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Mécanisme de treuil à commande par engrenages planétaires.
La présente invention se rapporte à un mécanisme de treuil à commande par engrenages planétaires. Le plus souvent, les commandes par engrenages planétaires comportent trois éléments : un élément moteur, par exemple le pignon d'attaque, un élément commandé,.par exemple la couronne dentée extérieure et, en outre, un élément'de support des satellites, avec les satelli- tes eux-mêmes. On peut exécuter des commandes par engrenages planétaires comportant un nombre d'éléments supérieur à trois, un des éléments s'y trouvant en double ; onpeut par exemple employer deux pignons d'attaque ou deux roues dentées exté: rieures.
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Suivant l'invention, on emploie une telle commande par en- grenages planétaires, dont le nombre d'éléments est supérieur à trois, pour réaliser un changement de vitesses des tambours de treuil sans passer par une position de chute libre. A cet effet, deux éléments, qui appartiennent à une commande par en- grenages planétaires comportant au moins quatre éléments et qui, lorsqu'ils ne se déplacent pas, provoquent des rotations de même sens du tambour de frein, sont rendus capables d'hêtre freinés d'une manière alternée obligatoire, par exemple au moyen d'un contrôleur à plots. On évite ainsi le desserrage simultané des deux freins. La commutation d'un frein à l'autre permet un changement de vitesses sans passage par une position de .chute libre et sans chocs.
L'emploi de cette commande par engrenages planétaires pour les treuils à benne preneuse à un seul moteur entraine encore des avantages particuliers à l'en- videment du mou des câbles de suspension pendant que la benne prend la matière et après qu'elle l'a prise, ainsi que pendant le levage et la descente de la benne. La commande par engre- nages plenétaires sert alors aussi bien de transmission com- pensatrice que d'accouplement rigide entre les deux tambours.
Le dessin annexé montre sur les figures I à 6, deux ,iodes d'exécution de l'inv ention. Sur ce dessin, les figures I à 3 représentent un mécanisme de treuil pour benne preneuse à deux câbles à commande par un seul moteur, tandis que les figures 4 à 6 représentent un mécanisme de treuil à un seul tambour et à commande par courant triphasé.
La commande par engrenages planétaires de mécanisme de- treuil suivant les figures I à 3 consiste en un carter a avec couronne dentée b présentant une denture intérieure et une den- ture extérieure. Le support de satellites c porte un engrenage à plusieurs vitesses ou gradins dont l'un, désigné par d, engrène avec la denture intérieure de la couronne b tandis que l'autre gradin, désigné par e n'engrène pas avec la couronne
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dentée. Dans le support des satellites c pénètrent deux arbres f et g. L'arbre f est commandé par un moteur h et sur cet ar- bre est calé le pignon d'attaque i, qui engrène avec le gradin e de l'engrenage à plusieurs gradins. L'arbre ?, entoure l'ar- bref et sur cet arbre est calé le pignon d'attaque k qui en- grène avec le gradin d de l'engrenage à plusieurs gradins.
En- tre l'arbre f et le moteur h est monté un accouplement 1.Sur l'arbre creux ± se trouve uh frein m. Un autre frein n est relié au support de satellites c.
Le mécanisme de treuil pour les câbles de la benne preneu- se comprend un tambour ± pour le câble de suspension, tambour qui est commandé par l'intermédiaire d'un engrenage p à partir de la denture extérieure de la couronne dentée b du carter a.
Sur l'arbre de la transmission par engrenage se trouve un frein q. Le tambour r du câble pour la fermeture de la benne est commandé, par l'intermédiaire d'une tr ansmission par en- grenage s, à partir d'un pignon t calé sur l'arbre creux ±.
Le mode de fonctionnement de ce mécanisme de treuil pour- bennes preneuses et en particulier aussi, le mode de fonction- nement de la nouvelle commande par engrenages planétaires res- sortent de ce qui suit:
Le moteur h commande, par l'intermédiaire de l'accouple- ment 1, l'arbre f. Les roues dentées i,e,d et b et la trans- mission par engrenage p agiss.ent sur le tambour o du câble de suspension et, en même temps, par l'intermédiaire de l'arbre f et des roues dentées i,e,d et k, l'arbre creux g,, le pignon t et la transmission s sur le tambour r du câble pour la ferme- ture de la benne.
