EP1419100B1 - Treuil motorise - Google Patents
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- EP1419100B1 EP1419100B1 EP02754091A EP02754091A EP1419100B1 EP 1419100 B1 EP1419100 B1 EP 1419100B1 EP 02754091 A EP02754091 A EP 02754091A EP 02754091 A EP02754091 A EP 02754091A EP 1419100 B1 EP1419100 B1 EP 1419100B1
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- winch according
- motorized winch
- cable
- drum
- winding drum
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
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Images
Classifications
-
- 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
Definitions
- the present invention relates to a motorized winch comprising a bearing structure on which is mounted at least one winding drum of a cable consisting of a central cylindrical core and two integral lateral flanges and disposed on either side of this core. central, and rotating drive means of said cable winding drum.
- the drum Due to the mode of this construction, to transmit the driving torque on the axis of the cable winding drum, it is necessary that the drum has a relatively small inside diameter and, consequently, a relatively large width to allow the winding a cable long enough to meet the requirements of professional use.
- the cable tends to accumulate in one area of the drum and not to distribute evenly, the turns overlapping in the same area and creating unevenly distributed tensions. Only a portion of the cable can be wound on the drum whose useful capacity is then much lower than its optimum capacity.
- the existing drums To wind up a sufficient length of cable, the existing drums generally have an outer diameter, or lateral flange diameter, about twice as large as the inside diameter or diameter of the cylinder. This has different consequences. If the rotational speed of the motor is constant, the linear speed of the cable will be highly variable. In addition, the pulling force will not be the same when the drum is almost empty or when it is full. When the drum is almost empty, the cable is wound on a relatively small diameter, which creates a strong deformation and great stresses in this cable and, as a result, generates wear which reduces its life.
- the winch for an elevator rope comprises a rotor driven by a motor whose output shaft carries a toothed gear engaged with a ring gear. It is obvious that the constraints imposed on elevator winch mechanisms are very different from those of vehicle winches. These winches are usually equipped with cable alignment systems, as congestion is not a problem or at least the obligation to reduce the space requirement is not the same for an on-board winch mounted on a vehicle and a fixed winch for an elevator.
- the present invention proposes to overcome the drawbacks of motorized winches of the prior art by producing a winch space-saving, convenient to use and particularly robust and reliable for professional use, especially as an on-board winch mounted on vehicles of the type shown in FIG. logging, boat trailers, four-wheel-drive vehicles or the like.
- a winch as defined in the preamble and characterized in that it comprises an annular bearing consisting of an inner ring and an outer ring defining the raceways of a set of rolling members, one of these rings being provided with a toothing and coupled, on the one hand, to said drive means and, on the other hand, to said winding drum, and the other of said inner or outer rings of the bearing being fixed rigidly to said supporting structure.
- one of said inner or outer rings of the annular bearing is integral with one of the side flanges of the winding drum.
- it could also be integrated in one of the side flanges of the winding drum, the toothing being then formed on the periphery of this flange.
- the means for driving the drum in rotation comprise at least one motor having an output shaft carrying a toothed wheel engaged with the toothing of the annular bearing.
- the drive means comprise a plurality of motors each having an output shaft carrying a gear wheel meshing with the toothing of the annular bearing.
- the supporting structure comprises a flat support plate.
- said motor is mounted on one side of said plate and said winding drum is mounted on the other side of this frame.
- said motor and said winding drum are mounted. on the same side of said plate.
- the winch advantageously comprises means for fixing the load-bearing structure on a vehicle, these means being pivotable. These pivoting fastening means can cooperate with means for controlling the movement of the winding drum.
- the winch may also include a cable position sensor during its winding, this sensor being arranged to cooperate with said means for controlling the movement of the winding drum.
- the winch comprises at least one toothed wheel disposed between the toothed wheel mounted on the output shaft of the motor and the ring gear of the annular bearing.
- the winch may include a non-return device disposed within the cylindrical central core of the winding drum.
- This non-return device may be a ratchet device, a disk brake or a similar device.
- the winch may also comprise means for assisting the unwinding of the cable.
- this winch may comprise two winding drums, each drum being integral with an annular bearing cooperating with rotating drive means said drums.
- the two winding drums are preferably arranged symmetrically on either side of the support plate of the supporting structure.
- the motor may be disposed within the cylindrical central core of the winding drum.
- the toothed wheel carried by the output shaft of the motor can be engaged with the toothing of the annular bearing via a planetary gear.
- Said bearing structure advantageously comprises two support plates articulated by means of hinges, one of the plates carrying the functional elements of the winch and the other plate carrying a cable guide pulley and a ring, in order to make the winch portable.
- the winch 10 essentially comprises a bearing structure 11, a winding drum 12 on which a cable 13 is wound, means 14 for connecting the drum to the supporting structure and driving means 15 of the drum.
- the winding drum 12 is formed of a central cylindrical core 16 and two lateral flanges 17 integrally mounted to the core, on either side of the latter.
- the cylindrical central core has a relatively large diameter relative to the diameter of the side flanges and a small width.
- the central cylindrical core may have a diameter equivalent to two thirds of the diameter of the side flanges, for example 40 cm and 60 cm respectively, for a width of 10 to 15 cm.
