FR2465678A1 - Safety catch for drum hoist - has radial collar engaging in stop to prevent sudden accidental descent - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif de sécurité destiné à empêcher la chute accidentelle d'une charge soutenue par un arbre susceptible de tourner sous la commande d'un organe d'entraînement. The present invention relates to a safety device intended to prevent the accidental fall of a load supported by a shaft capable of turning under the control of a drive member.
Il est courant, dans de nombreuses réalisations industrielles, de soutenir une charge en utilisant un arbre commande# en rotation à partir d'un organe d'entraînement. C'est par exemple le cas des rideaux métalliques dont la levée s'accompagne de leur enroulement sur un tambour, des portes s'ouvrant et se fermant sous la commande d'un cible les faisant coopérer avec des glis sières de guidage verticales, ou encore des treuils servant à soulever des charges. It is common, in many industrial embodiments, to support a load using a control shaft # in rotation from a drive member. This is for example the case of metal curtains whose lifting is accompanied by their winding on a drum, doors opening and closing under the control of a target making them cooperate with vertical guide rails, or still winches used to lift loads.
Dans ces diverses réalisations, la liaison qui est normalement prévue entre l'arbre et son organe d'entraînement risque parfois de se rompre à la suite d'une défaillance mécanique. Il est donc nécessaire d'empêcher l'arbre de tourner librement sous le poids de la charge car celle-ci, en tombant, risque de se détériorer, d'endommager le matériel situé sur son passage ou de blesser les personnes se trouvant à proximité. C'est ainsi que les constructeurs ont été amenés à installer des dispositifs de sécurité empêchant l'arbre de tourner librement lors d'une rupture de sa-liaison avec l'organe d'entraînement. Cependant, ces dispositifs de sécurité sont généralement compliques et ont en outre tendance à entrer en action tardivement, en particulier lorsqu'ils ne sont pas entretenus de façon régulière. In these various embodiments, the connection which is normally provided between the shaft and its drive member sometimes risks breaking due to a mechanical failure. It is therefore necessary to prevent the tree from rotating freely under the weight of the load, because it falls, may deteriorate, damage the equipment in its path or injure people in the vicinity . This is how manufacturers have had to install safety devices preventing the shaft from turning freely during a break in its connection with the drive member. However, these safety devices are generally complicated and moreover tend to come into action late, in particular when they are not regularly maintained.
La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet un dispositif de sécurité qui se caractérise en ce qu'il comprend d'une part au moins un bras radial solidaire de l'arbre et dont la longueur varie sous l'effet de la pesanteur lorsque l'arbre tourne sous la commande de L'organe d'entraînement, la longueur de ce bras étant alors rsinssnum lorsqu'il s'étend verticalement vers le haut et maximum lorsqu'il s'étend verticalement vers le bas, et d'autre part un élément d'arrêt fixe situé en un endroit tel que le bras ne peut le rencontrer que lorsque sa longueur devient maximum par suite de la mise -en rotation de l'arbre sous le seul poids de la charge, le bras et l'élément d'arret comportant des organes complémentaires entrant en prise seulement lorsque l'arbre tourne librement sous le poids de la charge. The present invention proposes to remedy these drawbacks and, to do this, it relates to a safety device which is characterized in that it comprises on the one hand at least one radial arm secured to the shaft and the length varies under the effect of gravity when the shaft rotates under the control of the drive member, the length of this arm then being rsinssnum when it extends vertically upwards and maximum when it extends vertically downwards, and on the other hand a fixed stop element located in a place such that the arm can only meet it when its length becomes maximum as a result of the rotation of the shaft under the sole weight of the load, the arm and the stop element comprising complementary members engaging only when the shaft turns freely under the weight of the load.
On conçoit aisément que ce dispositif de sécurité a une structure particulièrement simple et que son installation ne pose aucun problème puisqu'il suffit simplement de fixer le bras radial sur l'arbre et l'élément d'arrêt sur un support fixe quelconque se trouvant au voisinage de l'arbre. It is easy to see that this safety device has a particularly simple structure and that its installation poses no problem since it is sufficient to fix the radial arm on the shaft and the stop element on any fixed support located at the neighborhood of the tree.
