WO2001038217A1 - Dispositif d'equilibrage d'efforts pour un treuil a deux cables de traction et treuil muni d'un tel dispositif - Google Patents

Dispositif d'equilibrage d'efforts pour un treuil a deux cables de traction et treuil muni d'un tel dispositif Download PDF

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WO2001038217A1
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cables
winch
winding means
axis
winding
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PCT/CH2000/000576
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Inventor
Andrzej Wacinski
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Plumettaz Sa
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G3/00—Scaffolds essentially supported by building constructions, e.g. adjustable in height
    • E04G3/28—Mobile scaffolds; Scaffolds with mobile platforms
    • E04G3/30—Mobile scaffolds; Scaffolds with mobile platforms suspended by flexible supporting elements, e.g. cables
    • E04G3/32—Hoisting devices; Safety devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/02—Driving gear
    • B66D1/14—Power transmissions between power sources and drums or barrels
    • B66D1/22—Planetary or differential gearings, i.e. with planet gears having movable axes of rotation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/26—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans having several drums or barrels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/60—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans adapted for special purposes
    • B66D1/605—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans adapted for special purposes scaffolding winshes

Definitions

  • the present invention relates to a device for balancing the traction forces, particularly intended for a winch intended to wind, respectively unwinding two or more traction cables, as well as a winch provided with such a device and a nacelle equipped with at least one winch as above.
  • winches comprising in particular a double winding means, drums or pulleys of adhesion, each of said means carrying its own cable
  • they are used for elevators or more particularly for nacelles responsible for cleaning and / or maintaining the facades of tall buildings.
  • a nacelle is generally supported by four cables, a first pair of cables being disposed on a first narrow side of the nacelle while the second pair of cables is disposed on the second narrow side of the nacelle.
  • Each pair of cables is wound / unwound from a winch fitted with two drums, each winch having its own motor controlled independently of the other.
  • each winch The winding / unwinding speed adjustment of each winch is therefore done by known mechanical, electrical or electronic means so that each pair of cables is unwound or wound up at the same speed so that the nacelle remains horizontal.
  • the means mentioned cannot be used to maintain their balance.
  • An imbalance between the two cables of a pair can occur for example in the case of an irregular winding of one of the cables on its drum, leading to a winding subsequent turns on a diameter larger than that around which the other cable is wound. In this case, the cable winding over a larger diameter will tend to take up all of the tensile force, which can lead to an imbalance in the nacelle, or to endanger the personnel mounted in this nacelle by breaking of this overloaded cable.
  • a first mechanical means making it possible to maintain an identical tensile stress on the two cables of the same pair, even in the event of one of the cables being wound incorrectly, consists in bringing the two cables together on a pulley. Such a device can be dangerous in the event of one of the cables breaking since the other cable then becomes free and the nacelle is no longer retained by either of the two cables.
  • the two cables are fixed to the two ends of a lifting beam, the center of this being pivotally fixed to the suspension beam or to the nacelle.
  • This device does not meet the drawback mentioned previously, but on the other hand the difference in admissible length between the two cables is limited by the length of the lifter.
  • the attachment of the balancing device, hub of the pulley or center of the lifting beam is made at a single point, on the nacelle or on the suspension beam, which is ultimately harmful to the balance of the nacelle.
  • a first object of the invention is therefore to propose a force balancing device for a winch provided for at least one pair of traction cables, making it possible to avoid the drawbacks mentioned above.
  • Another object of the invention is to propose a winch provided for at least one pair of traction cables provided with at least one device balancing force capable of ensuring the security of the object suspended from cables at all times.
  • Yet another object of the invention is to provide a facade maintenance nacelle provided with at least one winch equipped with a force balancing device.
  • FIG. 1 is a view in elevation of a portion of an installation of facade cleaning
  • Figure 2 is an end view of a portion of the installation of the previous figure
  • Figure 3 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of a balancing device according the invention
  • FIG. 4 is a front view in partial section of the device of the preceding figure
  • FIG. 5 is a view in longitudinal section of a second embodiment of a balancing device according to the invention
  • FIG. 6 is a front view in partial section of the device of the previous figure
  • FIG. 7 is a schematic representation of the operation of a portion of the device of FIGS. 5 and 6,
  • FIGs 1 and 2 there is a building 1 having a vertical facade 10 and a roof 11, shown here as being a flat roof.
  • the building 1 is equipped with an installation 2 for cleaning / maintaining the facade 10 comprising a nacelle 20 suspended by a first pair of cables 21 and a second pair of cables 22 with two support beams 23 and 24 mounted on a frame 25; preferably able to move on the roof 11, so that the nacelle 20 can reach the entire facade 10.
  • the nacelle 20 shown here in particular comprises two end faces 20A and 20B each carrying a winch 3 making it possible to raise or lower the nacelle 20 respectively along the facade 10.