- the connecting means 14 of the winding drum 12 and the supporting structure 11 comprise an annular bearing 18 consisting of an inner ring 18a, an outer ring 18b defining the raceways of a set of rolling members. 18c, constituted by balls of rollers, needles or the like. As explained in more detail in the following description, the connecting means 14 also constitute part of the drive means 15 of the winding drum 12.
- one of these crowns has a toothing 19.
- the toothing is on the outer ring 18b, while in the embodiments illustrated by the figure 5 the teeth are on the inner ring 18a.
- the outer ring 18b of the annular bearing 18 is connected to one of the flanges 17 of the drum, for example by means of bolts.
- the inner ring 18a is fixed to the supporting structure 11, and in particular to a flat support plate 22 of this structure, also by means of bolts.
- one of said inner rings 18a or outer 18b may also be integrated in one of the side flanges 17 of the winding drum and, in this case, the toothing 19 is formed at the periphery. of this lateral flange 17.
- the drive means 15 of the winch comprise one or more motors 20, in particular hydraulic motors, having an output shaft carrying a gear wheel 21.
- This gear wheel is engaged with the toothing 19 of the connecting means 14 so that the rotation of the motor causes the rotation of the annular bearing 18, and more particularly of the inner or outer ring connected to the winding drum.
- the bearing structure 11 is formed mainly of the base plate 22 on which the engines are directly fixed and thanks to which it is possible to attach the winch to a vehicle (not shown) such as a forest machine, for example.
- the winch also comprises a housing 23 illustrated in particular by the figure 1 in which the annular bearing 18 and the toothed wheels 21 of the output shafts of the motors 20 are arranged. In this way, the most fragile parts of the winch, namely the bearing and the toothed wheels, are protected from shocks and dirt. .
- the winch 10 comprises controls 24 of the movement of the winding drum 12, intended to guide the cable during its winding. This can be useful especially when the cable is pulled strongly aside, during a professional use of the forestry type.
- the winch is mounted on a vehicle by pivoting fastening means 25, constituted by one or more hinges, a part of which is secured to the support plate 22 and the other is secured to the vehicle.
- the bearing structure 11 is connected to a jack 26 which moves the drum relative to the cable 13 during its winding.
- Such an embodiment is made possible by the fact that the width of the drum is only a few centimeters, unlike conventional drums in which the winding width is a few tens of centimeters.
- the displacement of the drum can be controlled by a sensor 27 which detects the position of the cable relative to the supporting structure.
- This sensor may be formed of a fork connected for example to a potentiometer (not shown). When the potentiometer detects that the cable is pulled too far on one side, the cylinder 26 is pushed or retracted so as to place the cable in a proper position.
- the means 24 for guiding the cable comprise three pulleys 37 arranged to form a baffle. These three pulleys can be driven by a motor (not shown). They are integral with a jack 38 arranged to move them with the cable along the drum. This makes it possible to position the cable optimally during its winding.
- the pulleys are driven by a motor, they can provide assistance during its operation. During its winding, they can also generate a prestress which ensures a tension on the cable and thus an optimal winding.
- the figure 2 is a schematic view of a variant that allows for a wall winch.
- the motors 20 are placed on the same side as the drum relative to the support plate 22. It is of course necessary to size the flanges of the drum so that they are not in contact with the drum. engine. It is also possible to add a toothed wheel 28 between the drive wheel 21 mounted on the output shaft of the motor and the toothing 19 of the annular bearing 18. This intermediate wheel 28 may or may not modify the reduction ratio between the motor and the annular bearing, depending on the difference in the number of teeth of the two gears 21 and 28.
- This embodiment makes it possible to have an extremely compact wall winch. It can be placed vertically against a bulkhead or on the side of a vehicle or horizontally on a bridge of this vehicle. In the case of a vehicle for which the winch is not always essential, it is possible to fix or remove quickly, by lifting means. It can for example be fixed on the deck of a vehicle with only a few bolts.
- the figure 3 illustrates another embodiment comprising two identical winches or not, symmetrically mounted on the support plate 22 and each driven by one or more motors 20. This allows to achieve a winch with two particularly compact drums. Both winches may have drive means having different or identical gear ratios.
- the winch according to the invention may further comprise a non-return device 29, of the ratchet type device, as is illustrated in detail by the figure 4 .
- the nonreturn device 29 could also be a disk brake or any other similar device.
- the inside of the cylindrical central core 16 of the drum 12 has asymmetrical teeth 30.
- the bearing structure 11 comprises a finger 31 mounted on a pivoting axis 32. In a first position of the finger, illustrated in dashed lines by the figure 4 this finger is never in contact with the asymmetrical teeth 30. In a second position, illustrated in solid lines in this same figure, it is in contact with these teeth in such a way that the drum 12 can rotate in a direction which makes it possible to wind the cable and which prevents the drum from rotating in the opposite direction.
- the flange 17 disposed towards the outside of the winding drum may be annular or closed by a central plate 33, as illustrated by the figure 1 , which prevents objects from getting caught in the drum. In this case, it is possible to let the pivot axis of the finger of the non-return device protrude from this closure plate, so as to easily enable and disable said device.
- This assistance can be provided by means 34 of assistance to the unwinding of the cable and be of all-or-nothing type or progressive.
- these means of assistance 34 as illustrated by the figure 4 may be associated with a pivoting lever 35.
- When a pull is applied to the cable it is stretched in the direction of traction. In this case, it comes into contact with the lever 35 and lifts it slightly.
