number 7>
meet, also thanks to the fact that the space between the rails is free, while the side wheels which support the skips are guided by the switches, so as to roll each on its own track,
Figure 3 shows a bucket comprising a trough 22 mounted on axles 23 ot 24 on the ends of which are threaded the front wheels 3 and the rear wheels 4 The front wheels 3 roll inside the rails 1 made of U-shaped irons , while the wheels 4 roll on the upper wing of these sections, to transmit the tensile force of the cable 6 which folds into two strands in the case of FIG. 3, a pulley 25 mounted on a yoke yoke 26 whose branches are threaded onto the axle 23 and whose oscillations are controlled by two rollers 27 rolling on the rails 1.
FIG. 4 shows a skip whose trough 22 is also mounted on axles 23 and 24 on the ends of which are threaded the wheels 3 and 4. But, in this case, the cable 6, also folded in two strands, passes on a pair of pulleys 9 whose axis of rotation is almost horizontal and on a pair of pulleys 8 whose axis of rotation is almost vertical, both mounted on the trough 22. Each pulley. - that tangent to the neighboring pulley 8, so that the cable 6 can easily pass under the spoon to form the fixed strand 28.
FIG. 5 represents a method of construction of the lane change made with four needles 29, 30, 31 and 32 mounted on a pivot, respectively, at 29 30 31 'and 32 The switch shown here is that which is provided for the point where rail 1 branches off to give two branches 16 and 17 When the needles are in the position shown in figure 5, the bucket passes from rail 1 to branch 17, since wheel 1 as well as wheel 4 can only roll in that direction.
The presence of the needle 30, the point of which presses on the pivot 32 'of the needle
<Desc / Clms Page number 8>
32 guarantees that when it passes, the wheel 4 will not exert any force on the switch even if, as always happens, the wheels exert significant forces with components perpendicular to their running surface. The same can be said for the wheel 3, the perpendicular components of which are easily supported by the needles 31 and 32, the points of which each bear on fixed points.
If all the needles are rotated simultaneously by an angle equal to the angle of the two branches 16 and 17, the situation represented by ff.ure 5 'is obtained where the bucket is obliged to travel first through rail 1 then the branch 16, and vice versa, because the position of the sharpened wheels 3 and 4 of the bucket to follow the respective paths 33 and 34 shown in broken lines.
FIG. 6 represents an embodiment of the mechanical control of the lane change shown in FIGS. 5 and 5 '.
The rear of the lane change can be seen here with the pivots 29, 30, 31 and 32 'integral with as many control levers 29 ", 30", 31 and 32' linked together by connecting rods 35, 36 and 37. The latter has been extended so as to constitute a movable rail 38 which is actuated by the pressure of the cam 39 mounted coaxially with the wheel 4 When this cam comes into contact with the rail 38 it gives it a movement of which a component 40 perpendicular to the rail 1, simultaneously turns all the levers 29 ", 30", 31 "and 32" by the same angle and therefore imposes the same simultaneous movement of all the needles of the lane change which pass from the position indicated to the figure 5 'to that shown in figure 5.
When the cam 39 leaves the movable rail 38 a return spring 41 returns the change of track to the position of FIG. 5 '.