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Il est usuel, par exemple dans les mines, d'assurer le déplacement d'une'machine -devant accomplir un parcours limité, au moyen d'un câble par halage. Fré- quemment, ,le halage est produit par un treuil sur le tam- bour duquel passe, en décrivant plusieurs tours, le câble de halage,
En général, le câble formé une formée, susceptible ou non de se déplacer sur le-même. Dans le premier cas, -cette boucle est tend entre deux poulies de renvoi, une à chaque extrémité.du parcours.
Ainsi, pour un sens de déplacement donné, une des poulies joue
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le rôle de poulie de halage et l'autre de poulie de retour.,
Si, en outre, le treuil est porté par la machine, les poulies ont un effet de moufflage, c'est- à-dire produisent un déplacement de la machine égal à la moitié de la longueur du câble qui est passé sur le tambour.
Si, au contraire, le treuil est fixe, il n'y a pas moufflage. De même, il n'y a pas moufflage. si le treuil est porté par la machine, la boucle étant fixe.
Lorsque, pour assurer le déplacement de la machine, le tambour est mis en rotation, ce tambour exerce une traction sur le brin de câble qui s'enroule (brin menant), tandis qu'il tend à rendre mou le.brin qui se déroule (brin mort). Un minimum de tension de ce brin mort est cependant indispensable pour que le câble ne glisse pas sur le tambour.
Ce minimum de tension dépend du coefficient de frottement du câble sur le tambour et de l'angle d'enroulement (nombre de tours) exprimé en radiants du câble sur ledit tambour.
On sait qu'en appelant T la tension exercée sur le brin menant par le tambour, la tension t du brin mort doit être telle que
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ce qui,définit la valeur minimum de la tension t.
La présente invention a pour objet un dispo- sitif , assurer en permanence.la tension du brin mort à une valeur supérieure ou égale à ce minimum, en utilisant judicieusement la traction exercée sur le brin menant du câble.,,
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Selon l'invention, dans un dispositif desti- né au halage d'une machine au moyen-d'un câble passant sur le tambour d'un treuil, les points d'attache des extrémités du câble sont mobiles et liés entre eux par une transmission introduisant en position d'équilibre un rapport de démultiplication donné entre les forces exercées par les extrémités du câble sur chacun de ces points.
Ainsi, par l'intermédiaire de la transmission,. la traction T exercée sur le brin menant donne au brin mort une tension t qui est égale au produit de la va- leur de la traction T par le rapport de démultiplica- tion de cette transmission, c'est-à-dire que l'on a
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t ¯ t - 1 T.
R
Si le rapport est choisi tel qu'il soit sûrement supérieur à 1/efÓ R, la condition d'adhérence du câble sur le tambour est constamment satisfaite, de sorte que le halage peut s'accomplir avec certitude sans glissement du câble sur le tambour.
Il.est possible d'imaginer un grand nombre de transmissions produisant le rapport de démultipli- cation désiré.
Dans un mode de réalisation de mécanisme démultiplicateur selon 1''invention, les extrémités' des câbles s'enroulent sur deux poulies dont les mouvements sont associés par l'intermédiaire de la transmission, de façon que, par exemple, un enroulement sur une pou- lie de la partie du câble qui s'enroule sur le treuil corresponde à un déroulement, sur l'autre poulie, de l'autre partie du câble, le rapport des longueurs du déroulement et de l'enroulement étant égal au rapport de démultiplication de la transmission.
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Un autre mode de réalisation du mécanisme démultiplicateur est constitué par un levier articulé auquel.sont attachées les extrémités du câble, le rap- port des distances des points d'attache à l'axe du le- vier étant positif et égal au repport de démulitplica- tion donné. En disposant ces points d'attache aux ex- trémités d'un second levier à bras symétriques pivotant sur le premier, il est possible d'inverser la position des points d'attache au moment du changement de sens du déplacement.
Le mécanisme démultiplicateur peut, selon les cas, être fixe ou porté par la machine.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réa- lisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La figure 1 est une représentation schémati- que en plan d'une machine équipée d'un mode de réalisa- tion d'un dispositif de halage selon l'invention.