- the figure 5 illustrates a particularly compact embodiment of the invention Unlike the other embodiments illustrated, the toothing 19 is provided inside the drum.
- the outer ring 18b of the annular bearing 18 is integral with the supporting structure 11 and the inner ring 18a is integral with the winding drum 12.
- the motor 20 is disposed in the available volume inside the drum.
- the winch 10 has an output shaft carrying a gear 21. It is engaged with the toothing 19 via a planetary gear 39.
- This embodiment is particularly interesting in that the motor is arranged in the drum. It thus occupies a volume not used in the other embodiments.
- the winch obtained is very compact and can be used as a wall winch.
- the partial view of the Figure 6A illustrates a construction in which the inner ring 18a of the bearing 18 is integrated with one of the flanges 17 of the winding drum 12.
- This construction makes it possible to arrange the toothing 19 directly on the periphery of this flange.
- the diameter of the toothing can be enlarged, which allows to obtain a high gearing of the drive.
- the outer ring 18b is fixed on the support plate 22 of the supporting structure.
- the variant according to Figure 6B differs from that of Figure 6A in that the flange 17 is provided at its periphery with a flange 17a which carries the toothing 19 internally and which has a smooth outer surface allowing collaboration with a brake (not shown), which may be of the type with clamping band or any other known type.
- the support plate 22 carries the outer ring 18b and the drive motor 20 whose output shaft carries the toothed wheel 21.
- the variant according to Figure 6C differs from the previous construction in that the toothed wheel 21, which is mounted on the output shaft of the drive motor 20, is engaged with a relatively large diameter gear 21a which drives a pinion 21b meshing with the toothing 19.
- This embodiment makes it possible to reduce the drive speed of the drum.
- the toothed wheel 21a and the pinion 21b are mounted on the support plate 22 of the supporting structure.
- the Figures 7A and 7B are schematic views, respectively front and bottom of a portable embodiment of the winch the invention.
- the bearing structure mainly comprises two support plates 22a and 22b, which can be part of a housing (not shown) and which are hinged by two hinges 22c arranged symmetrically.
- One of the support plates 22b carries the functional elements of the winch 10 itself and the other 22a carries a cable guide pulley 10a and a ring 10b which makes it possible to fix the assembly by any means of attachment, chain, cable, belt or the like at a fixed or movable strong enough attachment point.
- the articulation of the two support plates allows the movement of the winding drum of the winch during operation, including a relative pivoting of the latter relative to the pulley 10a, to allow an ordered winding of the cable whatever the position of the winch or load to tow.
- the winch of the present invention has many advantages over winches of the prior art. In particular, it is very compact, which allows to place it in places in which other winches are too bulky.
- the cylindrical central core 16 of the drum 12 has a large diameter compared to conventional winch drums. This implies that, on the one hand, the cable undergoes less stress and that, on the other hand, a cable run is longer. For the same length of cable, it takes less turns, so a smaller volume.
- the cable can not wind up incorrectly, that is to say on one side of the drum. All the cable is usable, unlike what happens with other winches. As the winding is done regularly, the turns can practically not get caught in each other and the unwinding of the cable is thus facilitated.
- the winch can be placed in virtually any position, both horizontally and vertically or at an angle. In any case, the winding will be correct and all the cable can be used.
- the pulling force and the unwinding speed vary according to the winding condition of the cable, that is to say the diameter of the coil formed by the cable. Since this diameter varies relatively little between the fully wound state and the fully unrolled state, this force and velocity also vary relatively little. It is possible to use only a small number of cable layers since the diameter is relatively large.
- annular bearing having an internal toothing.
- the inner ring is connected to the drum and the outer ring is connected to the supporting structure.
- the cable could be replaced by a rope, a chain, a strap or a belt.
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Description
- La présente invention concerne un treuil motorisé comportant une structure portante sur laquelle est monté au moins un tambour d'enroulement d'un câble constitué d'un noyau central cylindrique et de deux flasques latéraux solidaires et disposés de part et d'autre de ce noyau central, et des moyens d'entraînement en rotation dudit tambour d'enroulement du câble.
- Les treuils motorisés existants sont pratiquement tous basés sur un même principe de construction. Ils comportent un moteur avec un axe muni d'une roue dentée qui entraîne une roue dentée liée à l'axe d'un tambour sur lequel s'enroule un câble.
- En raison du mode de cette construction, pour transmettre le couple moteur sur l'axe du tambour d'enroulement du câble, il est nécessaire que le tambour ait un diamètre intérieur relativement faible et, en conséquence, une largeur relativement importante pour permettre l'enroulement d'un câble suffisamment long afin de répondre aux exigences des utilisations professionnelles.
- Ceci présente différents inconvénients. Tout d'abord, du fait de la largeur du tambour, le treuil est relativement encombrant, ce qui peut être gênant dans certaines applications dans lesquelles l'espace disponible est restreint.
- En outre, en raison de la largeur du tambour, pour obtenir un enroulement correct du câble, il est nécessaire d'utiliser des moyens de guidage de construction relativement compliquée. Ceci entraîne une plus grande complexité du treuil puisqu'il doit alors comporter une pièce mobile dont le déplacement doit être commandé. L'encombrement du treuil est alors considérablement augmenté. De plus, même pendant le déplacement du tambour, le treuil doit résister à toute la force de traction du câble de sorte que les composants mobiles tels que paliers, coulisses, ainsi d'ailleurs que le support du treuil doivent être particulièrement résistants.
