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Dans les installations de levage, de descente ou de traction, telles que les systèmes d'extraction miniers, où il est fait usage de câbles de grandes longueurs, le procédé ordinaire d'enroulement du câble en couches multiples sur un tambour d'un treuil'actionné ou de son déroulement de ce tambour présentent des désavantages, dont le plus significatif est évident lorsque le câble doit s'enrouler sur le tambour sous une forte tension, car il est clair que, lorsqu'on a affaire à des câbles qui peuvent avoir une longueur de l'ordre de 20.000 pieds ou davantage et qui sont tendus sous une charge de l'ordre de quelque 20 tonnes, la flexion et le pincement des spires de couches voisines est fort pos- sible.
En outre, il est évidemment nécessaire, lorsque le câble est fourni par l'usine, de l'enrouler sur le tambour sous la tension de service :c'est une opération qui n'est pas sans inconvénients pour de fortes tensions de servi- ce. Le tambour lui-même et la structure y associée doivent être assez massifs pour résister aux grandes forces dont ils doivent subir l'action et doivent donc être coûteux.
Pour écarter ces désavantages, il a été proposé de réduire la tension de bobinage sur le tambour en interposant entre la charge et le tambour une roue à frottement actionnée, autour de laquelle le câble passe en une ou plusieurs spires, pour assurer un actionnement à frottement, et de faire usage d'un tam- bour d'emmagasinage de câble qui donne du câble à la roue ou en reprend et exer- ce une contre-tension relativement faible par le câble sur la roue à frottement, contre-tension nécessaire pour éviter le glissement. L'effet de cet agencement est de diviser le câble en deux zones de tension, une zone de forte tension entre la roue de-frottement et la charge, et une.zone de faible tension entre la roue de frottement et le tambour d'emmagasinage.
Pour garder sensiblement constante la tension exercée sur le câble dans la zone de faible tension, il est nécessaire que quelque moyen soit prévu pour compenser le diamètre variable des spires du câble emmagasiné sur le tam- bour lorsque la charge est en mouvement. Un moyen de compensation qui a été em- ployé consiste en un dispositif destiné à former une boucle de câble entre la roue de frottement et le tambour de bobinage, boucle dont la longueur varie entre des limites prédéterminées et qui règle le moteur qui mène le tambour.
Le moteur tourne à une vitesse qui dépasse la vitesse requise pour bobiner ou dérouler le câble à la vitesse à laquelle la roue donne du câble ou en reprend, si bien que la longueur de la boucle diminue lorsque le moteur tourne et augmente lorsque le moteur s'arrête, ou vice versa, selon que la roue de frottement enroule ou dérou- le le câble.
Ce dispositif est satisfaisant en service, mais présente le désavanta- ge que, dans l'exécution pratique, le mécanisme à boucle est coûteux et a un en- combrement au plancher considérable et une hauteur qui en rend l'emploi diffici- le dans les travaux souterrains.
Le but de la présente invention consiste à proposer un mécanisme qui constitue une variante et qui a un encombrement moindre et est quelque peu moins compliqué et moins coûteux que celui qui est décrit ci-avant, surtout du fait que la roue de frottement et le tambour de bobinage peuvent être tous deux actionnés par le même moteur.
Selon l'invention, le mécanisme comprend un moteur électrique à double rotor, un mécanisme de transmission de mouvement et de transformation de couple entre le rotor et la roue de frottement, et un second mécanisme de transmission de mouvement et de transformation de couple entre l'autre rotor et le tambour de bobinage, ces deux mécanismes de transmission de mouvement et de transformation de couple ayant des rapports différents, celui qui a le grand rapport étant dis- posé entre le moteur et la roue de frottement.
Le terme de "moteur électrique à double rotor" demande à être expli-
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que. On entend par là un moteur électrique dans lequel, ce qui est normalement le stator est librement rotatif, de sorte que, lorsque le moteur est excité, les deux rotors sont amenés à tourner dans des sens opposés.
Une réalisation de l'invention, appliquée au fonçage d'un puits de mine, est représentée par le dessin annexé, qui est un plan.
Dans le dessin, la roue de frottement 10 est représentée comme étant montée sur un arbre 12, tourillonné dans des paliers 14. Le câble 16 s'enroule plusieurs fois autour de la roue de frottement,en 18, pour assurer une adhérence convenable entre le câble et la roue en vue d'un actionnement à frottement.
Un bout du câble est attaché à une charge 20 et l'autre, à un tambour d'emmagasinage ou de bobinage 22. Le tambour est monté sur un arbre 24, touril- lonné dans des paliers 27.
Entre la roue de frottement 10 et le tambour de bobinage 22, se trouve un moteur électrique 26, que la demanderesse a appelé moteur à double rotor.
