FR2928638A1 - Treuil a fonctionnement securise - Google Patents

Abstract

Le treuil comporte un bâti dans lequel sont montées coaxialement à pivotement une première partie et une deuxième partie, l'une menée liée en rotation à un tambour d'enroulement d'un câble et l'autre menante qui est liée en rotation à un organe d'entraînement rotatif et qui possède une surface en regard d'une surface de la première partie, une goupille ayant des premier et deuxième tronçons étant montée dans un logement de la première partie pour coulisser entre une position de liaison en rotation dans laquelle le deuxième tronçon est en saillie de ladite surface de la première partie et une position de débrayage dans laquelle le deuxième tronçon est escamoté dans le logement de la première partie, la deuxième partie possédant un logement débouchant dans ladite surface pour recevoir le deuxième tronçon lorsque la goupille est en position en saillie, caractérisé en ce que le treuil comprend un moyen d'amenée de la goupille de la position de liaison en rotation vers la position de débrayage lorsque la partie menante tend à pivoter, par rapport à la partie menée, dans un sens correspondant à un sens opposé à un sens normal d'enroulement du câble sur le tambour.

Description

La présente invention concerne un treuil plus particulièrement utilisable pour le levage de charges. Un tel treuil comprend généralement un bâti dans lequel sont montés coaxialement un tambour d'enroulement d'un câble et une roue menante qui est liée en rotation à une manivelle et qui possède une surface en regard d'une surface du tambour. Le treuil est équipé d'un moyen débrayable de liaison en rotation du tambour et de la roue permettant de dévider du câble, à vide, sans actionner la manivelle. Ce moyen est habituellement constitué d'une goupille montée dans un logement du tambour pour coulisser entre une position de liaison en rotation dans la-quelle un tronçon de la goupille est en saillie de ladite surface du tambour et une position de débrayage dans la- quelle ce tronçon est escamoté dans le logement du tambour, la roue possédant un logement débouchant dans la-dite surface pour recevoir ce tronçon lorsque la goupille est en position en saillie. La goupille est prolongée à l'opposé du tronçon par une portion de manoeuvre s'étendant en saillie du tambour à l'opposé de la roue de manière qu'un opérateur puisse s'en saisir et déplacer la goupille entre ses deux positions. Les treuils sont généralement équipés d'un dispositif de freinage monté sur l'organe d'entraînement en rotation pour bloquer en position la partie menante lors-que l'opérateur cesse d'actionner l'organe d'entraînement en rotation alors qu'une charge est en cours de levage. Toutefois, ce système de freinage est unidirectionnel et ne fonctionne que si le câble est enroulé autour du tam- bour dans un sens d'enroulement prédéterminé, appelé ici sens normal d'enroulement. Un but de l'invention est de proposer un moyen de remédier à cet inconvénient. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un treuil comportant un bâti dans lequel sont montées coaxialement à pivotement une première partie et une deuxième partie, l'une menée liée en rotation à un tambour d'enroulement d'un câble et l'autre menante qui est liée en rotation à un organe d'entraînement rotatif et qui possède une surface en regard d'une surface de la première partie, une goupille ayant des premier et deuxième tronçons étant montée dans un logement de la première partie pour coulisser entre une, position de liaison en rotation dans laquelle le deuxième tronçon est en saillie de ladite surface de la première partie et une position de débrayage dans laquelle le deuxième tronçon est escamoté dans le logement de la première partie, la deuxième partie possédant un logement débouchant dans la-dite surface pour recevoir le deuxième tronçon lorsque la goupille est en position en saillie. Le treuil comprend un moyen d'amenée de la goupille de la position en saillie vers la position escamotée lorsque la partie menante tend à pivoter, par rapport à la partie menée, dans un sens correspondant à un sens opposé à un sens normal d'enroulement. Lorsque le câble est enroulé dans le sens normal d'enroulement, l'actionnement de l'organe d'entraînement en vue du levage provoque l'entraînement en rotation de la partie menante dans un sens correspondant au sens nor- mal d'enroulement. La goupille en position de liaison en rotation provoque l'entraînement simultané de la partie menée dans ce même sens de sorte qu'il n'y a pas de mouvement relatif entre la partie menante et la partie me-née. Lorsque le câble est enroulé dans le sens opposé au sens normal d'enroulement, l'actionnement de l'organe d'entraînement en vue du levage provoque l'entraînement en rotation de la partie menante dans un sens correspondant au sens opposé. La charge exerçant une tension sur le câble produisant un effort résistant sur la partie me- née, la partie menante tend à se déplacer par rapport à 3 la partie menée dans le sens opposé, provoquant le déplacement de la goupille en position de débrayage. Selon un mode de réalisation particulier, le moyen d'amenée comprend une rampe s'étendant depuis un fond du logement de la deuxième partie jusqu'à la surface de la deuxième partie. Ce mode de réalisation est particulièrement simple, la rampe formant une came de déplacement de la goupille vers la fonction de débrayage.