Les figures la et lb sont des vues analogues à la fig.l, correspondant à deux autres modes de monta- ge du dispositif de halage.
La figure 2 est une vue d'un autre mode de @ réalisation d'un dispositif démultiplicateur.
La figure 3 est une vue en élévation avec coupe d'un troisième mode de réalisation du dispositif démultiplicateur.
La figure 4 est une vue d'un quatrième mode de réalisation-du mécanisme démultiplicateur.
Dans la représentation schématique de la
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figure 1, la machine 1 se déplace par ,halage au moyen d'un tambour de treuil 2 porté par la machine sur le- quel est enroulée la partie médiane d'un câble 3 pas- sant sur deux poulies 4 et 5 définissant les extrémi- tés du parcours. La machine porte deux tambours soli- daires 6 et 7 tournant autour d'un axe commun 8 lié à la machine.
Sur le plus petit tambour, à savoir le tam- bour 7, est fixée l'extrémité du brin de câble (brin menant) venant de la poulie de halage 4, c'est-à-dire celle vers laquelle la machine se déplace ; le plus grand tembour, à savoir le tambour 6; est fixée l'ex- trémité du brin de câble (brin mort) venant de la pou- lie de retour 5, c'est-à-dire colle dont la machine s'éloigne,
Les sens d'enroulement des brins sur les tambours 6 et 7 sont opposés.
Lorsque la machine se déplace par halage vers la poulie 4, la portion de câble comprise entre le tombour 2 et cette poulie 4, ainsi qu'entre cette poulie et lc tambour 7 est soumise à un effort de traction qui lui impose une tension T.' Par l'intermédiaire des deux tambours solidaires 6 et 7, cette tension T tire sur le brin mort du câble et lui impose une tension t'telle que T/t est égal au rap-
R port r des rayons des tambours 6 et 7. Ce rapport des rayons est choisi de façon à être inférieur à la plus petite valeur possible de la quantité efÓ déterminée par le frottement f du câble sur le tambour 2 et par le nombre de tours morts (exprimé en radiants) que le câble décrit autour de ce tambour.
Ainsi, pour toutes les positions d'équilibre de l'ensemble des tambours 6 et 7, le- halage s'effectue normalement, c'est-à-dire sans glissement du câble sur le tambour,
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La machine représentée est, par exemple, une haveuse se déplaçant au fond d'une mine devant un front de taille. Le trajet accompli par la machine devant ce front de taille peut s'écarter de la ligne droite tant en plan qu'en élévation, de sorte que, pendant le dé- placement, la longueur totale de la partie-libre du câble varie. Cette variation est assurée par rotation de l'ensemble des tambours 6 et 7. Par exemple si, à un moment de son déplacement, la machine tend à s'écar- ter de la droite reliant les deux poulies 4 et 5, il est nécessaire que la longueur de la partie libre du câble augmente.
Etant donné que la tension T est cons- tante puisqu'elle est proportionnelle à la résistance à l'avancement (pratiquement constante de la machine), la tendance à l'augmentation de la longueur du câble se traduit par une augmentation de la tension t. L'équili- bre de l'ensemble des tambours 6 et 7 est rompu, cet ensemble se-met à tourner dans le sens de la tension t (sens inverse des aiguilles d'une montre) sur la fi- gure 1. Ce mouvement déroule du câble sur le tambour 6' et enroule du câble sur le tambour 7, ce qui assure, sans modification de la valeur des tensions ):, et t, la variation de la longueur utile du câble.
Le dispositif de halage peut être monté éga- lement comme représenté sur les figures la et 1b,
Sur la figure la, le treuil 2 est.'-fixe, -le mécanisme démultiplicateur étant porté par.la. machine...
Le treuil peut, et c'est le cas représenté, êtrs dispo- sé à la'place de la poulie de halage 4. Il n'y a plus moufflage., ,Sur la figure lb, le treuil 2 est porté par la machine, lé mécanisme démultiplicateur étant fixé à
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une extrémité du parcours de halage. Il n'y a plus moufflage.