- Sans guidage, le câble a tendance à s'accumuler dans une zone du tambour et à ne pas se répartir uniformément, les spires se superposant dans une même zone et créant des tensions inégalement réparties. Seule une partie du câble peut donc être enroulée sur le tambour dont la capacité utile est alors très inférieure à sa capacité optimale.
- Lorsque le câble n'est pas enroulé régulièrement, une partie du câble peut se coincer entre deux spires adjacentes d'un tour précédent. Si cela se produit lorsque le câble est sous tension, il peut être extrêmement difficile de dérouler le câble, et il risque d'être endommagé.
- Pour enrouler une longueur de câble suffisante, les tambours existants ont généralement un diamètre extérieur, ou diamètre de flasques latéraux, environ deux fois plus grand que le diamètre intérieur ou diamètre du cylindre. Ceci a différentes conséquences. Si la vitesse de rotation du moteur est constante, la vitesse linéaire du câble sera fortement variable. En outre, la force de traction ne sera pas la même lorsque le tambour est pratiquement vide ou lorsqu'il est plein. Lorsque le tambour est pratiquement vide, le câble est enroulé sur un diamètre relativement faible, ce qui crée une forte déformation et de grandes contraintes dans ce câble et, de ce fait, génère une usure qui diminue sa durée de vie.
- On connaît par exemple le treuil illustré par la publication européenne
EP 0 733 577 A . Ce treuil pour câble d'ascenseur comporte un rotor entraîné par un moteur dont l'arbre de sortie porte un pignon denté en prise avec une couronne dentée. Il est évident que les contraintes imposées aux mécanismes de treuils pour ascenseurs sont très différentes de celles des treuils pour véhicules. Ces treuils sont habituellement équipés de systèmes d'alignement du câble, vu que l'encombrement n'est pas un problème ou du moins l'obligation de réduire l'encombrement n'est pas la même pour un treuil embarqué monté sur un véhicule et un treuil fixe pour un ascenseur. - On connaît également le treuil, objet de la publication internationale
, qui comporte un tambour d'enroulement du câble, un moteur central logé à l'intérieur du tambour et des engrenages qui assurent le couplage du moteur avec le tambour. Ce type de construction ne résout pas les problèmes spécifiques des treuils embarqués sur des véhicules, par exemple des véhicules pour l'exploitation forestière.WO 01/44099 A - La présente invention se propose de pallier les inconvénients des treuils motorisés de l'art antérieur en réalisant un treuil peu encombrant, pratique à utiliser et particulièrement robuste et fiable en vue d'une utilisation professionnelle, en particulier comme treuil embarqué monté sur des véhicules d'exploitation forestière, des remorques de bateaux, des véhicules à quatre roues motrices ou similaires.
- Ces buts sont atteints par un treuil tel que défini en préambule et caractérisé en ce qu'il comporte un roulement annulaire constitué d'une couronne intérieure et d'une couronne extérieure définissant les chemins de roulement d'un ensemble d'organes de roulement, l'une de ces couronnes étant pourvue d'une denture et couplée, d'une part, auxdits moyens d'entraînement et, d'autre part, auxdits audit tambour d'enroulement, et l'autre desdites couronnes intérieure ou extérieure du roulement étant fixée rigidement à ladite structure portante.
- Selon une forme de réalisation préférée, l'une desdites couronnes intérieure ou extérieure du roulement annulaire est solidaire de l'un des flasques latéraux du tambour d'enroulement. Toutefois, elle pourrait également être intégrée à l'un des flasques latéraux du tambour d'enroulement, la denture étant alors ménagée à la périphérie de ce flasque.
- De préférence, les moyens d'entraînement en rotation du tambour comportent au moins un moteur ayant un arbre de sortie portant une roue dentée en prise avec la denture du roulement annulaire.
- Selon une variante de réalisation permettant d'augmenter la force de halage du treuil, les moyens d'entraînement comportent plusieurs moteurs ayant chacun un arbre de sortie portant une roue dentée en prise avec la denture du roulement annulaire.
- La structure portante comporte une plaque de support plane. Selon une première forme de réalisation, ledit moteur est monté d'un côté de ladite plaque et ledit tambour d'enroulement est monté de l'autre côté de cette planque Selon un deuxième mode de réalisation, ledit moteur et ledit tambour d enroulement sont montés du même côté de ladite plaque.
- Pour certaines applications, le treuil comporte avantageusement des moyens de fixation de la structure portante sur un véhicule, ces moyens étant pivotants. Ces moyens de fixation pivotants peuvent coopérer avec des moyens de commande du déplacement du tambour d'enroulement.
- Le treuil peut également comporter un capteur de position du câble lors de son enroulement, ce capteur étant agencé pour coopérer avec lesdits moyens de commande du déplacement du tambour d'enroulement.
- Selon une forme de réalisation particulière, le treuil comporte au moins une roue dentée disposée entre la roue dentée montée sur l'arbre de sortie du moteur et la couronne dentée du roulement annulaire.
- Pour des raisons de sécurité, le treuil peut comporter un dispositif anti-retour disposé à l'intérieur du noyau central cylindrique du tambour d'enroulement. Ce dispositif anti-retour peut être un dispositif à cliquet, un frein à disques ou un dispositif similaire.
