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"Mécanisme de sûreté, contre la chute d'une charge soulevée ou abaissée par l'intermédiaire de câbles sur tambours d'enroulement et engin de levage pourvu dudit mécanisem" L'invention concerne un mécanisme de sûreté contre la chute d'une charge par suite de la rupture de transmission, char$ ge soulevée et abaissée par l'intermédiaire de cables passant sur deux tambours d'enroulement entratnés en synchronisme, qui peu- vent être freinés à l'aide de freins commandés par ressort avec
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desserrage hydraulique. En particulier, l'installation est pré- vue pour des grues de coulée dans lesquelles les cables porteurs sont plusieurs fois entrelacés.
Les mécanismes de sûreté connus pour ce but, qui ne doivent normalement jamais entrer en service ou très rarement, peuvent tomber en panne exactement au moment du danger, en raison d'un entretien insuffisant ou pour toute autre raison. C'est ainsi, par exemple, que les organes montés dans les dispositifs de sûreté et fonctionnant d'après des mouvements relatifs ou des moments relatifs peuvent entrer en fonctionnement après certaines années, en raison de la corrosion de frottement ou d'effet de la température,'pour une autre grandeur que celle pour laquelle ils ont été calculés et déterminés lors du montage. Une rupture de transmission signifie en conséquente un danger toujours présent, en raison de quoi des dérangements de fonctionnement sensibles peuvent survenir.
Le mécanisme de l'invention est caractérisé par ce que les deux tambours d'enroulement reliés ensemble par l'intermédiaire d'un engrenage sont munis d'organes de commande qui, lorsque un tambour avance ou retarde par rapport à l'autre tambour d'une quantité dépassant une mesure prédéterminée, par exemple un quart de tour, coupe le desserrage de freins par la rupture de contact de la soupape de déblocage, ce mécanisme est simple et peu coû- teux et son fonctionnement est toujous garanti.
On cbtient par l à que, par exemple lors d'une rupture d'une pièce de l'engrenage pour l'un des tambours, les deux tam- bours sont freinés dès que l'un des deux tambours avance ou retar- de, par exemple environ d'un quart de tour sur l'autre ou que la différence dans le synchronisme existant dépasse un quart de tour.
Etant donné que les câbles font plusieurs lacets entre les tam- bours et les traverses de charge, la différence de hauteur entre
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ces dernières est faible, de sorte que une poche de coulée por- tée par elle n'est suspendue que dans une position oblique peu prononcée,
Suivant un mode de réalisation de l'invention, des ponts de contact à frottement décalés entre eux de 90 et tour- nant sont reliés avec les pivots des deux tambours d'enroulement, Ces ponts ferment le contact pour la soupape disposée dans la conduite du fluide de pression pour le desserrage de frein, qui est actionné par voie électro-magnétique, alternativement et avec un léger chevauchement dans le temps, de telle façon que le contact est interrompu dans le cas d'une déviation du synchronis- me des deux tambours et que les freins fonctionnent.
Cette installation est très simple et n'entraîne que des dépenses faibles. Etant donné c'eslle est toujours en fonc- tionnement, lorsqu'on soulève et qu'on abaisse, les contacts demeurent en bon état de service.
Des dérangements susceptibles de survenir, tels que - l'usure des contacts sont observés immédiatement par suite de l'arrêt des tambours et peuvent dont être corrigés immédiatement, de sorte que la capacité de fonctionnement du mécanisme de sûre- té est toujours garantie. En outre, ce mécanisme ne contient au- cun élément de construction sensible au déplacement de réaction ou au moment de réaction qui puissent se modifier après un certain' nombre d'années, par suite de la corrosion de frottement et de l'effet de la température, ce qui amènerait un fonctionnement pour une grandeur différente de celle fixée lors du montage.
On peut imaginer le cas, tout à fait spécial qui n'ar- rive que très rarement dans la pratique..où en dépit de la rupture de la transmission, les deux tambours se déplacent en syn- chronisme dans le sens de la descente. Dans ce cas,' le mécanisme de sûreté ne serait pas actionné. La charge descendrait avec une vitesse croissante et il serait alors entièrement laissé à la
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surveillée et à l'habilité du grutier de récupérer la charge ' en commutant sur zéro.
