Il existe de multiples élévateurs utilisant des câbles, des chaînes, des vérins hydrauliques, mécaniques ou pneumatiques; tous ces élévateurs se composent d'une partie fixe qui est reliée à ce qui peut être considéré comme le sol et une partie mobile qui est, selon les besoins, montée ou descendue à l'aide de l'élévateur; tous ces élévateurs sont des élévateurs à simple effet.
L'objet de la présente invention est un élévateur pour plateforme auto-élévatrice à double effet, c'est-à-dire que suivant les besoins une partie peut être soit la partie fixe soit la partie mobile et que l'autre partie devient en conséquence soit la partie mobile soit la partie fixe.
Les pattes de plate-forme auto-élévatrice en mer doivent être équipées d'élévateurs à double effet car la plate-forme et les pattes sont alternativement parties fixes et parties mobiles, à savoir plate-forme partie fixe lorsque cette dernière est remorquée et les pattes sont levées et plate-forme partie mobile lorsque cette dernière est levée au-dessus de l'eau pour effectuer un forage.
L'élévateur selon la présente invention est caractérisé en ce qu'un pignon qui engrène avec une crémaillère est monté dans un portepignon auquel des réducteurs primaires sont attachés, le portepignon étant relié à la plate-forme par deux jambes de force télescopiques, dont les lignes de force sont symétriques par rapport au plan passant par I'axe du pignon et perpendiculaires à la crémaillère et sont situées dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe du pignon passant par le milieu des dentures, les lignes de force coupant sensiblement le plan primitif de la crémail lère à l'endroit où ce plan est le plus près du diamètre primitif du pignon,
les lignes de force de ces jambes de force faisant avec le plan primitif de la crémaillère un angle supérieur à l'angle de pression de la denture augmenté de l'angle de frottement des surfaces en contact lors de l'engrènement, les extrémités des dents de la crémaillère étant arrondies et les fonds des dents du pignon étant également arrondis.
Lorsque le pignon roule sur la crémaillère en ayant ses fonds de dent qui prennent appui sur les extrémités des dents de la crémaillère une légère variation cyclique d'entraxe se produit, variation qui n'est pas du tout gênante avec des dentures en développante de cercle lorsque les vitesses de rotation du pignon sont lentes.
Les jambes de force télescopiques peuvent être reliées à la plate-forme ou similaire par des rotules, une des jambes de force étant également reliée par une rotule au porte-pignon, I'autre jambe de force étant reliée au porte-pignon par un axe perpendiculaire à la ligne de force de cette jambe de force, située également dans le plan médian des dentures perpendiculaires à l'axe du pignon, cet axe ayant pour but de reprendre les couples parasites de renversement qui ont tendance à faire tourner le porte-pignon autour de l'axe du pignon, la partie télescopique de cette jambe de force devant être réalisée pour pouvoir également supporter ces couples parasites de renversement.
Les jambes de force télescopiques peuvent avantageusement s'allonger librement et se comprimer contre un élément élastique dynamométrique. En effet, les jambes de force travaillent l'une lorsque le porte-pignon est partie fixe et l'autre lorsque le portepignon est partie mobile; lorsque le pignon passe de partie fixe à partie mobile le télescope de la jambe de force qui travaillait en partie fixe s'allonge sans effort et le porte-pignon s'appuie sur l'autre jambe de force dont le télescope se raccourcit pour reprendre les efforts soit en s'appuyant sur un élément élastique, cet élément élastique étant de préférence muni d'un dispositif mesureur d'effort, dispositif permettant de desserrer automatiquement les freins dès que les efforts dépassent une valeur prédéterminée, les freins étant automatiquement resserrés dès que les efforts sont revenus à une valeur normale.
La mesure des efforts sur les jambes de force des porte-pignons peut également être utilisée pour le pilotage des moteurs de l'élévateur et même d'autres moteurs situés sur la plate-forme et ayant des fonctions diverses pouvant dépendre des efforts captés sur l'élévateur.
Pour les plates-formes de forage en mer, il est habituel d'avoir trois pattes qui ont chacune une section triangulaire en ayant une crémaillère le long de chacune des trois colonnes formant les arêtes de chaque patte. Un avantage de l'élévateur selon la présente invention est de pouvoir réaliser les colonnes des pattes en soudant bout à bout des tubes d'acier moulé de section hydrodynamique comportant vers l'extérieur une denture brute de fonderie, chaque porte-pignon ayant une position statiquement déterminée de sorte que, lorsque le pignon s'appuie sur toute la largeur de ses dents sur les dents de la crémaillère, le porte-pignon suit automatiquement les dents de la crémaillère, donc corrige de luimême en grande partie les distorsions et erreurs de parallélisme dues à des pièces brutes de fonderie soudées bout à bout.
Pour faciliter la soudure des tubes de triangulation qui forment les pattes, des amorces de ces tubes peuvent venir directement de fonderie sur les tubes crémaillères. Pour une question de résistance des dents ainsi que pour des raisons de stabilité axiale de chaque pignon par rapport à la crémaillère avec laquelle il engrène, les dents de crémaillère peuvent être encastrées dans le tube d'acier moulé, et ce tube peut comporter également des rainures longitudinales de guidage dans lesquelles coulisseront les taquets de guidage solidaires de la plate-forme, ceci d'une manière connue.