On notera par ailleurs que son fonctionnement est sur. En effet, pendant que l'arbre tourne normalement sous la commande de son organe d'entra1ne- ment, le bras radial voit sa longueur passer régulièrement de sa valeur minimum à sa valeur maximum, laquelle n'est autre que celle qu'il prendrait en permanence sous l'effet de la force centrifuge si l'arbre tournait librement sous le poids de la charge. Or, du fait de la variation périodique de sa longueur lors de la rotation commandée de l'arbre-, le bras ne risque pas d'être bloqué intempestivement,par exemple par des traces d'oxydation, de la poussière ou de la graisse. Il a donc ainsi la possibilité d'entrer en action dès que cela est nécessaire. Note also that its operation is secure. Indeed, while the shaft rotates normally under the control of its drive member, the radial arm sees its length pass regularly from its minimum value to its maximum value, which is none other than that which it would take permanently under the effect of centrifugal force if the shaft rotated freely under the weight of the load. However, due to the periodic variation of its length during the controlled rotation of the shaft, there is no risk of the arm being accidentally blocked, for example by traces of oxidation, dust or grease. He therefore has the possibility of taking action as soon as necessary.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le bras radial est constitué par une tige portant une collerette annulaire à son extrémité libre, ainsi que par un manchon monté coulissant sur la tige et comportant un évidement axial dont la section est légèrement plus grande que celle de la collerette de la tige, cette collerette se trouvant sensiblement au niveau de l'entrée de l'évidement lorsque le bras prend sa longueur minimum et étant en contact avec le fond de l'évidement lorsque le bras prend sa longueur maximum. According to a preferred embodiment of the invention, the radial arm is constituted by a rod carrying an annular collar at its free end, as well as by a sleeve mounted sliding on the rod and comprising an axial recess whose section is slightly larger than that of the collar of the rod, this collar being substantially at the level of the entrance to the recess when the arm takes its minimum length and being in contact with the bottom of the recess when the arm takes its maximum length.
Quant à l'élément d'arrêt, il est constitué par une plaquette comportant deux branches reliées par# une partie coudée, cette plaquette étant fixée par l'une de ses deux branches, en dehors du plan longitudinal vertical de l'arbre. As for the stop element, it is constituted by a plate comprising two branches connected by # a bent part, this plate being fixed by one of its two branches, outside the vertical longitudinal plane of the tree.
Avantageusement, les organes complémentaires sont constitués d'une part par un rebord périphérique saillant réalisé à l'extrémité du manchon qui est la plus éloignée de l'arbre, et d'autre part par une encoche réalisée à l'extrémité libre de la seconde branche de la plaquette et dont la largeur est légèrement plus grande que la section du manchon mais plus petite que la section du rebord périphérique de eelui-ei, le manchon pénétrant dans l'encoche et y étant retenu par son rebord périphérique lorsque l'arbre tourne librement sous le poids de la charge. Advantageously, the complementary members consist on the one hand of a projecting peripheral rim produced at the end of the sleeve which is furthest from the shaft, and on the other hand by a notch produced at the free end of the second branch of the plate and whose width is slightly larger than the section of the sleeve but smaller than the section of the peripheral edge of eelui-ei, the sleeve penetrating into the notch and being retained there by its peripheral edge when the shaft rotates freely under the weight of the load.
De préférence, la plaquette est située en avant du plan longitudinal vertical de l'arbre, dans le sens correspondant à la rotation libre de celuici. Lorsque la plaquette est située dans cette zone, on est certain que pendent la rotation commandée de l'arbre, le bras radial a e le temps matériel de reprendre sa longueur minimum avant de passer sous elle. Il n'y a donc aucun risque pour que le dispositif de sécurité entre intempestivement en action. Preferably, the plate is located in front of the vertical longitudinal plane of the shaft, in the direction corresponding to the free rotation thereof. When the plate is located in this zone, it is certain that during the controlled rotation of the shaft, the radial arm has e material time to regain its minimum length before passing under it. There is therefore no risk of the safety device inadvertently coming into action.