  • the first winch 3 comprises in particular a first motor 30, of preferably an electric motor, a first reduction gear 31, as well as two drums 32 and 33, mounted coaxially on the wall 20A, while the second winch comprises a second motor 34, a second reduction gear 35 and two other drums 36 and 37, mounted coaxially on the wall 20B.
  • the two drums 32 and 33 of the first winch each receive a cable 210, respectively 211 of the first pair of cables 21 while the two drums 36 and 37 each receive a cable 220, respectively 221 of the second pair of cables 22.
  • the ends free cables 210 and 211 of the first pair 21 are fixed, preferably in a removable manner, to the beam 23 while the free ends of the cables 220 and 221 are similarly fixed to the beam 24.
  • a control unit 38 supplies and controls each of the motors 30 and 34.
  • the nacelle can also comprise two complementary units, shown diagrammatically at 39, capable of fulfilling one or more of the following functions: passage of the cables 210, 211 and 220, 221 distributed along an axis parallel to the axis of rotation of the drums, as shown in Figure 1 in the space between the drums and the units 39, in a configuration where each pair of cables is arranged in a plane perpendicular to the axis mentioned above, as seen in Figure 2, or then, for another embodiment of the nacelle not shown in the figures, in a plane parallel to said axis, in the portion located between the unit 39 and the beam 24, slicing of each cable on its drum and safety brake, blocking the cable or cables when a cable break is detected.
  • These various means are known in the art and are therefore not described in more detail here.
  • Uneven winding of one or more of the above cables on one or more of the drums mentioned may lead to an imbalance in the distribution of the load between the cables 210 and 21 1 or 220 and 221 or to an imbalance in the nacelle 20 corresponding to an angular offset around the longitudinal roll axis R or to an angular offset around the transverse pitch axis T, or even to a combination of these two offsets.
  • this offset can be compensated for by acting on the relative speeds of the two motors 30 and 34, either by an automatic means for detecting said offset, either manually via the control unit 38. Since the two drums 32 and 33 of the first winch or 36 and 37 of the second winch are controlled by a single motor 30, respectively 34, it is not possible to compensate for an offset around the axis R by the means which come to be mentioned.
  • the balancing device consists of a mechanical differential reducer with three axes, such as for example the planetary gear train 4, as shown on the Figures 3 and 4.
  • the device 4 comprises an input shaft 40, actuated directly by the motor 30 or 34 or by the reducer 31 or 35, as required.
  • a sun wheel 41 is fixedly mounted on the shaft 40.
  • One or more planetary wheels 42 mesh on the one hand on the sun wheel 41 and on the other hand on an outer ring 43 with internal teeth.
  • the crown 43 carries the drum 32 or 36 specific to a lifting system.
  • Each of the planetary wheels 42 is pivotally mounted on an axis 420, said axes being fixed to a flange 44 in free pivoting around the end of the shaft 40.
  • the flange 44 carries the drum 33 or 37.
  • the device for balancing the traction forces 4 operates in the following manner, in the case where the two cables of a pair exert the same traction force on the two drums, respectively that identical torques are exerted, the two drums are rotated in opposite directions, with the rotation of the shaft 40, thus raising or lowering the nacelle according to the direction of rotation of the shaft 40.
  • the drum on which is arranged the most tensioned cable is blocked, causing the movement made by the other drum to continue until the difference in forces is caught up and the forces exerted on the two cables are again substantially identical.
  • the dimensional relationships between the different toothed wheels present may be different from what is described or shown, as well as the known construction variations of planetary type three-axis reducers, for example number of planetary gears different from this. which has been shown here or other mode of engagement of the gear wheels.
  • FIG. 5 A second embodiment of a balancing device according to the invention is shown in Figures 5 and 6.
  • This device which is also a mechanical differential reducer with three axes, essentially corresponds to a trochoidal (cycloidal) reducer known as the name of “Cyclo” (registered trademark), a particular embodiment of which is described in EP-0.291.052.
  • This device 5 comprises an input shaft 50, coming like the shaft 40 of the preceding device directly from the drive motor or from an intermediate reducer.
  • the shaft 50 includes a bearing eccentric cylindrical 51 fixed on the shaft.
  • the eccentric bearing causes eccentric rotation a toothed wheel 52 carrying a cylindrical central bore 520, or suitable means of rotation, mounted on the eccentric bearing 51, an external toothing 521, a particular embodiment of which will be described more precisely below , as well as a plurality of circular bores 522 regularly spaced on a diameter coaxial with the central bore 520 and the toothing 521.
  • the device 5 further comprises an outer ring 53 with inner toothing 530, including an embodiment particular will also be described below, partially meshing with the toothing 521 of the wheel 52.
  • a flange 54 is pivotally mounted on the shaft 50, carrying a plurality of projecting rods 540, each corresponding to a bore 522 of the wheel 52. It can be seen in the figure that the bores 522 have a larger diameter than that of the rods 540; in fact this bore / rod device is responsible for transmitting the eccentric rotary movement of the wheel 52 in a rotary movement centered on the shaft 50 of the flange 54. For this, the diameter of a bore 522 is the diameter d 'a rod 540 plus the value of the eccentricity of the wheel 52.