Ce cas spécial ne peut exister que lors de la rupture d'une roue d'engrenage tournant rapidement ou de l'arbre de cette dernière, donc de l'un des deux pignons de com- mande ou de l'une des roues engrenant dans ces derniers, parce qu'alors l'accouplement d'engrenage qui relie ensemble les deux tambours n'est pas interrompu, et qu'en conséquence les deux tambours sont entraînés par la charge avec la même vitesse de rotation. Etant donné que les roues dentées tournant rapidement sont relativement surdimensionnées , une rupture de ces roues ne peut être provoquée que par un défaut du matériau avec lequel ' il faut cependant oompter.
C'est pourquo., suivait un. autre mode de réalisation du dispositif de sûreté de l'invention, il est prévu une coupu- re de contact supplémentaire disposée en série avec le circuit pour le desserrage de frein et provoquant l'arrêt du treuil de levage dans le cas de rapture de l'engrenage, la coupure de con- tact étant provoquée par une installation de commutation comman- dée par un moteur de levage ou, par les moteurs de levage ou par une pièce d'engrenage à rotation rapide et qui fonctionne lors d'une déviation du rapport de transmission constant entre la com- mande et les tambours d'enroulement ou lorsque la vitesseide l' engrenage est trop faible d'une certaine valeur prédéterminée. cette installation de commande supplémentaire peut être réalisée de différentes manières.
Dans le cas d'un engrenage planétaire conditionné par l'entratnement à deux moteurs dans l'engrenage du treuil de le- vage les deux moteurs de levage entratnent un pignon placé avec effet différentiel sur l'arbre porteur planétaire. Ce pignon en- traine de nouveau par double engrenage avec d'autres roues dentées . les tambours de levage. Ceux-ci sont reliés ensemble commandés par l'action du poids, Avec le tourillon prolongé du porteur
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planétaire, en dehors de la botte d'engrenage, se trouve reliée une installation de commande qui est formée de préférence dans le genre d'un régulateur à force centrifuge ou d'un accouple- ment membrane à force centrifuge.
Ce dernier fonctionne par frottement et en cas d'un dépassement prédéterminé, par exemple de 10% de la vitesse nominale dans la direction de descente, il agit sur la coupure de contact qui est placée dans la conduite de liaison de contact des deux ponts de contact de frottement reliés avec les pivots de tambour. Cette conduite, et par consé- quent le desserrage de freins, est donc également coupée, lors- que la vitesse de rotation de la commande d'engrenage dépasse une grandeur prédéterminée bien que les deux tambours se dépla- cent en synchronisme entre eux.
Dans un treuil de levage à un seul moteur, le régula- teur à force centrifuge est placé avec le même effet sur l'arbre de pignon prolongé vers l'extérieur ou sur un arbre de renvoi qui y est relié.
Une autre réalisation de l'installation de commande sup plémentaire est également possible. Elle consiste en ce que l'ex- trémité d'arbre éloignée de l'engrenage du moteur de levage, ou les extrémités d'arbre des moteurs de levage, est (ou sont) relié(s) avec un engrenage miniature qui possède le même rap- port de transmission que l'engrenage principal et qui est muni sur ses arbres d'entra inement, comme les tambours de levage, d'organes de commande qui sont montés en série et avec le même nombre de tours que les organes de commande des tambours d'en- roulement.
Si maintenant, dans le cas d'une cassure de l'engrenage( entre l'engrenage planétaire et le moteur d'entratnement, les deux tambours devaient être entraînés avec la même accélération par la charge, alorapär suite de l'asynchronisme qui se produi-
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rait de la vitesse de rotation des arbres d'entraînement des deux engrenages, l'alimentation de courant des deux déblocages de freins serait interrompuef les freins fonctionneraient et le treuil s'arrêterait.
L'invention s'étend également aux caractéristiques résultant de la description ci-après et des dessins annexés ainsi qu'à leurs combinaisons possibles.