Un mode d'exécution de la présente invention sera décrit ci-apres à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue de face schématique d'un treuil dont le tambour est monté sur un arbre pourvu d'un dispositif de sécurité conforme à l'invention, le bras radial du dispositif étant en position verticale haute
- la figure 2 est une vue à échelle agrandie effectuée selon la ligne Il-Il de la figure 1
- la figure -3 est une vue analogue à celle de la figure 2 mais dans laquelle le bras radial est représenté alors qu'il stétend verticalement vers le bas
- la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 2 mais dans laquelle le bras radial est représenté en prise avec l'élément d'arrêt
- la figure 5 est une vue schématique de face d'un tambour recevant un rideau métallique et dont l'arbre est pourvu d'un dispositif de sécurité conforme à l'invention
- la figure 6 est une vue schématique de côté d'une porte basculante dont l'arbre de commande est pourvu d'un dispositif de sécurité ; et
- la figure 7 est une vue schématique de face de la porte visible sur la figure 6.An embodiment of the present invention will be described below by way of example with reference to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a schematic front view of a winch, the drum of which is mounted on a shaft provided with a safety device according to the invention, the radial arm of the device being in the high vertical position
- Figure 2 is an enlarged view taken along the line Il-Il of Figure 1
- Figure -3 is a view similar to that of Figure 2 but in which the radial arm is shown while it stetends vertically downwards
- Figure 4 is a view similar to that of Figure 2 but in which the radial arm is shown in engagement with the stop element
- Figure 5 is a schematic front view of a drum receiving a metal curtain and the shaft of which is provided with a safety device according to the invention
- Figure 6 is a schematic side view of a tilting door whose control shaft is provided with a safety device; and
FIG. 7 is a schematic front view of the door visible in FIG. 6.
Le treuil visible sur la figure 1 comprend un arbre 1 portant un tambour 2 sur lequel est enroulé un câble 3 supportant une charge 4. L'arbre 1 tourillonne dans des paliers 5 et est pourvu, à l'une de ses extrémités, d'une poulie 6 recevant une courroie 7 passant sur un organe d'entraînement non représenté et par l'intermédiaire duquel elle peut être entraînée. Ainsi, selon le sens de circulation de la courroie, l'arbre 1 peut tourner soit dans le sens correspondant à la montée de la charge soit dans le sens correspondant à la descente de celle-ci. The winch visible in FIG. 1 comprises a shaft 1 carrying a drum 2 on which is wound a cable 3 carrying a load 4. The shaft 1 pivots in bearings 5 and is provided, at one of its ends, with a pulley 6 receiving a belt 7 passing over a drive member not shown and through which it can be driven. Thus, according to the direction of movement of the belt, the shaft 1 can rotate either in the direction corresponding to the rise of the load or in the direction corresponding to the descent of the latter.
Pour éviter que la charge 4 puisse tomber lors d'une rupture accidentelle de la courroie ou d'une défaillance de l'organe d'entraînement, l'arbre 1 est pourvu d'un dispositif de sécurité 8 qui est particulièrement bien visible sur les figures 2 à 4. To prevent the load 4 from falling during an accidental rupture of the belt or a failure of the drive member, the shaft 1 is provided with a safety device 8 which is particularly clearly visible on the Figures 2 to 4.
Sur ces figures, on voit en effet que ce dispositif comprend tout d'abord un bras radial constitué d'une part par une tige 9 portant une collerette annulaire 10 à son extrémité libre et d'autre part par un manchon 11 monté coulissant sur la tige, ce manchon comportant un évidement axial 12 dont la section est légèrement plus grande que celle de la collerette 10. In these figures, it can be seen that this device comprises first of all a radial arm constituted on the one hand by a rod 9 carrying an annular flange 10 at its free end and on the other hand by a sleeve 11 mounted to slide on the rod, this sleeve comprising an axial recess 12 whose section is slightly larger than that of the flange 10.
On remarquera que la tige 9 est retenue par une vis 13 dans un per çage radial réalisé dans un moyeu 14 claveté sur la'arbre 1 et immobilisé axialement sur celui-ci par une vis 15. It will be noted that the rod 9 is retained by a screw 13 in a radial bore made in a hub 14 keyed onto the shaft 1 and immobilized axially on the latter by a screw 15.
La longueur du bras radial varie sous l'effet de la pesanteur lorsque l'arbre 1 tourne sous la commande de l'organe d'entraînement. Elle est en effet minimum lorsqu'il s'étend verticalement vers le haut, comme représenté sur la figure 2. Dans ce cas, le manchon 11 repose sur le moyeu 14 tandis que l'entrée de son évidement reçoit la collerette annulaire de la tige 9. The length of the radial arm varies under the effect of gravity when the shaft 1 rotates under the control of the drive member. It is in fact minimum when it extends vertically upwards, as shown in FIG. 2. In this case, the sleeve 11 rests on the hub 14 while the inlet of its recess receives the annular flange of the rod 9.