  • FIG. 7 shows a preferred embodiment of a portion of the device which has just been described, showing the engagement of the wheel 52 on the crown 53.
  • the crown 53 carries a plurality of semi-cylindrical housings 531, bearing each a rou water 532 in free rotation in said housing 531. In the example shown, the crown 53 comprises twenty housings 531 and as many rollers 532.
  • the eccentric wheel 52 carries on its periphery a plurality of semi-cylindrical housings 523, the number of said cylindrical housings being here less than one unit compared to the number of rollers 532. It is therefore understood that, if the crown 53 is blocked, has a turn of the eccentric wheel 52 for nineteen turns of the shaft 50, respectively a turn of the flange 54 or of the drum 33 or 37 which it carries, for a turn of the shaft 50. By cons by blocking the flange 54 or the drum 33 or 37, respectively the wheel 52, there are twenty turns of the crown 53, respectively of the drum 32 or 36 which it carries for one turn of the shaft 50.
  • An advantage of a trochoidal differential balancing device according to this second described embodiment, relative to the planetary one according to the first described embodiment, is that the ratio of the speeds of the drums relative to the speed of the shaft d drive is significantly larger, making it possible, with a trochoidal balancing device according to this second embodiment, to refrain from placing a speed reducer 31 or 35 between the motor and the shaft d input 50 of the balancing device.
  • a trochoidal differential balancing device can be envisaged; for example, there may be a difference between the number of rollers 532 and the number of housings 523 on the wheel 52 greater than one unit, for example two or three units.
  • the external toothing 521 of the wheel 52 and the internal toothing 530 of the crown 53 can be different from what has been described here, it is possible to have conventional toothing 521 and 530, one or more teeth being simultaneously engaged.
  • the trochoidal differential balancing device can also be constructed like that described in document EP-0,291,052, comprising several wheels 52 in parallel, eccentrically offset, so as to distribute the forces more smoothly and evenly.
  • Other types of reducers can also be provided to function as a balancing device.
  • a Harmonie Drive registered trademark reducer or more generally a differential mechanical reducer as found on a car could very well fulfill the desired function of balancing the traction forces.
  • any differential mechanical reducer mounted between the two drums could be used as a balancing means.
  • a three-axis reducer will be used for reasons of compactness of the device.
  • a balancing device can be supplemented with a decoupling means, for example a ratchet means, making it possible, for example, to easily unwind the cables of their drums when the basket is on the ground, in order to hang them on the suspension beams.
  • a balancing device can also be used on a winch provided with two pulleys of adhesion rather than two drums; preferably the adhesion pulleys will then be provided with known means making it possible to adhere the cable to a portion of the periphery of the pulley.
  • the nacelle described above and represented in the figures is designed with the four cables each fixed to a corner of the nacelle, other configurations for fixing the cables can also be envisaged, for example the four cables aligned in a plane containing the longitudinal axis of the nacelle.
  • a single winch actuated by a single motor, the motor axis supporting two sets of drums, each drum set comprising a balancing device according to one or other of the embodiments described.
  • a single winch respectively a single drive shaft, may comprise several pairs of drums and / or grip wheels, each pair having its own balancing device.
  • the balancing device according to one or other of the embodiments described, as well as the winch carrying such a balancing device have been described and shown to be used with a maintenance nacelle of a building facade; however, both the balancing device and the winch can be used in many other applications.

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Abstract

Le dispositif d'équilibrage (4; 5) est constitué d'un réducteur différentiel mécanique de type planétaire ou trochoïdal. Il est disposé sur un treuil (3) comportant deux tambours (32, 33; 36, 37) et permet d'équilibrer les couples exercés sur les tambours. Ainsi, si un câble (210, 211, 220, 221) s'enroule mal sur l'un des tambours, le dispositif d'équilibrage permet que l'effort exercé sur chaque câble reste identique. Un tel dispositif est particulièrement efficace pour assurer la sécurité d'une nacelle (20) d'entretien d'une façade (10) d'immeuble.

Description

Dispositif d'équilibrage d'efforts pour un treuil à deux câbles de traction et treuil muni d'un tel dispositif.
La présente invention concerne un dispositif d'équilibrage des efforts de traction, particulièrement prévu pour un treuil destiné à enrouler, respectivement dérouler simultanément deux câbles de traction ou davantage, ainsi qu'un treuil muni d'un tel dispositif et une nacelle équipée d'au moins un treuil comme ci-dessus.