La description se rapport à cinq exemples de réalisa- tion de l'invention représentés aux dessins dans lesquels :
La figure 1 est une vue des tambours des freins et d'un dispositif de sûreté avec ponts de contact tournants.
La figure 2 est une vue de dessus de la figure 1,
La figure 3 montre un mécanisme de sûreté avec une tringlerie à manivelle agisant sur un levier de commande.
La figure 4 est un mécanisme de sûreté avec un excen- trique agissant sur un pont de contact.
La figure 5 montre une vue du treuil avec organe de commandt supplémentaire actionné par force centrifuge.
La figure 6 montre le même treuil vu de dessus.
La figure 7 est une vue du treuil avec un engrenage miniature disposé en parallèle avec l'engrenage principal dans le cas d'une commande à deux moteurs.
La figure 8 est une vue de dessus du treuil de la fi- gure 7.
La figure 9 montre le montage des ponts de contact du treuil des figures 7 et 8.
La figure 10 est une vue de deesus sur un treuil à deux' tambours entraînés seulement par un moteur.
La figure 11 est un schéma de montage pour les ponts de contact du treuil de la figure 10.
Les tambours d'enroulement 1 et 2 sont entraînés par des moteurs 3 et 4 et sont reliés ensemble par un engrenage 5 de
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telle façon que même lorsque les freins 6 et 7 n'ont pas le même effet, les deux tambours marchent toujours en synchronisme et ! et sens opposé. Chaque tambour possède encore un deuxième frein 8 ou 9 qui est formé comme un frein à mâchoires desserrables élec- trohydrauliquement. Ce frein à mâchoires est disposé au milieu du tambour et ces mâchoires entourent l'enveloppe du tambour.
Tous les quatre freins sont desserrés automatiquement lors de la descente et de la levée.
Au dispositif de desserrage 10 et 11, le fluide de pression est amené par l'intermédiaire d'une conduite 12 dans la- quelle est placée une soupape de déblocage 13 qui est commandée par un électro-aimant 14. L'alimentation de courant 15 est dérivée dans l'exemple de réalisation suivant les figures 1 et 2 par des contacts frotteurs en forme de pont 16, 17 placés sur les pivots de tambours et décalés de 90 . Ils ferment alternativement les contacts lors de la rotation du tambour et chevauchent légèrement dans le temps. Si un tambour a un peu d'avance ou de retard par rapport à l'autre en raison d'une rupture d'une pièce de l'engre- nage, après une déviation d'environ un quart de tour de tambour, les contacts 16 et 17 sont coupés.
La soupape 13 est alors commu- tée sur une rotation sans pression, la pression dans la conduite
12 disparatt de suite et les deux freins 8 et 9 fonctionnent.
Etant donné que dans le cas de grues de coulée lourdes pour les- quelles le dispositif de sûreté est avant tout destiné, les câbles de charge doivent être plusieurs fois entrelacés, le quart de ro- tation du tambour correspond à une différence de hauteur des tra- verses de charge de quelques centimètres seulement. La poche de coulée reste donc suspendue dans une position non dangereuse qui n'est que peu inclinée.
La coupure de l'alimentation du courant 15 peut égale-
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ment être obtenue en fonction de la pression comme le montre l'exem- ple de réalisation de la figure 3. Sur les extrémités d'arbre des tambours 1 et 2 sont disposées par exemple les manivelles 18 et 19 qui agissent avec des forces qui se conservent par l'in- termédiaire d'un accumulateur d'énergie, de préférence des res- sorts 20,21 sur le levier de commutation 22 d'un interrupteur '23 auquel est amené le circuit 15. Lorsqu'il se produit un déca- lage dans la marche eynchronome des tambours, une manivelle agit plus fortement sur le levier de commutation 22 que l'autre. Par la différence de pression, ce dernier est poussé vers la droite ou la gauche et dans les deux cas le circuit 15 est interrompu.
La disposition peut être réalisée par exemple avec des manivellee plus longues, de telle façon que la déconnexion est déjà effec- tuée dans le cas d'une déviation relativement petite du synchro- nisme.
