FR2511995A1 - Safety brake for motorised lifting winch - uses speed sensor to activate electromagnet which locks ratchet wheel friction coupled to winder drum - Google Patents

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Abstract

The device is fitted to a motorised winch of the type which lifts a load on a chain or cable wound on a drum driven by a motor through a speed reducer and a transmission, and having a brake under operator control. The safety device has a speed detector which detects abnormal load speed, and an automatic emergency brake with an electromagnet which responds, immediately an overspeed condition is detected, by forcing a pawl against a ratchet wheel, friction coupled to the winder drum. The pawl immediately blocks the rotation of the ratchet wheel, causing rotation between the drum and the ratchet wheel, with the friction surface between them dissipating energy and slowing the drum rotation. The ratchet wheel is cut at two diametrically parts to form a pair of jaws.

Description

L'invention se rapporte à un dispositif de sécurité pour engin de levage tel un palan électrique et à l'engin de levage pourvu de ce dispositif. The invention relates to a safety device for a lifting device such as an electric hoist and to the lifting device provided with this device.

Dans les engins de levage, la charge est généralement suspendue à un lien, tel un cable ou une chaîne, s'enroulant sur un dispositif de commande, tel un tambour de treuil ou une roue à empreintes, qui, par l'intermédiaire d'une transmission et éventuellement d'un réducteur de vitesse, est relié à un moyen moteur. In lifting devices, the load is generally suspended from a link, such as a cable or chain, winding on a control device, such as a winch drum or a footprint wheel, which, via a transmission and possibly a speed reducer, is connected to a motor means.

Afin de maintenir la charge à une hauteur donnée ou de freiner sa descente, ces engins comportent en outre, généralement sur leur arbre moteur en amont du réducteur, un frein dont l'action est commandée ou annulée sous le contrôle de l'opérateur. In order to maintain the load at a given height or to brake its descent, these machines also comprise, generally on their drive shaft upstream of the reducer, a brake whose action is controlled or canceled under the control of the operator.

Malgré les sévères contrôles subis par les composants, les règles de sécurité cbligent à imaginer que pourrait néanmoins se produire une défaillance de l'opérateur mais aussi de l'un de ces composants, telle une rupture de l'arbre moteur ou d'un élément du réducteur de vitesse. Despite the severe controls undergone by the components, the safety rules force us to imagine that a failure could nevertheless occur of the operator but also of one of these components, such as a rupture of the motor shaft or of an element speed reducer.

Si, dans la chaîne cinématique, le composant défectueux se situe en amont du frein commandable par l'opérateur et que celui-ci s'en rend compte à temps pour commander le frein, les conséquences de cette défectuosité pourraient ne pas avoir de gravité. If, in the kinematic chain, the defective component is located upstream of the brake controllable by the operator and the operator realizes this in time to control the brake, the consequences of this defect may not be serious.

Si ledit composant se situe par contre en aval du frein, il n'y aura aucun moyen d'arrêter le chute de la charge. If, however, the said component is located downstream of the brake, there will be no way to stop the load from falling.

Un résultat que l'invention vise à obtenir est un dispositif de sécurité qui contrôle constamment la vitesse de descente de la charge et qui, dès qu'il détecte une vitesse anormale, intervient automatiquement au terme de la chaîne cinématique pour freiner sinon immobiliser ladite charge. A result which the invention aims to obtain is a safety device which constantly controls the rate of descent of the load and which, as soon as it detects an abnormal speed, intervenes automatically at the end of the kinematic chain to brake if not immobilize said load .

A cet effet, l'invention a pour objet un tel dispositif de sécurité notamment caractérisé en ce qu'il comprend d'une part, un détecteur de vitesse anormale de la charge et d'autre part, un frein automatique d'urgence avec un moyen pour sa commande dès que l'information fournie par e dévecteur atteint un certain seuil. To this end, the subject of the invention is such a safety device, in particular characterized in that it comprises on the one hand, an abnormal load speed detector and on the other hand, an automatic emergency brake with a means for its order as soon as the information provided by the devector reaches a certain threshold.

Elle a également pour objet l'engin de levage pourvu de ce dispositif. It also relates to the lifting device provided with this device.