De tels treuils, comportant notamment un double moyen d'enroulement, tambours ou poulies d'adhérence, chacun desdits moyens portant son propre câble, trouvent de nombreuses applications. Notamment pour certaines configurations, ils sont utilisés pour des ascenseurs ou plus particulièrement pour des nacelles chargées de nettoyer et/ou entretenir des façades de bâtiments de grande hauteur. Une telle nacelle est généralement soutenue par quatre câbles, une première paire de câbles étant disposée sur un premier côté étroit de la nacelle alors que la deuxième paire de câbles est disposée sur le deuxième côté étroit de la nacelle. Chaque paire de câbles est enroulée/déroulée à partir d'un treuil muni de deux tambours, chaque treuil ayant son propre moteur commandé indépendamment de l'autre. Le réglage de vitesse d'enroulement/déroulement de chaque treuil se fait donc par des moyens mécaniques, électriques ou électroniques connus de manière à ce que chaque paire de câbles se déroule ou s'enroule à même vitesse afin que la nacelle reste horizontale. Par contre, pour les deux câbles d'une paire déterminée, vu que leur vitesse d'enroulement ou de déroulement est commandée par un treuil unique, respectivement par un seul moteur, les moyens mentionnés ne peuvent être mis en œuvre pour conserver leur équilibre. Un déséquilibre entre les deux câbles d'une paire peut se produire par exemple dans le cas d'un enroulement irrégulier de l'un des câbles sur son tambour, amenant à un enroulement des spires suivantes sur un diamètre plus grand que celui autour duquel s'enroule l'autre câble. Dans ce cas, le câble s'enroulant sur un plus fort diamètre aura tendance à reprendre tout l'effort de traction, ce qui peut amener à un déséquilibre de la nacelle, vόire à une mise en danger du personnel monté dans cette nacelle par rupture de ce câble trop chargé.
Un premier moyen mécanique permettant de conserver une contrainte de traction identique sur les deux câbles d'une même paire, même en cas de mauvais enroulement de l'un des câbles, consiste à réunir les deux câbles sur une poulie. Un tel dispositif peut être dangereux en cas de rupture de l'un des câbles puisque alors l'autre câble devient libre et que la nacelle n'est plus retenue par aucun des deux câbles.
Selon un autre moyen, les deux câble sont fixés aux deux extrémités d'un palonnier, le centre de celui-ci étant fixé de manière pivotante à la poutre de suspension ou à la nacelle. Ce dispositif ne rencontre pas l'inconvénient mentionné précédemment , mais par contre la différence de longueur admissible entre les deux câbles est limitée par la longueur du palonnier.
Dans les deux moyens décrits ci-dessus, l'attache du dispositif d'équilibrage, moyeu de la poulie ou centre du palonnier, se fait en un seul point, sur la nacelle ou sur la poutre de suspension, ce qui est finalement néfaste à l'équilibre de la nacelle.
Un premier but de l'invention est donc de proposer dispositif d'équilibrage d'efforts pour un treuil prévu pour au moins une paire de câbles de traction, permettant d'éviter les inconvénients mentionnés précédemment.
Un autre but de l'invention est de proposer un treuil prévu pour au moins une paire de câbles de traction muni d'au moins un dispositif d'équilibrage d'efforts apte à assurer en tout temps la sécurité de l'objet suspendu aux câbles.
Encore un autre but de l'invention est de proposer une nacelle d'entretien de façade munie d'au moins un treuil équipé d'un dispositif d'équilibrage d'efforts.
Ces buts sont obtenus par un dispositif d'équilibrage, un treuil et une nacelle possédant les caractéristiques mentionnées dans les revendications indépendantes, des formes d'exécution particulières ou variantes étant décrites dans les revendications dépendantes. La description ci-dessous décrit plusieurs formes d'exécution d'un dispositif selon l'invention, étant à lire en regard du dessin annexé comportant les figures où : la figure 1 est une vue en élévation d'une portion d'une installation de nettoyage de façade, la figure 2 est une vue en bout d'une portion de l'installation de la figure précédente, la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une première forme d'exécution d'un dispositif d'équilibrage selon l'invention, la figure 4 est une vue de face en coupe partielle du dispositif de la figure précédente, la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une deuxième forme d'exécution d'un dispositif d'équilibrage selon l'invention, la figure 6 est une vue de face en coupe partielle du dispositif de la figure précédente, et la figure 7 est une représentation schématique du fonctionnement d'une portion du dispositif des figures 5 et 6,
Sur les figures 1 et 2 on a un immeuble 1 comportant une façade verticale 10 et un toit 11, représenté ici comme étant un toit plat. L'immeuble 1 est équipé d'une installation 2 de nettoyage/entretien de la façade 10 comprenant une nacelle 20 suspendue par une première paire de câbles 21 et une deuxième paire de câbles 22 à deux poutres de soutien 23 et 24 montées sur un cadre 25; apte de préférence à se déplacer sur le toit 11, de manière à ce que la nacelle 20 puisse atteindre l'ensemble de la façade 10.