Un autre inconvénient des treuils actuels est que rien n'empêche d'amener la goupille dans la position de débrayage alors qu'une charge est en cours de levage. En effet, la goupille a une surface extérieure cylindrique sur deux côtés opposés de laquelle des efforts de cisail- lement sont exercés par une portion de surface du loge-ment du tambour et une portion de surface du logement de la roue lorsque la goupille est en position de liaison et le tambour est sous charge. Le frottement relatif desdites surfaces est insuffisant pour empêcher l'opérateur de déplacer la goupille en position de débrayage. Selon une caractéristique particulière, Le deuxième tronçon comprend une portion en débord latéral par rapport au premier tronçon de telle manière qu'une tension du câble engendre un décalage du logement de la première partie par rapport au logement de la deuxième partie et que la portion en débord coopère avec un bord du logement de la première partie pour s'opposer au dé-placement de la goupille vers la position de débrayage. Ainsi, l'effort à exercer sur la goupille pour l'amener en position de débrayage lorsque le tambour est en charge est rendu suffisamment important pour que l'opérateur ne puisse effectuer ce débrayage. De préférence, le deuxième tronçon a une section supérieure à une section du premier tronçon et les tron- çons ont des formes cylindriques coaxiales à contour cir- culaire. L'usinage de la goupille est facilité. Avantageusement, le premier tronçon se raccorde au deuxième tronçon par une surface tronconique.

La surface tronconique permet un centrage des logements lorsque le câble n'est pas sous tension et guide le deuxième tronçon dans le logement de la première partie lorsque la goupille est amenée en position de débrayage.

Selon des modes de réalisation alternatifs : - la première partie est la partie menante et la deuxième partie est la partie menée, - la première partie est la partie menée et la deuxième partie est la partie menante.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limita-tifs de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un treuil conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique partielle de ce treuil, en coupe selon le plan II de la figure 1 perpendiculaire au plan de la feuille, tambour non char-gé, la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2, tambour chargé, - la figure 4 est une vue analogue à la figure 2 dans le cas d'une erreur de sens d'enroulement du câble sur le tambour, - la figure 5 est une vue de dessus d'un treuil selon un deuxième mode de réalisation, - la figure 6 est une vue partielle en coupe de 4 35 ce treuil selon le plan VI de la figure 5 - la figure 7 est une vue analogue à la figure 6 d'une variante du deuxième mode de réalisation. En référence aux figures 1 à 4, le treuil 5 conforme au premier mode réalisation de l'invention comprend un bâti 1 sur lequel est monté pour pivoter un arbre 2 dont est solidaire en rotation un tambour 3 d'enroulement d'un câble 4. A une extrémité de l'arbre 2 est fixé un disque 5 ayant une surface 6 faisant face à une surface 7 d'une roue 8 montée sur le bâti 1 pour pivoter coaxialement à l'arbre 2. La roue 8 est pourvue d'une denture extérieure engrenant avec un pignon 10 pour pivoter sur le bâti 1. L'arbre du pignon 10 est relié au bâti 1 par l'intermédiaire d'un organe de freinage unidirectionnel 11, connu en lui-même, agencé pour s'opposer à un pivote-ment du pignon 10 dans un sens correspondant à un déroulement du câble 4. Une version basique de cet organe de freinage est système à cliquet mais d'autres structures sont bien entendu envisageables et notamment un système de freinage actionnable en cas de forte accélération du tambour. Une manivelle 12 est fixée à une extrémité de l'arbre du pignon 10. La structure décrite ci-dessus est classique et ne sera pas plus détaillée ici.