L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement
- figure 1. : un palan électrique à cable pourvu de ce dispositif,
- figure 2. : une coupe selon II-II de la figure 1,
- figure 3. : à plus grande échelle, un détail de ce dispositif.The invention will be better understood with the aid of the description below given by way of nonlimiting example, with reference to the attached drawing which schematically represents
- Figure 1.: an electric cable hoist provided with this device,
- Figure 2.: a section on II-II of Figure 1,
- Figure 3.: on a larger scale, a detail of this device.

En se reportant au dessin, on voit que le palan comprend une carcasse 1 formée de deux brides 2, 3 reliées entre elles par un tube central 4 et par des entretoises périphériques 5. Referring to the drawing, it can be seen that the hoist comprises a carcass 1 formed from two flanges 2, 3 connected together by a central tube 4 and by peripheral spacers 5.

Extérieurement, l'une des brides porte un moteur de levage 6 dont l'arbre 7, en passant dans le tube 4, traverse la carcasse puis entre dans le réducteur de vitesse 8 avant de parvenir à l'extrémité opposée du palan où il porte un disque 9 d'un frein dont l'action des mâchoires 10, 11, est contrôlée par un dispositif 12 commandé par l'opérateur. Externally, one of the flanges carries a lifting motor 6 whose shaft 7, passing through the tube 4, crosses the carcass then enters the speed reducer 8 before arriving at the opposite end of the hoist where it carries a disc 9 of a brake, the action of the jaws 10, 11 of which is controlled by a device 12 controlled by the operator.

A l'intérieur du carter 8 du réducteur, l'arbre moteur 7 porte un pignon 13 d'attaque d'un train d'engrenage 14 dont l'arbre de sortie 15 pénètre dans la carcasse 1 en passant par un orifice excentré 16, prévu dans la bride correspondante 3. Inside the casing 8 of the reducer, the drive shaft 7 carries a pinion 13 for attacking a gear train 14 whose output shaft 15 penetrates into the carcass 1 by passing through an eccentric orifice 16, provided in the corresponding flange 3.

A l'intérieur de la carcasse 1, l'arbre 15 de sortie du train d'engrenage 14 du réducteur porte un pignon 17 engrenant dans la denture 18 taillée à l'intérieur d'une couronne 19 solidaire d'un tambour 20 qui, par exemple à l'aide de roulements 21, 22, est quidé en rotation autour du tube central 4. Inside the carcass 1, the output shaft 15 of the gear train 14 of the reduction gear carries a pinion 17 meshing in the toothing 18 cut inside a crown 19 secured to a drum 20 which, for example using bearings 21, 22, is rotated around the central tube 4.

Sur ce tambour 20, sous l'action du moteur 6, s'enroule ou se déroule une extrémité 23 d'un cable 24 dont l'autre extrémité 25, après être passée dans une moufle, vient se fixer à un point fixe 27 d'une traverse 28 de la carcasse 1.  On this drum 20, under the action of the motor 6, is wound or unwound one end 23 of a cable 24 whose other end 25, after having passed through a muffle, is fixed at a fixed point 27 d 'a cross member 28 of the carcass 1.

Selon une caractéristique de ;'lnven-on, Ta carcasse 1 porte un détecteur 29 de vitesse anormale de la charge, tel une cellule reliée à un compteur analyseur comparant la vitesse normale à la vitesse réelle déterminée quand à elle à partir de la fréquence de passage d'éléments mobiles en synchronisme avec la charge, tels les dents 18 de la couronne 19 solidaire du tambour 20, qui constitue le terme de la chaine cinématique. According to a characteristic of the invention, your carcass 1 carries a detector 29 for abnormal speed of the load, such as a cell connected to an analyzer counter comparing the normal speed with the actual speed determined when it from the frequency of passage of mobile elements in synchronism with the load, such as the teeth 18 of the crown 19 secured to the drum 20, which constitutes the term of the kinematic chain.

Les informations de ce détecteur sont présentées à au moins une porte qui, à partIr d'un certain seuil de différence de vitesse, commande un freinage automatique d'urgence. The information from this detector is presented to at least one door which, apart from a certain speed difference threshold, commands automatic emergency braking.