La nacelle 20 représentée ici comprend en particulier deux faces d'extrémités 20A et 20B portant chacune un treuil 3 permettant d'élever, respectivement abaisser la nacelle 20 le long de la façade 10. Le premier treuil 3 comprend notamment un premier moteur 30, de préférence un moteur électrique, un premier réducteur 31, ainsi que deux tambours 32 et 33, montés coaxialement sur la paroi 20A, alors que le deuxième treuil comprend un deuxième moteur 34, un deuxième réducteur 35 et deux autres tambours 36 et 37, montés coaxialement sur la paroi 20B. Les deux tambours 32 et 33 du premier treuil reçoivent chacun un câble 210, respectivement 211 de la première paire de câbles 21 alors que les deux tambours 36 et 37 reçoivent chacun un câble 220, respectivement 221 de la deuxième paire de câbles 22. Les extrémités libres des câbles 210 et 211 de la première paire 21 sont fixées, de préférence de manière démontable, à la poutre 23 alors que les extrémités libres des câbles 220 et 221 sont fixés de même manière à la poutre 24.
Une unité de commande 38 alimente et commande chacun des moteurs 30 et 34.
De manière optionnelle et selon la configuration choisie pour les tambours, la nacelle peut encore comprendre deux unités complémentaires, schématisées en 39, aptes à remplir une ou plusieurs des fonctions suivantes : passage des câbles 210, 211 et 220, 221 répartis le long d'un axe parallèle à l'axe de rotation des tambours, comme représenté sur la figure 1 dans l'espace entre les tambours et les unités 39, à une configuration où chaque paire de câbles est disposée dans un plan perpendiculaire à l'axe mentionné ci-dessus, comme on le voit sur la figure 2, ou alors, pour une autre forme d'exécution de la nacelle non représentée sur les figures, dans un plan parallèle audit axe, dans la portion située entre l'unité 39 et la poutre 24, trancannage de chaque câble sur son tambour et frein de sécurité, bloquant le ou les câbles lorsque une rupture de câble est détectée. Ces différents moyens sont connus de la technique et ne sont donc pas décrits plus en détail ici.
Un enroulement irrégulier de l'un ou de plusieurs des câbles ci- dessus sur un ou plusieurs des tambours mentionnés peut amener à un déséquilibre dans la répartition de la charge entre les câbles 210 et 21 1 ou 220 et 221 ou à un déséquilibre de la nacelle 20 correspondant à un décalage angulaire autour de l'axe longitudinal de roulis R ou à un décalage angulaire autour de l'axe transversal de tangage T, ou encore à une combinaison de ces deux décalages. Pour la forme d'exécution représentée, dans le cas d'un décalage autour de l'axe T, ce décalage peut être compensé en agissant sur les vitesses relatives des deux moteurs 30 et 34, soit par un moyen automatique de détection dudit décalage, soit manuellement par l'intermédiaire de l'unité de commande38. Vu que les deux tambours 32 et 33 du premier treuil ou 36 et 37 du deuxième treuil sont commandés par un seul moteur 30, respectivement 34, il n'est pas possible de compenser un décalage autour de l'axe R par les moyens qui viennent d'être mentionnés.
A cet effet, il est proposé selon l'invention d'installer un dispositif d'équilibrage mécanique entre les deux tambours 32 et 33, respectivement 36 et 37 de chaque treuil.
Selon une première forme d'exécution, le dispositif d'équilibrage est constitué d'un réducteur différentiel mécanique à trois axes, comme par exemple le train d'engrenages planétaire 4, tel que montré sur les figures 3 et 4. Le dispositif 4 comprend un arbre d'entrée 40, actionné directement par le moteur 30 ou 34 ou par le réducteur 31 ou 35, selon les besoins. Une roue solaire 41 est montée de manière fixe sur l'arbre 40. Une ou plusieurs roues planétaires 42 engrènent d'une part sur la roue solaire 41 et d'autre part sur une couronne extérieure 43 à denture intérieure. La couronne 43 porte le tambour 32 ou 36 propre à un système de levage. Chacune des roues planétaires 42 est montée de manière pivotante sur un axe 420, lesdits axes étant fixés à une flasque 44 en pivotement libre autour de l'extrémité de l'arbre 40. La flasque 44 porte le tambour 33 ou 37.
En considérant la figure 4, en admettant que l'arbre 40, respectivement la roue solaire 41 tournent dans le sens horaire, en bloquant le tambour 32 ou 36, respectivement la couronne 43, on voit que la flasque 44, portant le tambour 33 ou 37 tourne aussi dans le sens horaire. Si au contraire on bloque le tambour 33 ou 37, respectivement la flasque 44, on voit que le tambour 32 ou 36 tourne dans le sens antihoraire lorsque l'arbre 40 tourne dans le sens horaire. Ainsi, afin que l'on ait un mouvement simultané de montée ou de descente de la nacelle, selon le sens de rotation de l'arbre, il est nécessaire que les deux câbles d'une paire soient enroulés en sens opposés sur les deux tambours, comme on le voit à la figure 4.