Ainsi, la roue 8 et le disque 5 forment une première partie et une deuxième partie du treuil, respectivement menante et menée. La roue 8 comprend un logement 13 débouchant sur la surface 7 perpendiculairement à celle-ci pour recevoir à coulissement une goupille 14 comportant un premier tronçon 14.1 et un deuxième tronçon 14.2. Le premier tronçon 14.1 est prolongé par un appendice de manœuvre 15 s'étendant en saillie d'une sur-face de la roue 8 opposée à la surface 7.

Le premier tronçon 14.1 et le deuxième tronçon 14.2 ont une forme cylindrique à contour circulaire. Le deuxième tronçon 14.2 a une section supérieure à une section du premier tronçon 14.1 et légèrement inférieure à la section du logement 13. Le deuxième tronçon 14.2 com- prend une surface tronconique 14.3 ayant un demi-angle au sommet égal à environ 45° assurant le raccordement du deuxième tronçon 14.2 au premier tronçon 14.1. La goupille 14 est mobile entre une position de liaison en rotation dans laquelle le deuxième tronçon 14.2 s'étend en saillie de la surface 7 et une position de débrayage dans laquelle le deuxième tronçon 14.2 est escamoté. Un ressort 16 s'étend entre le fond du logement 13 et un épaulement 17 raccordant le premier tronçon 14.1 à l'appendice de manoeuvre 15 pour rappeler la goupille 14 dans sa position de liaison en rotation. Le disque 5 comprend un logement 18 de même section que le logement 13 pour recevoir le deuxième tronçon 14.2 lorsque la goupille est dans sa position de liaison en rotation. Il est prévu un moyen d'amenée de la goupille de la position de liaison en rotation vers la position de débrayage lorsque la partie menante tend à pivoter dans un sens opposé à un sens normal d'enroulement par rapport à la partie menée. Le moyen d'amenée comprend une rampe 19 s'étendant circonférentiellement depuis un fond 20 du logement 18 du disque 5 jusqu'à la surface 6 de celui-ci. La rampe 19 s'étend en avant du logement 18 par référence au sens normal d'enroulement S (par référence à l'élément menant, c'est-à-dire que lorsque la goupille 14 se déplace dans ce sens par rapport à la surface 6, elle rencontre d'abord la rampe 19 pour se retrouver ensuite dans le logement 18). La rampe 19 a une inclinaison inférieure à l'angle complémentaire du demi-angle au sommet de la sur- 7 face tronconique 14.3. L'inclinaison est ici comprise entre 10° et 15° environ. Le fonctionnement du treuil va maintenant être expliqué.

En l'absence de charge, comme représenté sur la figure 2, la goupille 14 étant en position de liaison en rotation, les logements 13 et 18 sont alignés et il est possible d'amener la goupille 14 en position de débrayage en tirant sur l'appendice de manoeuvre 15.

On notera que la différence de section entre le premier tronçon 14.1 et le logement 13 autorise un léger débattement du disque 5 par rapport à la roue 18 de sorte que, si les logements 13 et 18 ne sont pas exactement en regard, la surface tronconique 14.3 va centrer les deux logements 13, 18 et guider le deuxième tronçon 14.2 dans le logement 13 lorsque la goupille 14 sera tirée vers la position de débrayage. Lors du levage d'une charge (figure 3), l'opérateur actionne la manivelle 12 pour entraîner le pignon 10 et la roue 8 dans des sens correspondant au sens normal d'enroulement du câble 4 autour du tambour 3 (le sens normal d'enroulement est indiqué avec la référence S sur les figures 1 et 3) et la paroi du logement 13 va exercer sur le premier tronçon 14.1 de la goupille 14 en position de liaison en rotation un effort d'entraînement du disque 5 dans ce sens. La charge elle exerce une tension sur le câble 4 engendrant un effort résistant (indiqué R sur les figures 1 et 3) repris par le tambour 3, l'arbre 2, le disque 5 et finalement par le deuxième tronçon 14.2 de la goupille 14. Le disque 5 et la roue 8 étant appliqués respectivement sur le deuxième tronçon 14.2 et le premier tronçon 14.1 sur des côtés op-posés de ceux-ci, les logements 13 et 18 vont être déca-lés l'un par rapport à l'autre du fait du débattement mentionné ci-dessus. Si un effort de traction est alors 8 exercé sur l'appendice de manoeuvre 15 pour amener la goupille 14 en position de débrayage, la surface tronconique 14.3 qui s'étend dans le logement 18 va venir en butée contre la portion de surface formant le bord du lo- gement 13 et ainsi s'opposer au déplacement de la gou- pille 14 jusqu'à la position de débrayage. Le fonctionnement du détrompage de sens d'enroulement permis par la rampe 19 va être décrit en référence plus particulièrement à la figure 4.