Correspondant à chaque fond de dent sur les parois latérales des dents de crémaillère, des trous appropriés permettent d'amortir l'effet hydrodynamique et d'évacuer des fonds de dent par la pression des dents des pignons les corps étrangers qui peuvent s'y accumuler.
Une forme d'exécution de l'objet de l'invention sera décrite, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel:
la fig. I est une vue avec une coupe partielle perpendiculaire à l'axe du pignon,
la fig. 2 est une vue avec une coupe passant par l'axe du pignon,
la fig. 3 est une vue du dessus de la patte d'une plate-forme de forage avec élévateur montrant les points de raccordement des porte-pignons à la plate-forme, et
la fig. 4 est une vue montrant le passage de la patte dans la plate-forme avec les taquets de guidage situés dans les rainures correspondantes.
Le pignon 1 engrène avec la crémaillère 2 en tourillonnant dans le porte-pignon 3 dont les réducteurs primaires 4 et 4' sont solidaires, ces derniers étant entraînés par les moteurs-freins 5 et
S'. Les jambes de force 6 et 7 sont reliées à la plate-forme 8 par les pièces 9 et 10 et les rotules 1 1 et 12 montées sur les axes 13 et 14.
Sur la fig. 1 il est visible que la jambe de force 7 travaille en compression, I'anneau dynamométrique 15 étant comprimé alors que la partie télescopique de la jambe de force 6 est allongée d'où le jeu 16. La jambe de force 6 est reliée au porte-pignon 3 par la rotule 17 et l'axe 18, tandis que la jambe de force 7 est reliée au porte-pignon 3 par l'axe 19 et les paliers 20 et 21. Lorsqu'il y a plusieurs pignons placés les uns au-dessus des autres dans le sens de l'épaisseur de la plate-forme, les pièces 9 et 10 peuvent être exécutées avec double fixation comme représenté sur la fig. I.
Les dents de la crémaillère 2 dont les extrémités sont arrondies servent d'appui pour les fonds des dents du pignon pendant l'engrènement, le pignon 1 tourillonne dans le porte-pignon 3 par l'intermédiaire des roulements 22 et 23 en étant entraîné par les roues 24 et 24' des réducteurs primaires 4 et 4'. Les dents de la crémaillère 2 sont encastrées dans le tube en acier moulé 25, les joues latérales 26 et 27 des dents 2 assurent la stabilité latérale du pignon 1, les rainures 28 et 29 servent de guidage aux taquets 30 et 31 solidaires de la plate-forme 8. Les amorces des tubes de triangulation 32 et 33 facilitent les soudures 34 et 35. Les trous 36 en fond de dent pour l'amélioration de l'effet hydrodynamique et l'évacuation de corps étrangers sont visibles sur les fig. 1 et 2.
Les lignes de force (axes) des jambes de force 6 et 7 font avec le plan primitif de la crémaillère un angle x supérieur à l'angle de pression de la denture, augmenté de l'angle de frottement des surfaces en contact lors de l'engrenage des dents du pignon I dans celles de la crémaillère 2. Les réactions de dentures reprises soit par l'une soit par l'autre des jambes de force appuient donc le pignon contre la crémaillère et pour reprendre cet effort radial, les extrémités des dents de la crémaillère sont arrondis et les fonds des dents du pignon sont également arrondis en conséquence.
There are multiple elevators using cables, chains, hydraulic, mechanical or pneumatic cylinders; all these elevators consist of a fixed part which is connected to what can be considered as the ground and a movable part which is, according to needs, raised or lowered using the elevator; all of these elevators are single acting elevators.
The object of the present invention is a lift for a double-acting self-lifting platform, that is to say that according to the needs one part can be either the fixed part or the mobile part and the other part becomes in consequence either the moving part or the fixed part.
The legs of a self-lifting platform at sea must be equipped with double-acting lifts because the platform and the legs are alternately fixed parts and moving parts, namely the platform fixed part when the latter is towed and the legs are raised and platform movable part when the latter is raised above the water to perform a borehole.
The elevator according to the present invention is characterized in that a pinion which meshes with a rack is mounted in a pinion carrier to which primary reducers are attached, the pinion carrier being connected to the platform by two telescopic struts, whose lines of force are symmetrical with respect to the plane passing through the axis of the pinion and perpendicular to the rack and are situated in a plane substantially perpendicular to the axis of the pinion passing through the middle of the teeth, the lines of force substantially intersecting the plane pitch of the 1st rack at the place where this plane is closest to the pitch diameter of the pinion,
the lines of force of these struts forming with the primitive plane of the rack an angle greater than the pressure angle of the toothing increased by the angle of friction of the surfaces in contact during engagement, the ends of the teeth of the rack being rounded and the ends of the teeth of the pinion also being rounded.