Le dispositif représenté sur les figures'1, la et lb ne fonctionne que pour un déplacement vers la @ poulie 4; au contraire, le dispositif représenté sur la figure 2 fonctionne pour les deux sens de parcours pos- sibles. Il comprend deux tambours -9 et 10 pour la fixa- tion des extrémités du câble, tambours qui, dans l'exem-' ple représenté, sont de rayons égaux; ces 'rayons pour- raient cependant être différents. Un mécanisme de transmission 11 constitué par exemple par trois roues d'engrenages associe les rotations des deux tambours 9 et 10.
Les vitesses de rotation des tambours 9 et 10 sont choisies de telle sorte que le rapport des vites- ses périphériques instantanées des tambours soit infé- rieur à la valeur de efÓ On voit, sur la figure, que le train 11 assure une démultiplication positive des tambours 9 et 10, c'ést-à-dire des rotations dans le même sens. Ce train 11.peut pivoter autour de l'axe 12 de sa roue moyenne, de façon que ses roues extrêmes puissent coopérer tour à tour avec les roues dentées solidaires des tambours 9 .et 10. On obtient-ainsi, entre ces tambours, deux valeurs dé démultiplication inverses l'une de.l'autre. La condition d'adhérence sur le treuil est- donc garantie, que ce soit- le tambour 9 ou le tambour 10 qui soit relié à la poulie de halage.
La figure 3 -montre une variante de réalisa- ; @ tion d'un mécanisme démultiplicateur comportant deux tambours coaxiaux 18 et 19 reliés par un train d'engre- nages comportant un baladeur 15 permettant d'inverser le rapport de démultiplication entre les deux tambours. '
Chaqu.e tambour extsolidaire'de deux pignons
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18a 18b, 19a 19b, identiques deux à deux.-Le train ba- ladeur comporte trois pignons solidaires 20, 21 et.33.
Les pignons extrêmes 20 et 22 sont égaux et'les espa- cements respectifs des divers pignons sont tels que le pignon moyen 21 du baladeur étant en prise avec l'un ou l'autre des pignons identiques moyens 18a ou 19a solidaire do l'un des tambours, l'un ou l'autre des pignons extrêmes 20 ou 22 du baladeur est en prise avec le pignon extrême 18b ou 19b solidaire de l'autre tambour.
La figure 4 montre un mode de réalisation particulièrement simple de dispositif démultiplicateur; analogue au mécanisme représenté sur la figure 1. Les deux tambours 6 et 7 sont'limités à un de leurs rayons, c'est-à-dire remplacés par un levier 14 auquel sont attachés les extrémités du câble. Pour permettre l'in- version du sens de mouvement, les points d'attache 15. et 16 sont disposés aux extrémités d'un second levier
17, à bras symétrique, pivotant autour de son centre '
17a sur le premier levier 14; des moyens quelconques ; (clavettes, verrous, etc...) sont'prévus pour assurer ' le blocage du levier 17-sur le.levier 14, .dans les deux positions possibles.
Pour'passer d'un sens de déplace- ment à l'autre, il suffit de faire passer le levier 17. de sa position à l'autre*
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au mode de@réalisation qui vient d'être ; décrit, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la pré- sente invention.
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It is customary, for example in mines, to ensure the movement of a 'machine having to accomplish a limited route, by means of a towing cable. Frequently, the hauling is produced by a winch over the drum of which passes, in several turns, the hauling cable,
In general, the cable formed a shaped, capable or not of moving on the same. In the first case, this loop is stretched between two return pulleys, one at each end of the course.
Thus, for a given direction of movement, one of the pulleys plays
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the role of hauling pulley and the other of return pulley.,
If, in addition, the winch is carried by the machine, the pulleys have a muffling effect, that is to say produce a displacement of the machine equal to half the length of the cable which is passed over the drum.