Si le câble 4 a été enroulé dans le sens normal d'enroulement, on comprend que, lors d'une opération de levage, la manivelle 12 est actionnée pour entraîner le pignon 10 et la roue 8 dans des sens correspondant au sens normal d'enroulements du câble 4 autour du tambour 3. Le deuxième tronçon 14.2 de la goupille 14 en position de liaison est appliqué contre la paroi du logement à l'opposé de la rampe 19 et est ainsi maintenu dans le logement 18 pour assurer sa fonction de transmission du mouvement de rotation au disque 5.

Si le câble 4 a été par erreur enroulé à l'envers sur le tambour 3, l'opérateur est obligé, pour lever une charge, d'actionner la manivelle 12 pour entraîner la roue 8 dans un sens S-1 opposé au sens normal d'enroulements du câble 4 autour du tambour 3. Ce fai- sant, le deuxième tronçon 14.2 de la goupille 14 est dé-placé sur la rampe 19 qui amène progressivement la goupille 14 en position de débrayage, rendant le levage impossible. La rampe 19 forme ainsi un détrompeur d'enroule- ment du câble autour du tambour. Les éléments identiques ou analogues à ceux précédemment décrits porteront la même référence numérique dans la description qui suit du deuxième mode de réalisation.

Dans ce mode de réalisation représenté aux figu- 9 res 5 et 6, le treuil comprend un bâti 1 sur lequel est monté pour pivoter un arbre 2 dont est solidaire en rotation un tambour 3 d'enroulement d'un câble 4. A une extrémité de l'arbre 2 est monté libre en rotation une roue 9 pourvue d'une denture extérieure en-grenant avec un pignon 10 monté pour pivoter sur le bâti 1. L'arbre du pignon 10 est relié au bâti par l'intermédiaire d'un organe de freinage unidirectionnel 11. Une manivelle 12 est fixée à une extrémité de l'arbre du pignon 10. La roue 9 et l'arbre 2 constituent la première partie et la deuxième partie du treuil, respectivement menante et menée. La roue 9 comprend un moyeu 21 ayant une surface intérieure 22 sur laquelle débouche un logement 23 recevant une goupille 14 identique à celle décrite précédemment et coulissant entre une position de liaison en rotation et une position de débrayage. L'arbre 2 possède une surface extérieure 24 en contact glissant avec la surface intérieure 23. L'arbre 2 est pourvu d'un logement 28 pour recevoir le deuxième tronçon 14.2 de la goupille 14 lorsque celle-ci est en position de liaison en rotation. Une rampe 29 s'étend entre le fond du logement 28 et la surface extérieure 24.

La rampe 29 s'étend selon un plan diamétral de l'arbre 2 en avant du logement 28 par référence au sens de rotation de la roue 9 correspondant au sens normal d'enroulement (noté S sur les figures), c'est-à-dire que lorsque la goupille 14 se déplace dans ce sens par rapport à la sur- face 24, elle rencontre d'abord la rampe 29 pour se retrouver ensuite dans le logement 28. Le fonctionnement est identique à celui du premier mode de réalisation. En variante, comme représentée sur la figure 7, le tambour 3 est monté libre en rotation sur l'arbre 2. 10 Le tambour 3 et l'arbre 2 constituent la première partie et la deuxième partie du treuil respectivement me-née et menante. Le tambour 3 a une surface intérieure 32 sur la- quelle débouche un logement 33 recevant une goupille 14 identique à celle décrite précédemment et coulissant entre une position de liaison en rotation et une position de débrayage. L'arbre 2 est relié de manière non débrayable au pignon solidaire de la manivelle et possède une surface extérieure 24 en contact glissant avec la surface intérieure 23. L'arbre 2 est pourvu d'un logement 28 pour recevoir le deuxième tronçon 14.2 de la goupille 14 lorsque celle-ci est en position de liaison en rotation. Une rampe 29 s'étend entre le fond du logement 28 et la sur-face extérieure 24. La rampe 29 s'étend selon un plan diamétral de l'arbre 2 en avant du logement 28 par référence au sens de rotation de l'arbre 2 correspondant au sens normal d'enroulement (noté S sur les figures), l'arbre 2 étant l'élément menant. Le fonctionnement est identique à celui du premier mode de réalisation. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, il est possible de réaliser des treuils conformes à l'invention en réalisant une inversion cinématique des modes de réalisation décrits.