When the pinion rolls on the rack with its tooth roots resting on the ends of the teeth of the rack, a slight cyclical variation in center distance occurs, a variation which is not at all troublesome with involute toothing when the speed of rotation of the pinion is slow.
The telescopic struts can be connected to the platform or the like by ball joints, one of the struts also being connected by a ball joint to the pinion holder, the other strut being connected to the pinion holder by a pin. perpendicular to the line of force of this strut, also located in the median plane of the teeth perpendicular to the pinion axis, the purpose of this axis is to take up the parasitic overturning torques which tend to rotate the pinion carrier around the axis of the pinion, the telescopic part of this strut having to be produced to also be able to withstand these parasitic overturning torques.
The telescopic struts can advantageously extend freely and compress against an elastic dynamometric member. Indeed, the struts work one when the pinion carrier is fixed part and the other when the pinion carrier is movable part; when the pinion goes from a fixed part to a moving part, the telescope of the strut which was working in the fixed part extends effortlessly and the pinion holder rests on the other strut whose telescope shortens to take up forces either by relying on an elastic element, this elastic element preferably being provided with a force measuring device, a device enabling the brakes to be automatically released as soon as the forces exceed a predetermined value, the brakes being automatically re-applied as soon as the efforts returned to a normal value.
The measurement of the forces on the struts of the pinion carriers can also be used to control the elevator motors and even other motors located on the platform and having various functions that may depend on the forces captured on the platform. elevator.
For offshore drilling rigs it is customary to have three legs which each have a triangular section by having a rack along each of the three columns forming the ridges of each leg. An advantage of the elevator according to the present invention is to be able to produce the columns of the legs by butt-welding molded steel tubes of hydrodynamic cross-section comprising outwardly a rough cast teeth, each pinion holder having a position statically determined so that when the pinion rests across the full width of its teeth on the teeth of the rack, the pinion carrier automatically follows the teeth of the rack, thus largely correcting for distortions and errors in the rack. parallelism due to butt welded foundry blanks.
To facilitate the welding of the triangulation tubes which form the legs, the primers of these tubes can come directly from the foundry on the rack tubes. For a question of resistance of the teeth as well as for reasons of axial stability of each pinion with respect to the rack with which it meshes, the teeth of the rack may be embedded in the cast steel tube, and this tube may also include Longitudinal guide grooves in which the guide tabs integral with the platform will slide, in a known manner.
Corresponding to each tooth bottom on the side walls of the rack teeth, suitable holes allow to damp the hydrodynamic effect and to evacuate the tooth bases by the pressure of the teeth of the pinions the foreign bodies which can accumulate there .
An embodiment of the object of the invention will be described, by way of example, with reference to the appended drawing in which:
fig. I is a view with a partial section perpendicular to the pinion axis,
fig. 2 is a view with a section passing through the pinion axis,
fig. 3 is a top view of the leg of a lifting platform showing the connection points of the pinion carriers to the platform, and
fig. 4 is a view showing the passage of the tab in the platform with the guide tabs located in the corresponding grooves.
The pinion 1 meshes with the rack 2 while journaling in the pinion carrier 3 whose primary reducers 4 and 4 'are integral, the latter being driven by the brake motors 5 and
S '. The struts 6 and 7 are connected to the platform 8 by the parts 9 and 10 and the ball joints 11 and 12 mounted on the pins 13 and 14.
In fig. 1 it is visible that the strut 7 works in compression, the dynamometric ring 15 being compressed while the telescopic part of the strut 6 is extended, hence the play 16. The strut 6 is connected to the door - pinion 3 by the ball joint 17 and the axis 18, while the strut 7 is connected to the pinion holder 3 by the axis 19 and the bearings 20 and 21. When there are several pinions placed one at the same time -above the others in the direction of the thickness of the platform, parts 9 and 10 can be made with double fixing as shown in fig. I.
The teeth of the rack 2, the ends of which are rounded, serve as a support for the bottoms of the teeth of the pinion during meshing, the pinion 1 journals in the pinion carrier 3 via the bearings 22 and 23 being driven by the wheels 24 and 24 'of the primary reducers 4 and 4'. The teeth of the rack 2 are embedded in the cast steel tube 25, the side cheeks 26 and 27 of the teeth 2 ensure the lateral stability of the pinion 1, the grooves 28 and 29 serve as a guide for the cleats 30 and 31 integral with the plate -form 8. The primers of the triangulation tubes 32 and 33 facilitate the welds 34 and 35. The holes 36 at the bottom of the tooth for improving the hydrodynamic effect and the evacuation of foreign bodies are visible in FIGS. 1 and 2.
The lines of force (axes) of the struts 6 and 7 form with the pitch plane of the rack an angle x greater than the pressure angle of the toothing, increased by the angle of friction of the surfaces in contact during the 'meshing of the teeth of pinion I in those of rack 2. The toothing reactions taken up either by one or the other of the struts therefore press the pinion against the rack and to take up this radial force, the ends of the rack teeth are rounded and the ends of the pinion teeth are also rounded accordingly.