Pour lever et abaisser la benne preneuse, on immobilise, en serrant le frein n. le support de satellites c, grâce à quoi les deux tambours à câbles sont reliés et rendus complètement solidaires. Cet accouplement complètement soli- daire des deux tambours à câbles peut avoir lieu dans toute position de la benne preneuse. Le levage et la descente de la benne preneuse peut, le frein n étant serré, avoir lieu dans
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toute position de la benne preneuse depuis la position de fer- meture jusqu'à la position d'ouverture de cette benne.
Lorsque la benne abaissée, sur la matière en vrac, et ou- verte doit se fermer, les trois freins m, n et q restent des- serrés. L'arbre f commande alors, en m@eme temps que le tam- bour à câble r, le tambour à câble o par l'intermédiaire du pignon ;l'attaque 1 et des gradins ou degrés e,d. Du fait que le frein n est desserré, le train d'engrenages soumis à l'ef- fort agit comme transmission compensatrice dont le rapport de multiplication est choisi par exemple à 1:.10. En particulier,
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on cholnit- Le rupport clou d1/l!n,L:rufJ fiu la <;1>.cooil'éi,>n<;<; ji>"1,nl- tive des deux gradins e et d de manière que le couple du tam- bour des câbles de suspension soit tel que ces câbles soient tout juste encore tendus lors du mouvement de fermeture de la benne preneuse.
Pendant que celle-ci s'enfonce dans la matière qu'elle doit saisir, la tête de la benne exerce une traction sur les câbles de suspension ; ces conditions, la plus petite traction exercée sur ces câbles, fait tourner le tambour des câbles de suspension à l'encontre du couple, dans le sens de la descente, et la longueur de câble de suspension nécessaire pour la pénétration de la benne est libérée sur le tambour.
Peu avant la fin de la course de fermeture, on serre le frein n au moyen d'un interrupteur combiné au treuil et le support de satellite c est amené au repos. A ce moment, les câbles de suspension ne subissent pas seulement, comme on l'a admis, 1/40 de la traction pour la fermeture :nais, par un réglage ap- proprié, environ la moitié de la traction exercée sur le câble de fermeture.
Par cette disposition, la benne preneuse passe, sans mise en circuit ou hors circuit intermé-diaire, du mouvement de fer- meture au mouvement de levage.
Il n'est pas nécessaire de mettre hors circuit et en cir-
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cuit l'induit du moteur entre la fermeture et le levage, ce qui rend plus légère la tâche de l'opérateur de la grue et libère de l'énergie pour le travail d'accélération.
Pour le passage du mouvement de descente de la benne pre- neuse pleine au mouvement d'ouverture, il suffit de serrer le frein du tambour des câbles de suspension, après quoi la ben- ne preneuse s'ouvre sans mise en circuit du moteur.
Lorsqu'on serre le frein correspondant au tambour de câ- bles de suspension o, l'ouverture et la fermeture de la benne preneuse sont possibles sans autre manoeuvre pendant que celle-ci est en l'air. Lors du levage et de la descente de la benne preneuse ouverte, les freins g et m doivent être des- serrés, tandis que le frein n est serré. La benne preneuse reste alors ouverte pendant le mouvement de levage ou de des- cente, parce que les câbles de suspension et de fermeture sont reliés desmodromiquement par le train d'engrenage et ne peuvent pas exécuter de mouvement relatif réciproque.
La commande du moteur a lieu de préférence au moyen d'une coulisse (cylindre de commande combiné avec un cylindre de sé- lection). La figure 3 montre sous forme d'un schéma de con- nexions les différentes opérations de commande possibles du moteur. Le levier de commande à bouton-poussoir guidé par la coulisse, commande, simultanément avec le cylindre de commande du moteur, le cylindre de commande ou le cylindre de sélection des électro-aimants des freins.
On obtient ainsi successive- ment, en faisant glisser et en inclinant le levier de commande à bouton-poussoir dans la coulisse, les séries suivantes d'o- pération: I ) Le levage de la benne ouverte ; descente de la benne ouverte ; 2 ) La fermeture et le levage ; la descente et l'ouverture de la benne; 3 ) La fermeture en l'air; 1'ouverture en l'air.
Pour le surplus, on se réfèrera aux légendes de la figu-
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re 3 qui s'y rapportent.