En outre, pour des raisons de clarté, les treuils décrits sont volontairement simples. La structure du treuil peut donc être différente de celle décrite et en particulier plus compliquée en intégrant par exemple des trains d'engrenage entre la manivelle 12 et la roue 8, un organe d'entraînement en rotation motorisé...

11 La différence de section entre les deux tronçons de la goupille et l'angle de la surface tronconique peu-vent être modifiés pour rendre plus ou moins difficile le débrayage. La goupille peut avoir une forme différente de celle décrite et comprendre par exemple un épaulement formé par une portion du deuxième tronçon en débord latéral par rapport au premier tronçon pour former la butée au retour de la goupille en position de débrayage lorsque le tambour est chargé. La goupille peut également être dépourvue de partie en débord latéral. On notera que cette caractéristique est totalement indépendante du détrompage de sens d'enroulement. Le moyen d'amenée de la goupille en position de débrayage peut être modifié notamment en ce qui concerne l'inclinaison de la rampe. Ce moyen d'amenée peut égale-ment être un actionneur automatique commandé en fonction du sens de rotation.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Treuil comportant un bâti (1) dans lequel sont montées coaxialement à pivotement une première par- tie (8) et une deuxième partie (5), l'une (5) menée liée en rotation à un tambour (3) d'enroulement d'un câble et l'autre menante (8) qui est liée en rotation à un organe d'entraînement rotatif (12) et qui possède une surface (7) en regard d'une surface (6) de la première partie, une goupille (14) ayant des premier et deuxième tronçons (14.1, 14.2) étant montée dans un logement (13) de la première partie pour coulisser entre une position de liaison en rotation dans laquelle le deuxième tronçon (14.2) est en saillie de ladite surface (7) de la pre- mière partie (8) et une position de débrayage dans la-quelle le deuxième tronçon est escamoté dans le logement de la première partie, la deuxième partie (5) possédant un logement (18) débouchant dans ladite surface pour recevoir le deuxième tronçon lorsque la goupille est en po-sition en saillie, caractérisé en ce que le treuil comprend un moyen d'amenée {19) de la goupille de la position de liaison en rotation vers la position de débrayage lorsque la partie menante tend à pivoter, par rapport à la partie menée, dans un sens correspondant à un sens op- posé à un sens normal d'enroulement du câble sur le tam- bour.

2. Treuil selon la revendication 1, dans le-quel le moyen d'amenée comprend une rampe (19) s'étendant depuis un fond (20) du logement (18) de la deuxième par- tie (5) jusqu'à la surface (6) de la deuxième partie (5).

3. Treuil selon la revendication 2, dans le-quel le deuxième tronçon (14.2) a une section supérieure à une section du premier tronçon (14.1) et se raccorde au premier tronçon par une surface tronconique (14.3) et dans lequel la pente (19) a une inclinaison inférieure à 13 un angle complémentaire d'un demi-angle au sommet de la surface tronconique.

4. Treuil selon la revendication 3, dans le-quel l'angle complémentaire est d'environ 45° et l'inclinaison est comprise entre 10° et 15° environ.

5. Treuil selon la revendication 1, dans le-quel le deuxième tronçon (14.2) comprend une portion en débord latéral par rapport au premier tronçon (14.1) de telle manière qu'une tension sur le câble engendre un dé- calage du logement (13) de la première partie (8) par rapport au logement (18) de la deuxième partie (5) et que la portion en débord coopère avec un bord du logement de la première partie pour s'opposer au déplacement de la goupille (14) vers la position de débrayage.

6. Treuil selon la revendication 5, dans le-quel le deuxième tronçon (14.2) a une section supérieure à une section du premier tronçon (14.1).

7. Treuil selon la revendication 6, dans le-quel les tronçons (14.2, 14.1) ont des formes cylindri- ques coaxiales à contour circulaire.

8. Treuil selon la revendication 7, dans le-quel le premier tronçon (14.1) se raccorde au deuxième tronçon (14.2) par une surface tronconique (14.3).

9. Treuil selon la revendication 1, dans le- quel la première partie (8) est la partie menante et la deuxième partie (5) est la partie menée.

10. Treuil selon la revendication 1, dans le-quel la première partie (3) est la partie menée et la deuxième partie (2) est la partie menante.