La figure 4 montre un autre mode de construction. Dans ce cas, les extrémités d'arbre des tambours 1 et 2 portent des excentriques 24,25, qui portent sur une tige 26,27, des contacts 28,29. Ces derniers ne se touchent dans le cas d'un faible déca- lage mutuel que pendant le temps où les deux tambours sont exac- tement en synchronisme. Les deux tiges 26,27, sont reliées ensem- ble par une pièce intermédiaire à ressort 30 dans laquelle les contacts 28,29, se séparent dès qu'un tambour avance ou retarde: les freins 8, 9 fonctionnement alors immédiatement.
Lorsque l'alimentation de courant 15 est coupée, les moteurs 3 et 4 sont bien entendu immédiatement déconnectés, ce qui fait fonctionner les freins 6 et 7.
Ces dispositifs selon les figures 1 à 4 fonctionnent lorsque un tambour avance ou retarde légèrement par rapport à l'autre, ce qui est à peu près toujours le cas lors d'une rupture d'engrenage.
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Pour le cas qui arrive rarement, mais qui doit être considéré en vue d'une sécurité totale, ou, lors de la rupture d'engrenage du côté du moteur - donc en dehors de l'accouplement d'engrenage qui relie directement les deux tambours - les deux tambours sont entraînés par la charge avec une même accélération, il est prévu dans les réalisations des figures 5 à 11 une instal- lation de commutation supplémentaire disposée en série avec le mécanisme de sûreté décrit et qui peut également être réalisée de façon variée.
Dans l'exemple de réalisation des figures 5 et 6, on dispose sur l'arbre 31 qui sort de la boite d'engrenage 5a pour le support de la roue planétaire 32 une membrane à force centrifu- ge, connue en elle-même 33. Par suite de la force centrifuge, le diamètre de membrane 33, qui se subdivise en segments chargés de poids, s'agrandit, de sorte que la membrane arrive en position de frottement avec une enveloppe 34 en forme de cuvette qui l'en- toure en cas de dépassement d'un nombre de tours prédéterminé.
L'accouplement est réglé de telle sorte que, par exemple en cas de dépassement de 10% de la vitesse normale de l'arbre.31, l'enve- loppe 34 es tournée. Un levier de commutation 35 relié à l'enve- loppe 34 provoque alors une coupure de contact par l'intermédiaire d'un interrupteur supplémentaire 36. Ce dernier est placé dans le circuit 15a reliant les deux ponts de contact 16,17. L'alimenta- tion de courant pour le desserrage du frein est par conséquent également interrompu à ce moment lorsque les deux tambours tour- nent en synchronisme avec une vitesse angulaire augmentée dans le sens de la descente. Au moyen d'un ressort de rappel réglable 37, on ramène l'enveloppe frottante 34 avec le levier de commutation 35 dans la position de départ dès que le treuil est immobilisé et que la vitesse de descente devient nulle.
Le dispositif de sûreté peut également être utilisé dans le cas de treuil à deux tambours avec un seul moteur de commande.
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L'exemple de réalisation représenté dans les figures
7 et 8 selon le schéma de la figure 9 s'applique au treuil à deux tambours avec deux moteurs reliés ensemble au point de vue fonctionnement.
Les bouts d'arbre des moteurs 3 et 4 éloignés de l'en- grenage 5 sont reliés par l'intermédiaire d'arbres souples 39 avec un engrenage miniature 40 qui présente le même rapport de transmission que l'engrenage principal 5. Sur les arbres d'en- tratnement l'et 2' de cet engrenage 40, sont également disposés. comme sur les pivots des tambours 1 et 2, des ponts de contact
41 et 42 qui, comme les ponts de contact 16,17, sont décalés entre eux de 90 et fermant les contacts lorsque les arbres at- taqués de l'engrenage 40 tournent alternativement et en chevau- .chant,dans le temps.