Celui-ci a un rotor interne ordinaire 28 porté par un arbre 30 monté dans un pa- lier 31. La partie 32 qui, dans la pratique électrique normale, est le stator, constitue toutefois un second rotor ou un rotor externe, en ce que cette partie est montée pour rotation dans un palier 34 porté ' par l'arbre 30 et a un arbre 36, monté dans un palier 38. Le rotor externe comporte un boîtier d'un second palier 40 de l'arbre 30,
Les agencements électriques du moteur sont ordinaires si le rotor ex- terne 32 est considéré comme l'équivalent du stator ordinaire. Le champ magnéti- que établi dans le moteur applique sur les deux rotors des couples de grandeur égale et de sens opposés. Chaque arbre 30, 36 actionne une boîte réductrice ou un autre transformateur de couple 42, 44, respectivement, ayant un arbre de sor- tie respectif 46, 48 perpendiculaire aux arbres 30, 36.
La boîte 42 a un rapport supérieur à celui de la boîte 44, de sorte que le couple de la roue de frotte- ment 10 est supérieur à celui du tambour de bobinage 22. Par exemple, le rapport des couples peut être de l'ordre de 10 à 1,
La roue et le tambour ont un dispositif de freinage respectif 50, 52.
Considérons d'abord l'opération du bobinage du câble 16. Comme il a été exposé ci-avant, le couple requis pour le tambour de bobinage 22 est une fraction du couple requis pour la roue de frottement. Cette dernière lève la char- ge, tandis que le premier n'a qu'à garder la contre-tension. La transformation du couple du moteur, provoquée par les engrenages 42, 44 remplit grosso modo cet- te condition.
Toutefois, les besoins en couple de la roue et du tambour varient à mesure que l'enroulement se poursuit. Si l'on néglige les variations du poids de la charge elle-même d'une opération d'enroulement à une autre, le facteur qui provoque les variations des besoins relatifs en couple, c'est la position de la charge dans le puits de mine, car le poids du câble montant diminue progressive- ment à mesure que la charge monte. D'autre part, l'accumulation du câble sur le tambour de bobinage fait augmenter le diamètre du bobinage sur le tambour.
Lorsque la montée commence, le grand couple disponible de la roue de frottement 10 commence à accélérer la charge jusqu'à ce qu'elle monte à une vi- tesse prédéterminée. Le faible couple du moteur de bobinage 22 enroule le câble donné par la roue et conserve la contre-tension du câble. Le tambour tend à accé- lérer, mais est freiné par la tension du câble. Ainsi, la tension du câble pro- duite par le couple du moteur s'exerçant à l'endroit du tambour de bobinage éga- le (si l'on néglige les pertes par frottements) toujours ce couple, divisé par le rayon instantané du bobinage. D'autre part, le couple du moteur s'exerçant à l'endroit du tambour de bobinage vaut une proportion fixe du couple requis par la roue de frottement et est donné par le rapport des rapports de couple d'éta- blissement des deux transformateurs de couple.
Par conséquent, les diamètres de
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la roue de frottement et du tambour de bobinage et le rapport des couples qui leur sont appliqués doivent être choisis de manière que la contre-tension néces- saire soit maintenue dans la combinaison la plus défavorable de la charge et du diamètre de bobinage.
Voila qui concerne le bobinage en service.
Lorsqu'on descend la charge, le moteur 26 sert de frein. Pour permet- tre à la charge de descendre, on diminue la puissance du moteur assez pour que la force de la gravitation, agissant sur la charge, inverse le sens de la rota- tion du roor interne 28 et on règle cette puissance pour permettre la descente de la charge à la vitesse requise.
Au moment où la contre-rotation est imposée au rotor 28 par la charge descendante, la tension du câble, qui s'exerce sur le tambour de bobinage 22, communique une rotation inverse au rotor 32. Ainsi, les deux rotors donnent au système un effort de freinage qui est réglable par les procédés connus du freina- ge électrique.
REVENDICATIONS.
1. - Système de levage, de descente et de traction, comprenant une charge, un câble attaché à la charge, une roue autour de laquelle le câble passe en prise d'actionnement par frottement avec la roue, un tambour de bobinage sur lequel le câble est enroulé, un moteur électrique à double rotor, un mécanisme de transmission de mouvement et de transformation de couple entre un rotor et la roue, et un second mécanisme de transmission de mouvement et de transforma- tion de couple entre l'autre rotor et le tambour, ces deux mécanismes de trans- mission de mouvement et de transformation de couple ayant des rapports diffé- rents, celui qui a le plus grand rapport étant disposé entre le moteur et la roue de frottement.