La longueur du bras radial devient par contre maximum lorsque celui-ci s'étend verticalement vers le b#as, comme représenté sur la figure 3. Dans cette position du bras, le manchon est alors retenu par la collerette 10 contre laquelle il s'applique par l'intermédiaire du fond de son évidement 12. The length of the radial arm on the other hand becomes maximum when the latter extends vertically towards the b # as, as shown in FIG. 3. In this position of the arm, the sleeve is then retained by the flange 10 against which it s' applies via the bottom of its recess 12.
Bien entendu, pendant que l'arbre 1 tourne de 3600 sous la commande de l'organe d'entralnement, le bras radial voit sa longueur variée et prendre une fois chacune de ses valeurs extrêmes et ce, quand il s'étend verticalement respectivement vers le haut et vers le bas. Of course, while the shaft 1 rotates 3600 under the control of the centering member, the radial arm sees its varied length and takes once each of its extreme values and this, when it extends vertically respectively towards up and down.
Le dispositif de sécurité comprend également un élément d'arret constitué par une plaquette 16 fixée sur un support approprié 17 (voir la figure 2) en un endroit tel que le bras radial ne peut le rencontrer que lorsque sa longueur devient maximum sous l'effet de la force centrifuge à laquelle ilserait soumis si l'arbre 1 venait à tourner librement sous le seul poids de la charge 4. The safety device also comprises a stop element constituted by a plate 16 fixed on an appropriate support 17 (see FIG. 2) in a place such that the radial arm can only meet it when its length becomes maximum under the effect the centrifugal force to which they would be subjected if the shaft 1 were to rotate freely under the sole weight of the load 4.
Comme on peut le voir en particulier sur la figure 2, la plaquette 16 comprend deux branches 16a, 16b reliées par une partie coudée 16c. Elle est fixée par sa branche 16a sur le support 17, en dehors du planlhngitudinal vertical de l'arbre 1. Elle est en outre pourvue, à l'extrémité libre de sa branche 16b, d'une encoche 18 dont la largeur est légèrement plus grande que la section du manchon 11 mais plus petite que la section d'un rebord périphérique 19 prévu à l'extrémité du manchon qui est la plus éloignée de l'arbre 1. As can be seen in particular in Figure 2, the plate 16 comprises two branches 16a, 16b connected by a bent portion 16c. It is fixed by its branch 16a to the support 17, outside the vertical planlhngitudinal of the shaft 1. It is further provided, at the free end of its branch 16b, with a notch 18 whose width is slightly more large than the section of the sleeve 11 but smaller than the section of a peripheral flange 19 provided at the end of the sleeve which is furthest from the shaft 1.
Dans l'exemple représenté sur les figures 2 à 4, la plaquette 16 est située en avant du plan longitudinal vertical de l'arbre, dans le sens correspondant à la rotation libre de celui-ci sous le poids de la charge 4. In the example shown in FIGS. 2 to 4, the plate 16 is located in front of the vertical longitudinal plane of the shaft, in the direction corresponding to the free rotation of the latter under the weight of the load 4.
Lorsque l'arbre tourne librement, le bras radial s'allonge au maximum car le manchon 11, sous l'effet de la force centrifuge, occupe la position représentée en traits mixtes sur la figure 4. De ce fait, le manchon peut pénétrer dans l'encoche 18 et y être retenu par son rebord périphérique 19, comme cela est illustré sur la figure h. On conçoit ainsi aisément que l'arbre ne peut plus tourner, ce qui empêche donc la charge 4 de tomber accidentellement. When the shaft rotates freely, the radial arm extends to the maximum because the sleeve 11, under the effect of centrifugal force, occupies the position shown in phantom in Figure 4. Therefore, the sleeve can penetrate into the notch 18 and be retained there by its peripheral edge 19, as illustrated in FIG. h. It is thus easily understood that the shaft can no longer rotate, which therefore prevents the load 4 from accidentally falling.
Bien entendu, pour extraire le manchon de l'encoche 18, il suffit de faire tourner l'arbre 1, dans le sens correspondant à la montée de la charge, pratiquement jusqu'à ce que le bras radial s'étende verticalement vers le haut de façon à ce qu'il puisse reprendre sa longueur minimum par suite du glissement du manchon sur la tige 9. Of course, to extract the sleeve from the notch 18, it suffices to rotate the shaft 1, in the direction corresponding to the rise of the load, practically until the radial arm extends vertically upwards. so that it can resume its minimum length following the sliding of the sleeve on the rod 9.