- Selon une autre variante, le treuil peut également comporter des moyens d'aide au déroulement du câble.
- Pour des utilisations professionnelles, il peut être avantageux de disposer d'un treuil doublé et, dans ce cas, ce treuil peut comporter deux tambours d'enroulement, chaque tambour étant solidaire d'un roulement annulaire coopérant avec des moyens d'entraînement en rotation desdits tambours.
- Les deux tambours d'enroulement sont de préférence disposés symétriquement de part et d'autre de la plaque de support de la structure portante.
- Pour réduire l'encombrement, le moteur peut être disposé à l'intérieur du noyau central cylindrique du tambour d'enroulement.
- Pour démultiplier les forces de traction, la roue dentée portée par l'arbre de sortie du moteur peut être en prise avec la denture du roulement annulaire par l'intermédiaire d'un réducteur planétaire.
- Ladite structure portante comporte avantageusement deux plaques de support articulées au moyen de charnières, l'une des plaques portant les éléments fonctionnels du treuil et l'autre plaque portant une poulie de guidage du câble et un anneau, afin de rendre le treuil portable.
- La présente invention et ses avantages seront mieux compris en référence à la description de différents modes de réalisation de l'invention et aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels :
- la
figure 1 est une vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation d'un treuil motorisé selon l'invention; - la
figure 2 représente de façon schématique, un treuil mural; - la
figure 3 illustre un treuil motorisé double; - la
figure 4 est une vue de face d'une partie du treuil selon l'invention; - la
figure 5 illustre un mode de réalisation particulier du treuil selon l'invention; - les
figures 6A, 6B et 6C représentent des vues partielles de variantes de réalisation du treuil selon l'invention, et - les
figures 7A et 7B représentent schématiquement une construction du - treuil selon l'invention permettant de le rendre portable. - En référence aux figures, le treuil 10 selon la présente invention comporte essentiellement une structure portante 11, un tambour d'enroulement 12 sur lequel est enroulé un câble 13, des moyens de liaison 14 du tambour à la structure portante et des moyens d'entraînement 15 du tambour.
- Le tambour d'enroulement 12 est formé d'un noyau central cylindrique 16 et de deux flasques latéraux 17 montés solidairement au noyau, de part et d'autre de ce dernier. Contrairement aux tambours généralement utilisés, le noyau central cylindrique a un diamètre relativement grand par rapport au diamètre des flasques latéraux et une largeur faible. Concrètement, le noyau central cylindrique peut avoir un diamètre équivalent aux deux tiers du diamètre des flasques latéraux, par exemple respectivement 40 cm et 60 cm, pour une largeur de 10 à 15 cm.
- Les moyens de liaison 14 du tambour d'enroulement 12 et de la structure portante 11 comportent un roulement annulaire 18 constitué d'une couronne intérieure 18a, d'une couronne extérieure 18b définissant les chemins de roulement d'un ensemble d'organes de roulement 18c, constitués par des billes des rouleaux, des aiguilles ou similaires. Comme expliqué plus en détail dans la suite de la description, les moyens de liaison 14 constituent également une partie des moyens d'entraînement 15 du tambour d'enroulement 12.
- L'une de ces couronnes comporte une denture 19. Dans les modes de réalisation illustrés par les
figures 1 à 4 , la denture se trouve sur la couronne extérieure 18b, alors que dans les modes de réalisation illustrés par lafigure 5 , la denture se trouve sur la couronne intérieure 18a. Selon le premier mode de réalisation, la couronne extérieure 18b du roulement annulaire 18 est liée à l'un des flasques 17 du tambour, par exemple au moyen de boulons. La couronne intérieure 18a est fixée à la structure portante 11, et en particulier à une plaque de support plane 22 de cette structure, également au moyen de boulons. Dans une variante de réalisation, non représentée, l'une desdites couronnes intérieure 18a ou extérieure 18b peut également être intégrée à l'un des flasques latéraux 17 du tambour d'enroulement et, dans ce cas, la denture 19 est ménagée à la périphérie de ce flasque latéral 17. - Les moyens d'entraînement 15 du treuil comportent un ou plusieurs moteurs 20, en particulier des moteurs hydrauliques, ayant un arbre de sortie portant une roue dentée 21. Cette roue dentée est en prise avec la denture 19 des moyens de liaison 14 de façon que la rotation du moteur entraîne la rotation du roulement annulaire 18, et plus particulièrement de la couronne intérieure ou extérieure liée au tambour d'enroulement.
- Pour augmenter la force de traction du treuil, il est possible de disposer plusieurs moteurs similaires en contact avec la denture 19 du roulement annulaire. Dans ce cas, la force de traction est multipliée par le nombre de moteurs.