A cet effet, la carcasse porte au moins un cliquet 30 coopérant avec au moins une roue à crochet 31 associée au tambour 20, qui constitue donc le terme de la chaîne cinématique, par une garniture de friction 32. To this end, the carcass carries at least one pawl 30 cooperating with at least one hook wheel 31 associated with the drum 20, which therefore constitutes the term of the kinematic chain, by a friction lining 32.

En marche normale, le cliquet 30, qui est articulé autour d'un axe 33, est constamment tenu à l'écart de la roue à rochet, par exemple à l'aide d'un électro-aimant 34. In normal operation, the pawl 30, which is articulated around an axis 33, is constantly kept away from the ratchet wheel, for example using an electromagnet 34.

Dès que le détecteur 29 commande un freinage automatique d'urgence, le cliquet est amené au contact de la roue de préférence par coupure de l'alimentation de l'électro-aimant 34. As soon as the detector 29 commands an automatic emergency braking, the pawl is brought into contact with the wheel preferably by cutting off the supply of the electromagnet 34.

Le cliquet 30 bloque alors la roue à rochet 31. The pawl 30 then blocks the ratchet wheel 31.

Grâce à ce mode préféré de réalisation de la commande de l'engagement du cliquet avec la roue par coupure de l'alimentation de ltélectro-aimant, la sécurité est totale puisque, même en cas de coupure de courant, la charge est bloquée. Thanks to this preferred embodiment of the control of engagement of the pawl with the wheel by cutting off the supply of the electromagnet, safety is total since, even in the event of a power cut, the load is blocked.

La garniture de friction 32 par laquelle la roue à rochet est associée au tambour, assure la progressivité du freinage. The friction lining 32 by which the ratchet wheel is associated with the drum, ensures progressive braking.

Afin que cette friction adhère avec force sur la face correspondante du tambour, l'ensemble que forment la roue à rochet 31 et la garniture 32 est scindé en au moins deux parties formant des mâchoires 35, 36, reliées entre elles par de forts éléments élastiques 37 communiquant aux dites mâchoires leur force de pression sur le tambour.  In order for this friction to adhere forcefully to the corresponding face of the drum, the assembly formed by the ratchet wheel 31 and the lining 32 is split into at least two parts forming jaws 35, 36, connected together by strong elastic elements. 37 communicating to said jaws their force of pressure on the drum.

Dans un mode préféré, afin de ne pas réduire la capacité Q enroulement du cable sur le tambour, sans pour autant en augmenter l'encombrement, ia garniture 32 prend appui sur un alésage du tambour 20 qui réalise donc lui-même le tambour du frein. In a preferred mode, in order not to reduce the winding capacity Q of the cable on the drum, without increasing its bulk, the lining 32 rests on a bore of the drum 20 which therefore itself produces the brake drum .

A cet effet, cette garniture est fixée sur la face cylindrique extérieure d'une collerette 38 portée latéralement par la roue à rochet 31. To this end, this lining is fixed to the external cylindrical face of a flange 38 carried laterally by the ratchet wheel 31.

Dans le plan 39 de jonction, les mâchoires 35, 36, portent chacune à leurs extrémités deux pattes 40, 41. In the junction plane 39, the jaws 35, 36 each carry two legs 40, 41 at their ends.

Entre les pattes en vis à vis des mâchoires, est intercaié l'élement élastique 37 qui, par exemple, consistera en un empilage de rondelles coniques en acier à ressort. Between the legs facing the jaws, is interposed the elastic element 37 which, for example, will consist of a stack of conical spring steel washers.

Pour faciliter le montage/démontage, est prévu un moyen 42 de pincement des pattes 40, 41, tel un boulon ou des écrous et une tige filetée enfilée dans les pattes et la pile de rondelles. To facilitate assembly / disassembly, there is provided a means 42 for pinching the tabs 40, 41, such as a bolt or nuts and a threaded rod threaded into the tabs and the stack of washers.

Evidemment pour compléter l'action du frein automatique d'urgence, le détecteur 29 peut commander le frein normal. Obviously to complete the action of the automatic emergency brake, the detector 29 can control the normal brake.

