Treuil Les treuils sont des organes de machine très fré quemment employés pour des engins de levage comme grues, ponts roulants, etc., pour des engins de transport, comme funiculaires, téléphériques, ascenseurs, monte-charge, etc. Ils comprennent un tambour sur lequel s'enroulent un ou plusieurs câbles, exerçant un effort de traction provenant de la charge à déplacer. Ces tambours sont mis en rotation par un mécanisme comprenant en général un moteur d'entraînement, un jeu de roues dentées, réalisant une forte démultiplication, au moins un frein capable de bloquer le tambour et d'arrêter la charge dans la position qu'elle occupe.
Dès que la charge à déplacer devient importante, il est préférable, au lieu d'augmenter simplement le diamètre du câble porteur, d'augmenter le nombre des brins de câble porteur, réalisant un moufle, tout en conservant un câble de diamètre plus petit, plus facile à enrouler sur un tambour, à renvoyer à l'aide de petites poulies.
Cette disposition, très avantageuse en ce qui con cerne le câble, les poulies de renvoi, a cependant l'inconvénient d'augmenter l'encombrement du treuil du fait de la présence de ces poulies de renvoi dont le nombre dépend du nombre des brins de câble porteur.
Le but de la présente invention est précisément de réaliser un treuil qui, bien que comportant plu sieurs brins de câble porteur, ait un encombrement réduit.
Le treuil selon l'invention comprend un bâti sup port, au moins un tambour sur lequel s'enroule un nombre pair de brins de câble porteur, au moins deux paliers fixés au bâti et supportant le tambour au voi sinage de ses extrémités, au moins un mécanisme d'entraînement déterminant la position angulaire du tambour, au moins une poulie de renvoi de câble, pour réaliser un moufle, caractérisé par le fait que la poulie de renvoi de câble est portée par le tambour, respectivement par un arbre coaxial à celui-ci, et est disposée entre deux brins de câble porteur, brins qui s'enroulent sur ledit tambour.
Les dessins annexés représentent, schématique ment et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécu tion du treuil selon l'invention.
La fig. 1 représente une vue de face d'une exé cution d'un treuil avec un tambour en une pièce et un câble unique moufté en deux fois quatre brins de câble avec une poulie de renvoi médiane dont l'axe de rotation est sensiblement perpendiculaire à l'axe du tambour.
La fig. 2 représente le même treuil que ci-dessus mais vu de profil.
La fig. 3 représente un treuil vu de face avec un tambour exécuté en deux pièces. Le câble porteur est double, les deux éléments de câble étant reliés par un dispositif d'équilibrage et mouflés symétri quement en deux fois quatre brins de câble.
La fig. 4 est semblable à la fig. 1, se distinguant toutefois par le tambour qui est exécuté en plusieurs pièces et par le fait que les poulies de renvoi sont montées sur le tambour par des paliers à glissement.
La fig. 5 représente un autre treuil, le tambour étant exécuté en plusieurs pièces, comprenant en son milieu un arbre intermédiaire sur lequel sont mon tées les poulies de renvoi du moufle. Dans ce cas, le câble porteur est unique, et moufté en 6 brins.
La fig. 6 représente le même treuil que la fig. 5. mais vu de profil. La fig. 7 représente un autre treuil. Dans cette solution, le câble porteur est double, les deux brins étant disposés en parallèle l'un à côté de l'autre. Chaque brin est dans ce cas mouflé quatre fois, ce qui répartit la charge sur deux fois huit brins de câble, obtenant une forte démultiplication.
La fig. 8 représente une vue de profil du treuil selon la fig. 7.
La fig. 9 montre l'exécution d'un treuil avec un tambour double coaxial comportant donc deux fois quatre brins de câble porteur ; dans ce cas, le tam bour se compose de deux tambours selon les figures précédentes, disposés bout à bout.
La fig. 10 représente une autre solution d'un treuil à tambour double, les deux tambours étant disposés parallèlement l'un à l'autre.