- Le structure portante 11 est formé principalement de la plaque de base 22 sur laquelle sont fixés directement les moteurs et grâce à laquelle il est possible de fixer le treuil à un véhicule (non représenté) tel qu'une machine forestière, par exemple. Le treuil comporte également un carter 23 illustré en particulier par la
figure 1 , dans lequel sont disposés le roulement annulaire 18 et les roues dentées 21 des arbres de sortie des moteurs 20. De cette façon, les parties les plus fragiles du treuil, à savoir le roulement et les roues dentées sont protégées des chocs et de la saleté. - En se référant plus particulièrement aux
figures 1 et5 , le treuil 10 comporte des commandes 24 du déplacement du tambour d'enroulement 12, destinées à guider le câble pendant son enroulement. Ceci peut être utile notamment lorsque le câble est tiré fortement de côté, lors d'une utilisation professionnelle du type exploitation forestière. Dans la réalisation selon lafigure 1 , le treuil est monté sur un véhicule par des moyens de fixation pivotants 25, constitués par une ou plusieurs charnières dont une partie est solidaire de la plaque de support 22 et l'autre est solidaire du véhicule. Le structure portante 11 est liée à un vérin 26 qui permet de déplacer le tambour par rapport au câble 13 pendant son enroulement. Une telle réalisation est rendue possible grâce au fait que la largeur du tambour est de quelques centimètres seulement, contrairement aux tambours conventionnels dans lesquels la largeur d'enroulement est de quelques dizaines de centimètres. Le déplacement du tambour peut être piloté par un capteur 27 qui détecte la position du câble par rapport à la structure portante. Ce capteur peut être formé d'une fourche liée par exemple à un potentiomètre (non représenté). Lorsque le potentiomètre détecte que le câble est trop tiré d'un côté, le vérin 26 est poussé ou rétracté de façon à placer le câble dans une position adéquate. - Dans le mode de réalisation illustré par la
figure 5 , les moyens 24 de guidage du câble comportent trois poulies 37 disposées de façon à former une chicane. Ces trois poulies peuvent être entraînées par un moteur (non représenté). Elles sont solidaires d'un vérin 38 agencé pour les déplacer, avec le câble, le long du tambour. Ceci permet de positionner le câble de façon optimale lors de son enroulement. Lorsque les poulies sont entraînées par un moteur, elles peuvent fournir une assistance lors de son déroulement. Lors de son enroulement, elles peuvent également générer une précontrainte qui permet d'assurer une tension sur le câble et de ce fait un enroulement optimal. - La
figure 2 est une vue schématique d'une variante qui permet de réaliser un treuil mural. Dans ce cas, le ou les moteurs 20 sont placés du même côté que le tambour par rapport à la plaque de support 22. Il est bien entendu nécessaire de dimensionner les flasques du tambour de telle façon qu'ils ne soient pas en contact avec le moteur. Il est également possible d'ajouter une roue dentée 28 entre la roue d'entraînement 21 montée sur l'arbre de sortie du moteur et la denture 19 du roulement annulaire 18. Cette roue intermédiaire 28 peut modifier ou non le rapport de réduction entre le moteur et le roulement annulaire, en fonction de la différence du nombre de dents des deux roues dentées 21 et 28. - Ce mode de réalisation permet d'avoir un treuil mural extrêmement compact. Il peut être placé verticalement contre une cloison ou sur le côté d'un véhicule ou horizontalement sur un pont de ce véhicule. Dans le cas d'un véhicule pour lequel le treuil n'est pas toujours indispensable, il est possible de le fixer ou de l'enlever rapidement, par des moyens de levage. Il peut par exemple être fixé sur le pont d'un véhicule au moyen de quelques boulons seulement.
- La
figure 3 illustre un autre mode de réalisation comportant deux treuils identiques ou non, montés symétriquement sur la plaque de support 22 et entraînés chacun par un ou plusieurs moteurs 20. Ceci permet de réaliser un treuil à deux tambours particulièrement compacts. Les deux treuils peuvent avoir des moyens d'entraînement ayant des rapports de démultiplication distincts ou identiques. - Le treuil selon l'invention peut en outre comporter un dispositif anti-retour 29, du type dispositif à cliquet, comme cela est illustré en détail par la
figure 4 . Le dispositif anti-retour 29 pourrait également être un frein à disques ou tout autre dispositif similaire. L'intérieur du noyau central cylindrique 16 du tambour 12 comporte des dents asymétriques 30. La structure portante 11 comporte un doigt 31 monté sur un axe pivotant 32. Dans une première position du doigt, illustrée en traits interrompus par lafigure 4 , ce doigt n'est jamais en contact avec les dents asymétriques 30. Dans une deuxième position, illustrée en traits pleins sur cette même figure, il est en contact avec ces dents d'une manière telle que le tambour 12 peut tourner dans un sens qui permet d'enrouler le câble et qui empêche le tambour de tourner dans le sens inverse. - Le flasque 17 disposé vers l'extérieur du tambour d'enroulement peut être annulaire ou fermé par une plaque centrale 33, comme cela est illustré par la
figure 1 , ce qui évite que des objets puissent se coincer dans le tambour. Dans ce cas, il est possible de laisser l'axe de pivotement du doigt du dispositif anti-retour dépasser de cette plaque de fermeture, de façon à pouvoir facilement activer et désactiver ledit dispositif. - Pour dérouler le câble, il est possible de laisser tourner les moteurs en roue libre. Une traction sur ce câble entraîne alors la rotation du tambour. Il est également possible de fournir une assistance au déroulement. Cette assistance peut être fournie par des moyens 34 d'aide au déroulement du câble et être du type tout ou rien ou progressive. À cet effet, ces moyens d'aide 34, tels qu'illustrés par la