En outre, les ponts de contact des tambours sont doublés; et les contacts frottant des ponts 16a et 17a sont reliés directement entre eux (15b), tandis que ceux des ponts 16 et 17 présentent, en dehors d'une liaison directe 15a, encore des dérivations 15c et 15d qui sont coupées alternativement par les ponts 41 et 42. Tous les six ponts de contact 16, 16a; 17, l7a;
41 et 42 tournent avec la même vitesse et sont décalés en série dans le circuit 15 alimentant la soupape magnétique 14, comme on voit dans les figures 7 à 9. Dès qu'il survient une cassure quelcon- que de l'engrenage principal à n'importe quel endroit, il se pro- duit un déplacement relatif au moins de l'un des six ponts par rap- port aux autres, de sorte que dans n'importe quel cas le circuit est coupé et les freins fonctionne-nt.
Dans le cas des treuils à deux tambours avec un seul moteur de commande 3a, suivant les figures 10 et 11, l'installa- tion qui vient d'être décrite, se simplifie de telle sorte qu'on peut utiliser un engrenage miniature 40a plus simple.
La vitesse de l'arbre attaqué de cet engrenage minia-
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retarde par rapport à l'autre tambour de plus de la quantité pré- déterminée, par exemple un quart de tour, coupent le circuit de dessrage des freins par rupture du contact de la soupape de des- serrage, dispositif simple et de fonctionnement sûr
2 Les pivots des deux tambours sont reliés à des ponts de contact frottant tournant décalés entre eux, de 90 et op- posés qui ferment alternativement et avec un léger chevauchement dans le temps le contact pour la soupape électromagnétique quvest placée dans la conduite fluide de pression pour le desserrage de telle ' frein, de/façon que le contact est interrompu dans le cas d'une déviation du synchronisme des deux tambours et que les freins fonctionnent.
3 Les pivots des deux tambours sont reliés à des ma- nivelles qui sont reliées par l'intermédiaire de ressorts de même grandeur et.de même effet avec un levier de commutation d'un inter- rupteur disposé entre les tambours et qui est placé dans le circuit conduisant à l'aimant de la soupape de desserrage, de sorte que, dans le cas d'un écart de synchronisme des deux tambours, le levier de commande est chargé différemment, ce qui le fait dévier de la position centrale et couper le circuit.
4 Les organes de commande se composent d'excentriques reliés avec les arbres des tambours et qui sont reliés par l'inter- médiaire d'une tringlerie et d'une pièce intermédiaire qui supporte cette dernière, les extrémités de tige libre portant les contacts, la disposition d'excentrique étant réalisée de telle façon que les contacts ne se décalent entre eux que faiblement dans le cas des rotations de tambours opposées et synchrones, mais qui se sépa- rent entre eux dans le cas de déviations des tambours de la rota- tion synchrone et qui coupent la commande.
5 Il est prévu. une coupure de contact supplémentaire placée en série avec le circuit pour le desserrage de frein et pro- voquant l'immobilisation du treuil de levage dans le cas de rupture
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ture 40a est de nouveau égale à celle des deux arbres de tambour dont les pivots sont munis de double ponts de contact 16,16a et
17, 17a. De même, un pont de contact double 41a, 42a, reçoit l'ar- bre attaqué de l'engrenage 40a. Les ponts de contact isolés entre, eux 41a et 42a, ou les contacts frottant de ces derniers, sont décalés entre eux de 90 . Du schéma de montage.de la figure 11, il ressort que l'alimentation de courant vers l'aimant 14 est coupée dès qu'il se produit dans le cas d'une cassure de 1engrenage un déplacement relatif de l'une des trois paires de ponts 16,
16a.; 17,17a ou 41a,42a par rapport aux autres.
Le fonctionnement des freins 8 et 9 est alors également assuré lorsque, par exemple dans le cas de cassure de pignon de commande de moteur 3a, les tambours 1 et 2 reliés ensemble au point dé vue fonctionnement marchent en synchronisme dans le sens de la descente avec une vi- tesse trop élevée.
' L'invention s'étend également aux engins de levage ou analogues pourvus d'un mécanisme de sécurité conforme ou.similaire au précédent.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation 'ci-dessus décrits.et représentés, à partir des- quels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réali- sation sans pour cela sortir du cadre de l'invention.