Le dispositif d'équilibrage des efforts de traction 4 fonctionne de la manière suivante, dans le cas où les deux câbles d'une paire exercent une même force de traction sur les deux tambours, respectivement que des couples identiques soient exercés, les deux tambours sont mis en rotation, selon des sens opposés, avec la mise en rotation de l'arbre 40, faisant donc monter ou descendre la nacelle selon le sens de rotation de l'arbre 40. Dans le cas où un des câbles est enroulé selon un diamètre différent de l'autre, faisant que l'effort exercé sur un câble est plus important que l'effort exercé sur l'autre câble, le tambour sur lequel est disposé le câble le plus tendu se bloque, faisant que le mouvement effectué par l'autre tambour continue jusqu'à ce que la différence d'efforts soit rattrapée et que les efforts exercés sur les deux câbles soient à nouveau sensiblement identiques. On a donc ainsi un dispositif d'équilibrage différentiel entre les deux tambours faisant que lorsqu'un des câble est tendu plus fortement que l'autre, le couple créé par ce câble tendu sur le tambour fait que la couronne ou la flasque attenante à ce tambour devient un point fixe du dispositif, permettant alors à l'autre élément, flasque ou couronne, ainsi qu'au tambour attenant, de rattraper cette différence de tension, que l'arbre d'entraînement soit entraîné ou non. Par ce dispositif, les deux câbles d'une paire de câbles sont donc toujours soumis à un effort de traction sensiblement identique, même si les vitesses de rotation des deux tambours ne sont pas identiques. Diverses variantes de construction de ce dispositif relativement à celui qui vient d'être décrit peuvent être envisagées. Par exemple les rapports dimensionnels entre les différentes roues dentées en présence peuvent être différents de ce qui est décrit ou représenté, de même que les variations de construction connues des réducteurs à trois axes de type planétaire, par exemple nombre d'engrenages planétaires différent de ce qui a été montré ici ou autre mode d'engrènement des roues dentées.
Une deuxième forme d'exécution d'un dispositif d'équilibrage selon l'invention est représentée aux figures 5 et 6. Ce dispositif, qui est aussi un réducteur différentiel mécanique à trois axes, correspond essentiellement à un réducteur trochoïdal (cycloïdal) connu sous le nom de « Cyclo » (marque déposée), dont une forme d'exécution particulière est décrite dans EP-0.291.052.
Ce dispositif 5 comprend un arbre d'entrée 50, provenant comme l'arbre 40 du dispositif précédent directement du moteur d'entraînement ou d'un réducteur intermédiaire. L'arbre 50 comprend une porté cylindrique excentrée 51 fixée sur l'arbre. La portée excentrée entraîne en rotation excentrique une roue dentée 52 portant un alésage central cylindrique 520, ou des moyens de rotation adéquats, monté sur la portée excentrique 51, une denture extérieure 521, dont une forme d'exécution particulière sera décrite plus précisément plus bas, ainsi qu'une pluralité d'alésages circulaires 522 régulièrement espacés sur un diamètre coaxial à l'alésage central 520 et à la denture 521. Le dispositif 5 comprend en outre une couronne extérieure 53 à denture intérieure 530, dont une forme d'exécution particulière sera aussi décrite plus bas, engrenant partiellement avec la denture 521 de la roue 52. Une flasque 54 est montée en pivotement libre sur l'arbre 50, portant une pluralité de tiges en saillie 540, chacune correspondant à un alésage 522 de la roue 52. On voit sur la figure que les alésages 522 ont un diamètre plus grand que celui des tiges 540 ; en fait ce dispositif alésages/tiges est chargé de transmettre le mouvement de rotation excentré de la roue 52 en un mouvement de rotation centré sur l'arbre 50 de la flasque 54. Pour ceci, le diamètre d'un alésage 522 vaut le diamètre d'une tige 540 plus la valeur de l'excentrage de la roue 52. On peut avoir un ou plusieurs jeux d'alésage/tige pour la transmission de ce mouvement, étant aussi possible que un ou des alésages soient disposés sur la flasque 54 alors que la ou les tiges correspondantes sont fixées sur la roue 52. La couronne extérieure porte le tambour 32 ou 36, portant respectivement le câble 210 ou 220 alors que la flasque 54 porte le tambour 33 ou 37 portant respectivement le câble 21 1 ou 221. La figure 7 montre une forme d'exécution préférentielle d'une portion du dispositif qui vient d'être décrit, montrant l'engrènement de la roue 52 sur la couronne 53. La couronne 53 porte une pluralité de logement semi-cylindriques 531, portant chacun un rouleau 532 en rotation libre dans ledit logement 531. Dans l'exemple représenté, la couronne 53 comprend vingt logements 531 et autant de rouleaux 532. La roue excentrée 52 porte sur sa périphérie une pluralité de logements semi-cylindriques 523, le nombre desdits logements cylindriques étant inférieur ici d'une unité par rapport au nombre de rouleaux 532. On comprend donc que, si la couronne 53 est bloquée, on a un tour de la roue excentrée 52 pour dix-neuf tours de l'arbre 50, respectivement un tour de la flasque 54 ou du tambour 33 ou 37 qu'il porte, pour un tour de l'arbre 50. Par contre en bloquant la flasque 54 ou le tambour 33 ou 37, respectivement la roue 52, on a vingt tours de la couronne 53, respectivement du tambour 32 ou 36 qu'il porte pour un tour de l'arbre 50.
