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.