If, on the contrary, the winch is fixed, there is no muffling. Likewise, there is no muffling. if the winch is carried by the machine, the loop being fixed.
When, to ensure the movement of the machine, the drum is set in rotation, this drum exerts traction on the winding strand of cable (leading strand), while it tends to make the unwinding strand slack. (dead strand). A minimum of tension of this dead end is however essential so that the cable does not slip on the drum.
This minimum voltage depends on the coefficient of friction of the cable on the drum and on the winding angle (number of turns) expressed in radiants of the cable on said drum.
We know that by calling T the tension exerted on the leading strand by the drum, the tension t of the dead strand must be such that
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which defines the minimum value of the voltage t.
The object of the present invention is a device for permanently ensuring the tension of the dead strand at a value greater than or equal to this minimum, judiciously using the traction exerted on the leading strand of the cable. ,,
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According to the invention, in a device intended for hauling a machine by means of a cable passing over the drum of a winch, the attachment points of the ends of the cable are movable and linked together by a transmission introducing in the equilibrium position a given gear ratio between the forces exerted by the ends of the cable on each of these points.
Thus, through the transmission ,. the traction T exerted on the leading strand gives the dead strand a tension t which is equal to the product of the value of the traction T by the gear ratio of this transmission, that is to say that the we have
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t ¯ t - 1 T.
R
If the ratio is chosen such that it is surely greater than 1 / efÓ R, the condition of adhesion of the cable to the drum is constantly satisfied, so that the hauling can be accomplished with certainty without slipping the cable on the drum. .
It is possible to imagine a large number of transmissions producing the desired gear ratio.
In one embodiment of a reduction mechanism according to the invention, the ends of the cables are wound on two pulleys, the movements of which are associated via the transmission, so that, for example, a winding on a pulley - lie of the part of the cable which winds on the winch corresponds to an unwinding, on the other pulley, of the other part of the cable, the ratio of the lengths of the unwinding and of the winding being equal to the gear ratio of transmission.
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Another embodiment of the reduction mechanism consists of an articulated lever to which the ends of the cable are attached, the ratio of the distances of the attachment points to the axis of the lever being positive and equal to the ratio of the demulitplica. - given tion. By arranging these attachment points at the ends of a second lever with symmetrical arms pivoting on the first, it is possible to reverse the position of the attachment points when the direction of movement is changed.
The reduction mechanism can, depending on the case, be fixed or carried by the machine.
The description which will follow with reference to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the drawing and from the text being, of course, part of it. said invention.
FIG. 1 is a diagrammatic plan representation of a machine equipped with an embodiment of a hauling device according to the invention.
FIGS. La and lb are views similar to FIG. 1, corresponding to two other methods of mounting the hauling device.
FIG. 2 is a view of another embodiment of a reduction device.
FIG. 3 is an elevational view in section of a third embodiment of the reduction device.
Figure 4 is a view of a fourth embodiment of the reduction mechanism.
In the schematic representation of the
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Figure 1, the machine 1 moves by hauling by means of a winch drum 2 carried by the machine on which is wound the middle part of a cable 3 passing over two pulleys 4 and 5 defining the ends - tees of the course. The machine carries two solid drums 6 and 7 rotating about a common axis 8 linked to the machine.
On the smaller drum, namely the drum 7, is fixed the end of the cable strand (leading strand) coming from the hauling pulley 4, that is to say the one towards which the machine moves; the largest tembour, namely drum 6; the end of the cable strand (dead end) coming from the return pulley 5, ie glue from which the machine moves away, is fixed,
The winding directions of the strands on the drums 6 and 7 are opposite.
When the machine moves by hauling towards the pulley 4, the portion of cable between the tomb 2 and this pulley 4, as well as between this pulley and the drum 7 is subjected to a tensile force which imposes a tension T. ' By means of the two integral drums 6 and 7, this tension T pulls on the dead end of the cable and imposes a tension on it such that T / t is equal to the ratio.