Un avantage d'un dispositif d'équilibrage différentiel trochoïdal selon cette deuxième forme d'exécution décrite, relativement à celui planétaire selon la première forme d'exécution décrite, est que le rapport des vitesses des tambours relativement à la vitesse de l'arbre d'entraînement est nettement plus grand, faisant qu'il est possible, avec un dispositif d'équilibrage trochoïdal selon cette deuxième forme d'exécution, de s'abstenir de placer un réducteur de vitesse 31 ou 35 entre le moteur et l'arbre d'entrée 50 du dispositif d'équilibrage.
Diverses variantes de construction d'un dispositif d'équilibrage différentiel trochoïdal peuvent être envisagées ; par exemple on peut avoir une différence entre le nombre de rouleaux 532 et le nombre de logements 523 sur la roue 52 plus grand que une unité, par exemple deux ou trois unités. De même, la denture extérieure 521 de la roue 52 et la denture intérieure 530 de la couronne 53 peuvent être différentes de ce qui a été décrit ici, on peut avoir des dentures 521 et 530 conventionnelles, une ou plusieurs dents étant simultanément engagées. Le dispositif d'équilibrage différentiel trochoïdal peut encore être construit comme celui décrit dans le document EP-0.291.052, comprenant plusieurs roues 52 en parallèles, décalées excentriquement, de manière à répartir les efforts de manière plus douce et régulière. D'autres types de réducteurs peuvent encore être prévus pour fonctionner comme dispositif d'équilibrage. Par exemple un réducteur de marque déposée Harmonie Drive ou plus généralement un réducteur mécanique différentiel tel qu'on le trouve sur une voiture, pourraient très bien remplir la fonction désirée d'équilibrage des efforts de traction. De manière générale, n'importe quel réducteur mécanique différentiel monté entre les deux tambours pourrait être utilisé comme moyen d'équilibrage. De préférence on utilisera un réducteur à trois axes pour des raisons de compacité du dispositif. Un dispositif d'équilibrage, selon l'une ou l'autre des formes d'exécution envisagées, peut être complété d'un moyen de découplage, par exemple d'un moyen à cliquet, permettant par exemple, de facilement dérouler les câbles de leurs tambours lorsque la nacelle est à terre, afin d'aller les accrocher aux poutres de suspension. Un dispositif d'équilibrage, selon l'une ou l'autre des formes d'exécution envisagées peut aussi être utilisé sur un treuil muni de deux poulies d'adhérence plutôt que de deux tambours ; de préférence les poulies d'adhérence seront alors munies de moyens connus permettant de faire adhérer le câble sur une portion de la périphérie de la poulie. La nacelle décrite plus haut et représentée sur les figures est conçue avec les quatre câbles fixés chacun à un coin de la nacelle, d'autres configurations de fixation des câbles peuvent aussi être envisagées, par exemple les quatre câbles alignés dans un plan contenant l'axe longitudinal de la nacelle.
La nacelle a aussi été décrite pour que les treuils 3 y soient embarqués ; on pourrait tout aussi bien avoir une installation où les deux treuils 3 sont disposés hors de la nacelle, par exemple sur la structure 25 portant les poutres 23 et 24 ou directement sur ces poutres. Dans cette forme d'exécution on pourrait même avoir un seul treuil, actionné par un seul moteur, l'axe moteur supportant deux jeux de tambours, chaque jeu de tambours comportant un dispositif d'équilibrage selon l'une ou l'autre des formes d'exécution décrites. Ainsi, de manière très générale, un seul treuil, respectivement un seul arbre moteur, peut comporter plusieurs paires de tambours et/ou de roues d'adhérence, chaque paire comportant son propre dispositif d'équilibrage.
Le dispositif d'équilibrage, selon l'une ou l'autre des formes d'exécution décrites, de même que le treuil portant un tel dispositif d'équilibrage ont été décrits et représentés pour être utilisés avec une nacelle d'entretien d'une façade d'immeuble ; mais, tant le dispositif d'équilibrage que le treuil peuvent être utilisés dans bien d'autres applications.

Claims

Revendications
1. Dispositif d'équilibrage des efforts de traction exercés par deux câbles (210,211 ;220,221) sur deux moyens d'enroulement (32,33 ;36,37) entraînés en rotation par un moyen motorisé (30 ;34) commun, caractérisé en ce qu'il comprend un réducteur différentiel mécanique (4 ;5).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit réducteur différentiel mécanique est un réducteur à trois axes (4 ;5).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux moyens d'enroulement (32,33 ;36,37) tournent en sens inverse l'un de l'autre pour un mouvement commun d'enroulement ou de déroulement de deux câbles (210,211 ;220,221)
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réducteur différentiel mécanique est un réducteur planétaire (4).