figure 4 , peuvent être associés à un levier pivotant 35. Lorsque aucune traction n'est appliquée sur le câble 13, celui-ci n'est pas en contact avec le levier 35 parce que le câble pend sous l'effet de son propre poids sous le tambour 12. Ceci correspond à la position illustrée en traits interrompus. Lorsqu'une traction est appliquée au câble, il se tend dans la direction de la traction. Dans ce cas, il entre en contact avec le levier 35 et le soulève légèrement. Ceci correspond à la position illustrée en traits pleins. Ce soulèvement est détecté par un interrupteur ou un potentiomètre 36 qui enclenche les moteurs 20 de façon à dérouler le câble. Lorsque la commande est enclenchée par un interrupteur, la vitesse de déroulement est constante. Lorsque la commande est faite au moyen d'un potentiomètre, la vitesse de déroulement peut être adaptée à la tension du câble, donc à la hauteur du levier. - La
figure 5 illustre un mode de réalisation particulièrement compact de l'Invention Contrairement aux autres modes de réalisation illustrés, la denture 19 est prévue à l'intérieur du tambour. La couronne extérieure 18b du roulement annulaire18 est solidaire de la structure portante 11 et la couronne intérieure 18a est solidaire du tambour d'enroulement 12. Le moteur 20 est disposé dans le volume disponible à l'intérieur du tambour. Comme dans les modes de réalisation précédents, le treuil 10 comporte un arbre de sortie portant une roue dentée 21. Celle-ci est en prise avec la denture 19 par l'intermédiaire d'un réducteur planétaire 39. Ce mode de réalisation est particulièrement intéressant par le fait que le moteur est disposé dans le tambour. Il occupe ainsi un volume non utilisé dans les autres modes de réalisation. Le treuil obtenu est très compact et peut-être utilisé comme treuil mural. - La vue partielle de la
figure 6A illustre une construction dans laquelle la couronne intérieure 18a du roulement 18 est intégrée à l'un des flasques 17 du tambour d'enroulement12. Cette construction permet de ménager la denture 19 directement sur la périphérie de ce flasque. Le diamètre de la denture peut être agrandi, ce qui permet d'obtenir une démultiplication élevée de l'entraînement. La couronne extérieure 18b est fixée sur la plaque de support 22 de la structure portante. - La variante selon la
figure 6B diffère de celle de lafigure 6A en ce que le flasque 17 est pourvu à sa périphérie d'un rebord 17a qui porte intérieurement la denture 19 et qui comporte une surface lisse extérieure permettant une collaboration avec un frein (non représenté), qui peut être du type à bande de serrage ou de tout autre type connu. La plaque de support 22 porte la couronne extérieure 18b et le moteur d'entraînement 20 dont l'arbre de sortie porte la roue dentée 21. - La variante selon la
figure 6C diffère de la construction précédente en ce que la roue dentée 21, qui est montée sur l'arbre de sortie du moteur d'entraînement 20, est en prise avec une roue dentée 21a de diamètre relativement grand qui entraîne un pignon 21b engrenant la denture 19. Cette réalisation permet de réduire la vitesse d'entraînement du tambour. La roue dentée 21 a et le pignon 21b sont montés sur la plaque de support 22 de la structure portante. - Les
figures 7A et 7B sont des vues schématiques, respectivement de face et de dessous d'une forme de réalisation portable du treuil le l'invention. La structure portante comporte principalement deux plaques de support 22a et 22b, pouvant faire partie d'un boîtier (non représenté) et qui sont articulées grâce à deux charnières 22c disposées symétriquement. L'une des plaques de support 22b porte les éléments fonctionnels du treuil 10 proprement dit et l'autre 22a porte une poulie 10a de guidage du câble ainsi qu'un anneau 10b qui permet de fixer l'ensemble par tout moyen d'accrochage, chaîne, câble, courroie ou similaire à un point d'attache suffisamment résistant fixe ou mobile. L'articulation des deux plaques de support permet le déplacement du tambour d'enroulement du treuil en cours de fonctionnement, notamment un pivotement relatif de ce dernier par rapport à la poulie 10a, pour permettre un enroulement ordonné du câble quelle que soit la position du treuil ou la charge à tracter. - Le treuil de la présente invention présente de nombreux avantages par rapport aux treuils de l'art antérieur. En particulier, il est très compact, ce qui permet de le placer dans des endroits dans lesquels d'autres treuils sont trop encombrants.
- Le noyau central cylindrique 16 du tambour 12 a un grand diamètre par rapport aux tambours de treuils classiques. Cela implique que, d'une part, le câble subit moins de contraintes et que, d'autre part, un tour de câble est plus long. Pour une même longueur du câble, il faut moins de tours, donc un volume moins important.
- La largeur du tambour étant particulièrement faible par rapport aux tambours de l'art antérieur, le câble ne peut pas s'enrouler de façon incorrecte, c'est-à-dire d'un seul côté du tambour. Tout le câble est utilisable, contrairement à ce qui se passe avec les autres treuils. Comme l'enroulement se fait régulièrement, les spires ne peuvent pratiquement pas se coincer les unes dans les autres et le déroulement du câble est donc ainsi facilité.
- Le treuil peut être placé dans pratiquement n'importe quelle position, aussi bien horizontalement que verticalement ou en biais. Dans tous les cas, l'enroulement sera correct et tout le câble pourra être utilisé.