R port r of the spokes of drums 6 and 7. This ratio of the spokes is chosen so as to be less than the smallest possible value of the quantity efÓ determined by the friction f of the cable on the drum 2 and by the number of dead turns (expressed in radiant) that the cable describes around this drum.
Thus, for all the equilibrium positions of all the drums 6 and 7, the hauling takes place normally, that is to say without sliding the cable on the drum,
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The machine shown is, for example, a shearer moving at the bottom of a mine in front of a working face. The path taken by the machine in front of this cutting face may deviate from the straight line both in plan and in elevation, so that during movement the total length of the free part of the cable varies. This variation is ensured by rotating all of the drums 6 and 7. For example, if, at some point in its movement, the machine tends to deviate from the straight line connecting the two pulleys 4 and 5, it is necessary as the length of the free part of the cable increases.
Since the tension T is constant since it is proportional to the resistance to advance (practically constant of the machine), the tendency to increase the length of the cable results in an increase in the tension t . The balance of the set of drums 6 and 7 is broken, this set begins to rotate in the direction of tension t (counterclockwise) in figure 1. This movement unwinds cable on drum 6 'and winds cable on drum 7, which ensures, without modifying the value of the tensions) :, and t, the variation of the useful length of the cable.
The hauling device can also be mounted as shown in Figures la and 1b,
In Figure la, the winch 2 is .'- fixed, -the reduction mechanism being carried par.la. machine...
The winch can, and this is the case shown, be placed in the place of the hauling pulley 4. There is no longer any muffling.,, In figure lb, the winch 2 is carried by the machine. , the reduction mechanism being fixed to
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one end of the towpath. There is no longer any muffling.
The device shown in Figures 1, 1a and 1b only works for movement towards the pulley 4; on the contrary, the device shown in FIG. 2 operates for both possible directions of travel. It comprises two drums -9 and 10 for fixing the ends of the cable, which drums, in the example shown, are of equal radii; however, these radii could be different. A transmission mechanism 11 consisting for example of three gear wheels combines the rotations of the two drums 9 and 10.
The rotational speeds of the drums 9 and 10 are chosen such that the ratio of the instantaneous peripheral speeds of the drums is less than the value of efÓ It can be seen in the figure that the train 11 ensures a positive reduction of the gear. drums 9 and 10, that is to say rotations in the same direction. This train 11 can pivot around the axis 12 of its middle wheel, so that its end wheels can cooperate in turn with the toothed wheels integral with the drums 9. And 10. There is thus obtained, between these drums, two reverse gear values of one another. The condition of adhesion on the winch is therefore guaranteed, whether it is the drum 9 or the drum 10 which is connected to the hauling pulley.
FIG. 3 -shows an alternative embodiment; @ tion of a reduction mechanism comprising two coaxial drums 18 and 19 connected by a gear train comprising a sliding gear 15 making it possible to reverse the reduction ratio between the two drums. '
Each drum extsolidaire'de two pinions
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18a 18b, 19a 19b, identical two by two.-The balancing gear has three integral pinions 20, 21 and 33.
The end gears 20 and 22 are equal and the respective spacings of the various gears are such that the middle gear 21 of the sliding gear being in engagement with one or the other of the identical means 18a or 19a integral with one. of the drums, one or the other of the end gears 20 or 22 of the player is engaged with the end gear 18b or 19b integral with the other drum.
FIG. 4 shows a particularly simple embodiment of a reduction device; analogous to the mechanism shown in Figure 1. The two drums 6 and 7 are limited to one of their spokes, that is to say replaced by a lever 14 to which the ends of the cable are attached. To allow the reversal of the direction of movement, the attachment points 15. and 16 are arranged at the ends of a second lever
17, with symmetrical arm, swiveling around its center '
17a on the first lever 14; any means; (keys, bolts, etc ...) are 'provided to ensure' the locking of the lever 17-on the lever 14,. in the two possible positions.
To switch from one direction of travel to the other, simply move lever 17. from its position to the other *
It goes without saying that modifications can be made to the embodiment which has just been; described, in particular by substitution of equivalent technical means, without going beyond the scope of the present invention.