La forme d'exécution de treuil selon la fig. 1 comporte les éléments principaux suivants : le bâti du treuil 1, une roue dentée 2 solidaire de l'axe 3 du tambour 4. Ce tambour 4 est exécuté en une pièce mais comporte deux parties 4a et 4b droite et gauche. Ce treuil comprend en outre des paliers 5 et 6 de support du tambour 4 par rapport au bâti 1, un câble porteur 7, moitié droite, un câble porteur 8, moitié gauche, un crochet 9 de pont roulant, une traverse 10, deux poulies de renvoi 11 gauches soli daires du crochet 9, deux poulies de renvoi 12 droi tes solidaires du crochet 9, une poulie de renvoi 13 gauche montée sur le tambour 4, une poulie de renvoi 14 droite montée sur le tambour 4, une roue sup plémentaire d'équilibrage 15.
Le bâti du treuil 1 est composé des poutres et tôles nécessaires constituant un châssis assemblé en une pièce rigide supportant les réducteurs de vitesses, ou les moteurs d'entraînement, les systèmes de frei nage, etc. ; en fait, tous les appareils nécessaires à la commande de la rotation du tambour 4 du treuil. Ils n'ont pas été représentés sur les diverses figures. Leur action se transmet au tambour 4 par l'intermé diaire d'un ou plusieurs pignons dentés engrenant avec la roue dentée 2 solidaire de l'axe 3 du tambour 4 du treuil. Ce tambour 4 est porté par le bâti 1 du treuil par l'intermédiaire des deux paliers 5 et 6. Sur la surface dudit tambour s'enroulent symétrique ment, à droite<I>4a</I> et à gauche<I>4b</I> les deux brins de câble porteur 7 et 8 respectivement.
La surface cor respondante du tambour 4 peut être préparée de telle façon que cet enroulement de câble se fasse dans les meilleures conditions possibles, par exemple par le tournage d'une rainure hélicoïdale correspon dant à la section du câble, et dans laquelle vient se loger ce dernier en partie.
Le crochet de pont roulant 9 porté par la tra verse 10 comprend, dans ce cas, deux poulies de renvoi 11 à gauche, et deux poulies de renvoi 12 à droite. Sur l'axe du tambour sont montées en outre deux poulies de renvoi, une 13 à gauche et l'autre 14 à droite. Ces poulies coaxiales avec le tambour tournent librement par rapport à lui, et peuvent être fixées de manière à permettre la rotation, sans tou tefois permettre un déplacement axial.
Le fonctionnement du système est le suivant Supposons qu'une charge soit pendue au crochet 9, et que l'opérateur désire la déplacer. Il mettra le mécanisme (non représenté sur la figure) du treuil du pont roulant en mouvement, de telle façon que la roue 2 tourne dans le sens voulu. Les deux brins du câble 7 et 8 s'enroulent, respectivement se dérou lent, sur les deux moitiés du tambour 4a et 4b. Cet enroulement a pour effet de raccourcir, respective ment de rallonger, la longueur des brins du câble, provoquant la montée, respectivement la descente des roues 11 et 12, par conséquent du crochet 9 qui leur est attaché. Ce treuil comprend en outre une poulie de renvoi supplémentaire 15 égalisant les ten sions existant dans les deux brins de câble 7 et 8.
Comme toutes les poulies 11, 12, 13, 14, 15 sont mobiles autour de leur axe, la tension dans chaque brin de câble reliant le crochet du pont roulant au tambour est égale (en faisant abstraction des forces de frottement dues à la rotation des poulies, forces qui sont négligeables). Dans cette disposition, on remarquera que les poulies de renvoi 13 et 14 sont disposées sur le tambour 4 par l'intermédiaire de roulements à billes. En disposant ces poulies de ren voi 13 et 14 de cette manière, soit coaxiales avec le tambour et entre les deux brins de câble 7 et 8 d'un même câble porteur, l'encombrement du treuil est réduit considérablement.
La fig. 2 est composée des mêmes éléments que la fig. 1, mais représentés cette fois de profil. Les mêmes repères sont utilisés pour les mêmes pièces.