- La force de traction et la vitesse de déroulement varient en fonction de l'état d'enroulement du câble, c'est-à-dire du diamètre de la bobine formée par le câble. Étant donné que ce diamètre varie relativement peu entre l'état totalement enroulé et l'état totalement déroulé, cette force et cette vitesse varient également relativement peu. Il est possible de n'utiliser qu'un faible nombre de couches de câble puisque le diamètre est relativement grand.
- Le fait que le contact entre la roue dentée du moteur et le roulement annulaire soit situé à la même distance du centre du tambour que l'endroit où le câble s'enroule implique que la force linéaire du moteur soit sensiblement égale à la force sur le câble. Cette force est cumulative, ce qui signifie que pour doubler la force de traction du câble, il suffit de doubler le nombre de moteurs. De même, pour changer la longueur de câble disponible, il suffit de changer la dimension des flasques du tambour et d'enrouler la longueur de câble souhaitée.
- En variante de réalisation, il est possible d'utiliser un roulement annulaire ayant une denture intérieure. Dans ce cas, l'anneau intérieur est lié au tambour et l'anneau extérieur est lié à la structure portante. Il est certain que selon l'application, le câble pourrait être remplacé par une corde, une chaîne, une sangle ou une courroie.
Claims (20)
- Treuil motorisé comportant une structure portante (11) sur laquelle est monté au moins un tambour d'enroulement (12) d'un câble constitué d'un noyau central cylindrique et de deux flasques latéraux solidaires et disposés de part et d'autre de ce noyau central, et des moyens d'entraînement en rotation dudit tambour d'enroulement du câble, caractérisé en ce qu'il comporte un roulement annulaire (18) constitué d'une couronne intérieure (18a) et d'une couronne extérieure (18b) définissant les chemins de roulement d'un ensemble d'organes de roulement (18c), l'une de ces couronnes étant pourvue d'une denture (19) et couplée, d'une part, auxdits moyens d'entraînement (15) et, d'autre part, audit tambour d'enroulement (12), et l'autre desdites couronnes intérieure (18a) ou extérieure (18b) du roulement (18) étant fixée rigidement à ladite structure portante (11).
- Treuil motorisé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une desdites couronnes intérieure (18a) ou extérieure (18b) du roulement annulaire (18) est solidaire de l'un des flasques latéraux (17) du tambour d'enroulement (12).
- Treuil motorisé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une desdites couronnes intérieure (18a) ou extérieure (18b) du roulement annulaire (18) est intégrée à l'un des flasques latéraux (17) du tambour d'enroulement (12), et en ce que la denture (19) est ménagée à la périphérie de ce flasque latéral (17).
- Treuil motorisé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement (15) en rotation du tambour comportent au moins un moteur (20) ayant un arbre de sortie portant une roue dentée (21) en prise avec la denture (19) du roulement annulaire (18).
- Treuil motorisé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement (15) comportent plusieurs moteurs (20) ayant chacun un arbre de sortie portant une roue dentée (21) en prise avec la denture (19) du roulement annulaire (18).
- Treuil motorisé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure portante (11) comporte une plaque de support (22) plane.
- Treuil motorisé selon les revendications 4 et 6, caractérisé en ce que ledit moteur (20) est monté d'un côté de ladite plaque (22) et ledit tambour d'enroulement (12) est monté de l'autre côté de ladite plaque.
- Treuil motorisé selon les revendications 4 et 6, caractérisé en ce que ledit moteur (20) et ledit tambour d'enroulement (12) sont montés du même côté de ladite plaque (22).
- Treuil motorisé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de fixation (25) de la structure portante (11) sur un véhicule, ces moyens étant pivotants.
- Treuil motorisé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de fixation (25) pivotants sont agencés pour coopérer avec des moyens de commande (24) du déplacement du tambour d'enroulement (12).
- Treuil motorisé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (27) de position du câble (13) lors de son enroulement, ce capteur étant agencé pour coopérer avec lesdits moyens de commande (24) du déplacement du tambour d'enroulement (12).
- Treuil motorisé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une roue dentée (28) disposée entre la roue dentée (21) montée sur l'arbre de sortie du moteur (20) et la denture (19) du roulement annulaire (18).
- Treuil motorisé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif anti-retour (29) disposé à l'intérieur du noyau central cylindrique (16) du tambour d'enroulement (12).
- Treuil motorisé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le dispositif anti-retour (29) est un dispositif à cliquet.
- Treuil motorisé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (34) d'aide au déroulement du câble.
- Treuil motorisé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux tambours d'enroulement (12), chaque tambour étant solidaire d'un roulement annulaire (18) coopérant avec des moyens (15) d'entraînement en rotation desdits tambours.
- Treuil motorisé selon la revendication 16, caractérisé en ce que les deux tambours d'enroulement (12) sont disposés symétriquement de part et d'autre de la plaque de support (22) de la structure portante (11).
- Treuil motorisé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moteur (20) est disposé à l'intérieur du noyau central cylindrique (16) du tambour d'enroulement (12).
- Treuil motorisé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la roue dentée (21) portée par l'arbre de sortie du moteur (20) est en prise avec la denture (19) du roulement annulaire (18) par l'intermédiaire d'un réducteur planétaire (39).
- Treuil motorisé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure portante (11) comporte deux plaques de support (22a, 22b) articulées au moyen de charnières (22c), l'une (22b) des plaques portant les éléments fonctionnels du treuil (10) et l'autre plaque (22a) portant une poulie de guidage (10a) du câble et un anneau (10b).
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