Comme le montre la figure 3, l'emploi de la nouvelle commen. de à engrenage planétaire, simplifie la manoeuvre de l'ense.n- ble du treuil à de nombreux points de vue et rend ainsi son fonctionnement particulièrement sûr.
Les figures 4 à 6 montrent une autre forme d'exécution de la commande par engrenage planétaire. Le carter a possède une couronne b à denture intérieure avec laquelle vient en prise, dans ce cas, la roue e de la paire de roues de changement de vitesse e,d. La roue e engrène avec la roue dentée i de l'arbre commandé f, tandis que l'autre roue d engrène avec la roue dentée k de l'arbre creux g. Sur ce dernier est calé un frein m; un accouplement 1 permet l'embrayage et le débrayage du mo- teur h. Le tourillon du support de satellites ± est prolongé par un bout d'axe; il porte un frein n ainsi qu'un accouplement u venant en prise avec une roue dentée v portée par le carter a et peut relier le frein rigidement avec le support de satel- lite c. La roue dentée v commande le treuil o.
A l'aide de ce mécanisme de treuil destiné à fonctionner au courant triphasé, on peut réaliser, par la mise en action correspondante des freins m et n ou de l'accouplement u,v, des mouvements de levage ou descente, rapides ou lents à volonté, sans qu'il soit nécessaire de modifier le nombre de tours du moteur.
Lorsqu'on serre le frein m, la roue dentée k reste en pla- ce et la roue dentée d commandée par l'intermédiaire de l'ar- bre f et des roues dentées i et e tourne sur la roue dentée k, la roue dentée e faisant tourner en même temps la couronne dentée b du carter a et, par l'intermédiaire de la roue dentée v, le tambour o. Lorsqu'on serre le frein n (le frein m étant desserré et l'accouplement u,v désolidarisé), le support de satellites ± est au repos et, avec lui, l'arbre de la roue à gradins e,d. La denture interne b du carter a se meut alors @
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à la même vitesse périphérique que celle des dents de la roue dentée i; la roue dentée k et l'arbre creux g tournent fous dans ce cas.
L'accouplement u,v fournit encore la possibilité d'une troisième commande du tambour o. Lorsqu'on accouple rigidement le carter a et le support de satellite ± (les freins m et n étant desserrés), le train d'engrenage lui-même'reste immobile à l'intérieur du carter a et la roue dentée v est commandée directement par le moteur, au moyen de l'arbre f, à la . même vitesse angulaire et dans le même sens de rotation que le moteur
Par le choix des rapports de transmission du train d'en- grenage, on peut régler, pour n'importe quel mécanisme de treuil, les conditions les mieux appropriées de rapport de transmission et de vitesse.
La figure 6 montre schématiquement la simplicité de la commande d'un tel treuil. Au moyen d'un seul levier de commande guidé par une coulisse, on peut réaliser d'une façon sûre les mouvements et les vitesses qu'indique cette figure. C'est ainsi qu'on réalise successivement par le glissement et l'inclinaison du levier de commande dans la coulisse, les mouvements et vi- tesses suivants à partir de positions de démarrage différentes :
I) Levage à pleine charge et faible rapport de trahsmission
Descente à pleine charge à fort rapport de transmission -et grande résistance de frottement.
2) Levage de faibles charges et à crochet vide, à la vi- tesse maxima et transmission débrayée.
Descanbe à faible charge, à grand rapport de transmis- sion et grande résistance de frottement.
3) Descente à crochet vide, à vitesse maxima et à trans- mission débrayée.
Pour le surplus, on se reportera aux légendes de la fi- gure 6.
Dans l'esprit des exemples précités, on peut imaginer
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encore des forces d'exécution de la nouvelle commande par en- grenages planétaires capables d'un plus grand nombre de combi- naisons de commandes. C'est ainsi que dans les engrenages pla- nétaires représentés par les figures I et 4 on peut prévoir encore un troisième ou un troisième et un quatrième pignons d'attaque qui possèdent chacun un arbre spécial et qui, dans ce cas, viennent en prise tous les trois ou tous les quatre avec un support de satellites à trois ou quatre gradins eu vitesses. Les divers arbres portant les pignons d'attaque peu- vent être prolongés hors du carter par des cotés différents et être pourvus d'une commande individuelle ou de freins particu- liers.