En se référant maintenant à la figure 5, on voit un arbre 20 tourillonnant dans deux paliers 21 et portant un tambour 22 sur lequel est enroulé un rideau métallique 23 destiné par exemple à protéger une vitrine de magasin. Referring now to FIG. 5, we see a shaft 20 swiveling in two bearings 21 and carrying a drum 22 on which is wound a metal curtain 23 intended for example to protect a shop window.
L'arbre 20, qui peut être entraîné en rotation par l'i-ntermédiaire d'un cible de commande 24, est pourvu d'un dispositif de sécurité 8 identique à celui qui vient d'être décrit. il va de soi que grâce à ce dispositif, le rideau ne peut se dérouler accidentellement lors d'une rupture du cible 24 ou de toute autre défaillance mécanique qui permettrait à l'arbre 20 de tourner librement. The shaft 20, which can be rotated by the i-ntermediate of a control target 24, is provided with a safety device 8 identical to that which has just been described. it goes without saying that, thanks to this device, the curtain cannot unwind accidentally during a rupture of the target 24 or any other mechanical failure which would allow the shaft 20 to rotate freely.
Les figures 6 et 7 montrent quant à elles une porte basculante 25 telle que celles que l'on utilise par exemple pour fermer les garages ou les ateliers. De façon classique, la porte coopère par son extrémité inférieure avec deux glissières de guidage verticales 26 et par son extrémité supérieure, avec deux glissières de guidage horizontales 27. Elle est soutenue par deux câbles 28 s'enroulant sur un arbre horizontal 29 sous la commande d'un cible de manoeuvre 30. Pour éviter qu'elle se ferme intempestivement, par exemple lors de la rupture du cible 30, l'arbre 29, tout comme les arbres 1 et 20 des modes de réalisations décrits précédemment, est pourvu d'un dispositif de sécurité 8 grâce auquel il ne peut tourner librement. Figures 6 and 7 show a tilting door 25 such as that used for example to close garages or workshops. Conventionally, the door cooperates by its lower end with two vertical guide rails 26 and by its upper end, with two horizontal guide rails 27. It is supported by two cables 28 winding on a horizontal shaft 29 under the control of an operating target 30. To prevent it from closing unexpectedly, for example when the target 30 breaks, the shaft 29, like the shafts 1 and 20 of the embodiments described above, is provided with a safety device 8 thanks to which it cannot rotate freely.
Dans les différentes réalisations qui viennent d'etre décrites, on a supposé que le dispositif de sécurité ne comportait qu'un seul bras radial. In the various embodiments which have just been described, it has been assumed that the safety device comprises only one radial arm.
il va de soi cependant qu'il serait possible de prévoir plusieurs bras radiaux équidistants.it goes without saying, however, that it would be possible to provide several equidistant radial arms.
Il convient de rappeler ici que pendant la rotation normale de l'arbre soutenant la charge, le manchon 11 glisse continuellement sur la tige. Ainsi, chaque fois que le bras radial s'étend verticalement vers le bas, sa longueur devient maximum et prend donc la valeur qu'il aurait sous l'effet de la force centrifuge si l'arbre tournait librement. Or, la variation continuelle de la longueur du bras radial empêche que des saletés viennent immobiliser le manchon sur la tige et permet par conséquent au dispositif de séeurité-de toujours entrer en action au moment voulu. It should be recalled here that during the normal rotation of the shaft supporting the load, the sleeve 11 slides continuously on the rod. Thus, each time the radial arm extends vertically downward, its length becomes maximum and therefore takes the value that it would have under the effect of centrifugal force if the shaft rotated freely. However, the continuous variation of the length of the radial arm prevents dirt from immobilizing the sleeve on the rod and therefore allows the device to always come into action at the desired time.
On notera enfin que pendant la rotation normale de l'arbre, le manchon produit un léger bruit chaque fois qu'il vient s'immobiliser contre la collerette de la tige et contre le moyeu. Or, en écoutant ce bruit, l'opérateur a l'assurance que le dispositif de sécurité est en état de fonctionnement et qu'il pourra entrer en action dès que cela deviendrait nécessaire. Finally, note that during normal rotation of the shaft, the sleeve produces a slight noise each time it comes to rest against the collar of the rod and against the hub. However, by listening to this noise, the operator has the assurance that the safety device is in working condition and that it will be able to take action as soon as it becomes necessary.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2465678B1 (en) | 1982-10-29 |
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