La fig. 3 représente une autre forme d'exécution du treuil. Elle comprend, en plus .des éléments essen tiels déjà mentionnés précédemment et constituant le treuil, les pièces principales ci-dessous Des paliers 20, 21, 22, 23 supportant le tam bour par rapport au bâti, un demi-tambour de droite 24, un demi-tambour de gauche 25, un jeu de brides 26 d'accouplement des deux demi-tambours, un dis positif d'équilibrage 27 reliant les câbles 29 et 30, un axe 28 à peu de chose près horizontal de pivotement du dispositif d'équilibrage, le câble de gauche 29 mouflé en quatre brins sur les poulies de renvoi et attaché à gauche du dispositif d'équilibrage 27,
le câble de droite 30 mouflé en quatre brins sur les poulies de renvoi et attaché à droite du dispositif d'équilibrage 27, un arbre 31 d'extrémité gauche du tambour, un arbre 32 d'extrémité droite du tambour, une roue dentée gauche 33 solidaire du tambour, une roue dentée droite 34 solidaire du tambour. Cette solution constructive se distingue principale ment de celle de la fig. 1 par les faits suivants. D'abord à chacune des deux extrémités d'arbre 31 et 32, deux paliers 22-23 et 20-21 sont prévus pour fixer le tambour au bâti, réalisant de cette manière un encastrement du tambour sur le bâti du treuil, ce qui réduit les déformations du tambour dues aux charges.
Ensuite le câble porteur est double, com.- posé de deux câbles porteurs 29 et 30 mouflés cha cun en quatre brins, disposés symétriquement, une extrémité de chaque câble étant attachée au disposi tif d'équilibrage 27. L'autre extrémité s'enroule sur le tambour 24 et 25. Le dispositif d'équilibrage 27 rem place la poulie de renvoi 15 des fig. 1 et 2. De plus, le tambour n'est plus monobloc, il est exécuté en deux pièces 24 et 25 fixées rigidement l'une à l'autre par l'intermédiaire de la bride 26 qui comprend la vis serie nécessaire.
Une autre solution qu'une bride de liaison aurait également pu être choisie pour relier les deux demi- tambours.
Enfin, le tambour est équipé de deux roues den tées 33 et 34 placées à chaque extrémité permettant de diviser en deux le couple provoqué par la charge à manutentionner.
La variante d'exécution selon la fig. 4 comporte, en plus des pièces principales déjà mentionnées, les pièces suivantes Un arbre 40 médian par rapport au tambour, une bride 41 d'extrémité gauche de l'arbre 40, une bride 42 d'extrémité droite de l'arbre 40, un demi- tambour droite 43, un demi-tambour gauche 44, une poulie de renvoi droite 45, une poulie de renvoi gauche 46.
La fig. 4 montre une même exécution que la fig. 1 ; cependant, dans ce cas, le tambour a été exécuté en trois pièces. Il comporte un arbre médian 40 muni des plateaux d'accouplement 41 et 42 per mettant de fixer rigidement les demi-tambours 4 et 44 et l'arbre médian 40 pour constituer enfin un tambour rigide. Les poulies de renvoi 45 et 46 ont, cette fois, été dessinées équipées d'un palier de glisse ment, et non plus de roulements à billes comme précédemment.
Les fig. 1 à 4 correspondent à des exécutions de treuil comportant en fait 8 brins de câble porteur. Le crochet du pont roulant 9 est monté sur une tra verse 10 qui porte à gauche et à droite du crochet un nombre égal de poulies de renvoi 11 et 12. Les fig. 1 à 4 représentent ces chapes de crochet équi pées de deux fois deux poulies. On aurait pu repré senter plus de deux fois deux poulies, par exemple deux fois trois, ou même deux fois quatre poulies. Il aurait suffi d'ajouter par exemple à la fig. 1 une, deux ou encore plus de poulies à côté de chacune des poulies 11, 12, 13 et 14, en conservant la symétrie, le nombre de brins de câble du moufle étant toujours un multiple de quatre.
De cette façon, il est possible d'augmenter à volonté le nombre de brins de câble porteur et de réaliser un treuil capable de supporter les charges les plus lourdes, le diamètre du câble restant le même.
La fig. 5 représente une solution constructive d'un treuil comportant un nombre de brins de câble por teur qui n'est pas un multiple de quatre, mais qui est cependant pair. La fig. 5 représente donc un treuil ayant 6 brins de câble porteur et comportant trois poulies 50 fixées au crochet 9, deux poulies 51 fixées sur l'arbre 52 du tambour 53. Elle utilise les mêmes éléments que précédemment, la construction de la chape étant modifiée.
La fig. 6 représente le même treuil selon la fig. 5 mais vu de profil.