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réducteur différentiel mécanique est un réducteur trochoïdal
(5).
6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend : un arbre d'entrée (40) portant une roue solaire (41), au moins une roue planétaire (42) fixée en rotation sur une flasque (44) en pivotement libre sur un axe coaxial audit arbre d'entrée, une couronne extérieure (43) à denture intérieure, la ou lesdites roues planétaires (42) engrenant d'une part sur la roue solaire (41) et d'autre part sur la couronne extérieure (43), la flasque (44) portant un moyen d'enroulement (33,37) et la couronne extérieure portant l'autre moyen d'enroulement (32,36).
7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend : un arbre d'entrée (50) muni d'au moins une portée cylindrique excentrée (51), au moins une roue dentée (52) comportant une denture extérieure (521) en pivotement libre sur ladite portée cylindrique excentrée ainsi qu'au moins un moyen (522) de transmission d'un effort circulaire excentré vers un effort circulaire centré, une couronne extérieure (53) à denture intérieure (530), engrenant sur la denture (520) de ladite roue dentée (52), une flasque (54) en pivotement libre sur un axe coaxial audit arbre d'entrée entraînée en rotation par ledit moyen (522,540) de transmission d'un effort circulaire excentré vers un effort circulaire centré, la flasque (54) portant un moyen d'enroulement (33,37) et la couronne extérieure portant l'autre moyen d'enroulement (32,36).
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la denture intérieure (530) de la couronne extérieure est constituée d'une premier nombre de premiers logements semi-cylindriques (531), contenant chacun un rouleau (532) en rotation libre dans ledit premier logement, la denture extérieure (520) de la roue (52) étant constituée d'un deuxième nombre de deuxièmes logements cylindriques (523), engrenant sur les portions des rouleaux (522) non contenus dans lesdits premiers logements.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le premier nombre de premiers logements (531) est supérieur au deuxième nombre de deuxième logements (523).
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la différence entre le premier nombre de premiers logements (531) et le deuxième nombre de deuxième logements (523) est de au moins une unité.
11. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que ledit moyen de transmission d'un effort circulaire excentré vers un effort circulaire centré comprend au moins une tige (540), parallèle à l'arbre d'entrée (50), coopérant avec un alésage circulaire (522) dont le diamètre intérieur vaut au moins le diamètre extérieur de la tige ajouté à l'excentricité de ladite portée cylindrique excentrée (51).
12. Dispositif selon la revendication 1 1, caractérisé en ce que au moins un desdits alésages circulaires (522) est disposé sur la roue dentée (52), au moins une desdites tiges (540) étant fixée à ladite flasque (54).
13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que au moins un desdits alésages circulaires est disposé sur ladite flasque (54), au moins une desdites tiges étant fixée sur la roue dentée (52).
14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est complété d'un réducteur (31 ;35) agissant sur l'arbre d'entrée (40 ;50).
15. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est complété d'une unité de guidage (39) apte à faire passer les câbles (210,21 1 ;220,221 ) d'une première disposition où lesdits câbles sont écartés sur un axe parallèle à l'axe de rotation des moyens d'enroulement (32,33 ;36,37) vers une deuxième position où lesdits câbles sont disposés dans un plan perpendiculaire audit axe et vice-versa.
16. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il est complété d'une unité de guidage (39) apte à faire passer les câbles (210,21 1 ;220,221) d'une première disposition où lesdits câbles sont écartés sur un axe parallèle à l'axe de rotation des moyens d'enroulement (32,33 ;36,37) vers une deuxième position où lesdits câbles sont disposés dans un plan parallèle audit axe et vice-versa.
17. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est complété d'une unité de trancannage (39) apte à répartir régulièrement chaque câble (210,211 ;220,221) sur son moyen d'enroulement (32,33 ;36,37) lors de l'enroulement dudit câble sur ledit moyen d'enroulement.
18. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est complété d'une unité de freinage d'urgence (39) apte, lorsque ladite unité a détecté une rupture d'un câble, à bloquer l'autre câble.
19. Treuil (3) comportant au moins une paire de moyens d'enroulement ( 32,33 ;36,37) pour l'enroulement, respectivement le déroulement, simultané d'au moins une paire de câbles
(210,211 ;220,221), sous l'action d'un moyen motorisé unique (30 ;34), caractérisé en ce qu'il est équipé d'au moins un dispositif d'équilibrage (4 ;5) selon l'une des revendications précédentes.
20. Treuil selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une paire de moyens d'enroulement constitués de deux tambours (32,33 ;36,37).
21. Treuil selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une paire de moyens d'enroulement constitués de deux poulies d'adhérence.
22. Nacelle (20) pour l'entretien d'une façade (10), caractérisée en ce qu'elle est équipée d'au moins un treuil selon l'une des revendications 19 à 21.
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