Les fig. 7 et 8 représentent une solution cons tructive d'un treuil dérivée des solutions précédentes, faisant appel aux mêmes éléments, mais comportant cette fois un câble double disposé l'un à côté de l'autre en parallèle. Cette forme d'exécution com prend les principaux éléments suivants huit poulies 70 constituant la chape du crochet de levage 71, six poulies 72 portées par le tambour, un premier câble porteur de gauche 73, un second câble porteur de droite 74, un demi-tambour gauche 75, un demi-tambour droite 76, une poulie gauche 77 du dispositif d'équilibrage, une poulie droite 78 du dis positif d'équilibrage, un balancier oscillant 79 de support des poulies 77 et 78, l'axe d'oscillation 80 du balancier 79, une poutre 81 de support du dispo sitif d'équilibrage.
Cette solution est applicable pour des ponts rou lants conçus pour de très grosses charges, où il est nécessaire de conserver un diamètre de câble de petite dimension pour mieux permettre son enroule ment sur un tambour ainsi que son renvoi sur des poulies car le diamètre minimum du tambour et des poulies de renvoi dépend du diamètre du câble. Ce dernier est très limité pour des raisons de fabrica tion, ce qui rend plus difficile à résoudre le problème des très fortes charges à manutentionner. Il est en effet beaucoup plus facile de faire un câble long que gros.
Cette exécution comporte donc huit poulies 70 de renvoi fixées au crochet 71 du pont roulant, six poulies de renvoi 72 portées par le tambour propre ment dit. Il y a donc en tout 16 brins de câble por teur qui s'enroulent symétriquement, quatre brins à la fois, deux de chaque côté sur deux demi-tambours 75 et 76 disposés comme précédemment. La fig. 8 représente une vue de profil de cette disposition. Dans ce cas le treuil comprend un dispositif d'équili brage, destiné à égaliser les tensions existant dans les deux câbles 73 et 74 en parallèle. Ce dispositif com prend un balancier 79 qui porte deux poulies 77 et 78 aux deux extrémités.
En son milieu le balancier oscille autour d'un axe 80 sensiblement vertical. Sur la poulie 77 passe le câble 73, tandis que sur la pou lie 78 passe le câble 74. Le câble le plus tendu a tendance à faire rentrer vers l'axe de levage du treuil la poulie sur laquelle il passe, ce quia pour effet, par l'intermédiaire du balancier 79 et de l'axe 80, de faire sortir l'autre poulie et, par conséquent, de tendre le câble le moins tendu.
La fig. 9 représente une solution constructive d'un treuil de pont roulant comportant quatre enrou lements de câble simultanés, mais cette fois disposés sur un tambour double 90a, 90b disposé bout à bout. Dans cette solution la chape du crochet 91 porte deux paires de poulies 92 montées sur une traverse 93 portant elle-même, dans sa partie centrale, le crochet 91. Des poulies 94 sont montées libres par l'intermédiaire de paliers lisses sur la partie centrale des deux moitiés 90a, 90b du tambour double.
Un élément de câble unique 95 dont les extrémités s'enroulent sur la même moitié de tambour 90a, res pectivement 90b, passe sur le groupe de poulies res pectives 92 et 94. Cette disposition permet de lever la chape du crochet 91 du pont roulant sensiblement plus près du tambour 90a, 90b que les solutions pré cédentes, ce qui procure un gain de course de levage appréciable. Cette solution convient pour des fortes charges à manutentionner. Elle a cependant l'incon vénient d'être plus encombrante, dans le sens corres pondant à la longueur du tambour 90a, 90b.
La fig. 10 représente une autre disposition d'un treuil à double tambour 100a, 100b. Cette fois-ci les deux tambours sont disposés parallèlement l'un à l'autre. Le crochet 101 est porté par une traverse 102 aux extrémités de laquelle sont montées des paires de poulies<B>103.</B> Une poulie de renvoi 104 est montée librement sur chaque tambour 100a, respectivement 100b. Les quatre enroulements de câble travaillent donc selon une disposition analogue à celle de la fig. 9.
Cette solution réduit fortement l'encombre ment dans le sens du levage permettant des hauteurs de levage augmentées par rapport aux dispositifs selon les fig. 1 à 8. Mais elle a l'inconvénient d'aug menter l'encombrement dans le sens perpendiculaire à l'axe des tambours, ce qui réduit la course corres pondante. Cette solution convient aux très fortes charges à lever.
Le choix entre les solutions selon les fig. 7, 8, 9 et 10 est un cas d'espèce, il doit intervenir selon le local à disposition et la mission à remplir.