De même, l'information du détecteur peut être présentée à d'autres portes que celle commandant le frein d'urgence. Similarly, the detector information can be presented to doors other than the one controlling the emergency brake.

Ces autres portes peuvent être réglées de manière telle que, dès la détection d'une vitesse anormale, qu'il s'agisse d'une sous vitesse ou d'une survitesse, d'importance moindre que celle commandant le freinage d'urgence, soit déjà commandée l'action du frein normal et/ou d'une alarme visuelle ou sonore.  These other doors can be adjusted in such a way that, as soon as an abnormal speed is detected, whether it is an underspeed or an overspeed, of lesser importance than that controlling the emergency braking, is already commanded the action of the normal brake and / or a visual or audible alarm.

Claims (9)

REVENDICATIOlsS 1. Dispositif de sécurité pour engin de levage dans lequel la charge est suspendue à un ien (24), Wel une chaîne ou un cable, s'enroulant sur un dispositif (20) de commande, tel une roue à empreintes ou un tambour, porté par une carcasse (1) et Qui, par intermédiaire d'une transmission (7) et, éventuellement d'un réducteur de vitesse (14), est relié à un moteur (6) ainsi que généralement à un frein commandable par un opérateur, lequel dispositif est CARACTERISE en ce Qu'il comprend d'une part, un détecteur (29) de vitesse anormale de la charge et d'autre part, un frein automatique d'urgence (30, 31, 32) avec un moyen (34) pour sa commande dès que l'Information fournie par le détecteur (29) atteint un certain seuil. 1. Safety device for a lifting machine in which the load is suspended from an ien (24), Wel a chain or a cable, winding on a control device (20), such as a footprint wheel or a drum, carried by a carcass (1) and which, via a transmission (7) and, optionally a speed reducer (14), is connected to a motor (6) as well as generally to a brake controllable by an operator , which device is CHARACTERIZED in that it comprises on the one hand, a sensor (29) for abnormal load speed and on the other hand, an automatic emergency brake (30, 31, 32) with means ( 34) for its command as soon as the Information provided by the detector (29) reaches a certain threshold. 2. DispositIf de sécurité selon la revenaicatlon 1, caractérisé en ce que le détecteur comprend une cellule sensible au passage d'éléments (18) solidaires en rotation du dispositif (20) de commande de l'enroulement du lien (24). 2. Safety device according to Revenaicatlon 1, characterized in that the detector comprises a cell sensitive to the passage of elements (18) integral in rotation with the device (20) for controlling the winding of the link (24). 3. Dispositif de sécurité selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ce frein comprend 3. Safety device according to claim 1 or 2, characterized in that this brake comprises - au moins une roue à rochet (31) associée par une garniture de friction (32) au dispositif (20) de commande de l'enroulement du lien (24), - at least one ratchet wheel (31) associated by a friction lining (32) with the device (20) for controlling the winding of the link (24), - au moins un cliquet (30) porté par la carcasse (1) et commandé par un moyen (34) qui, d'une part, en marche à vitesse normale, tient le cliquet à l'écart de la roue à rochet et d'autre part, en cas de vitesse anormale, amène le cliquet (30) sur la roue à rochet (31) pour la bloquer. - at least one pawl (30) carried by the carcass (1) and controlled by a means (34) which, on the one hand, operating at normal speed, keeps the pawl away from the ratchet wheel and d 'other hand, in case of abnormal speed, brings the pawl (30) on the ratchet wheel (31) to block it. 4. Dispositif de sécurité selon la revendication 3 caractérisé en ce que le moyen (34) commandant le cliquet (30) est un électro-aimant qui ne tient ledit cliquet à l'écart de la roue à rochet que lorsqu'il est aiimenté. 4. Safety device according to claim 3 characterized in that the means (34) controlling the pawl (30) is an electromagnet which keeps said pawl away from the ratchet wheel when it is powered. 5. Dispositif de sécurité selon l'une -quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'ensemble que forment la roue à rochet et sa garniture est scindé en au moins deux parties formant des mâchoires (35, 36) reliées entre elles par de forts éléments élastiques (37) communiquant aux dites mâchoires leur force de pression sur le dispositif t20) de commande de l'enroulement du lien (24). 5. Safety device according to any one of claims 1 to 4 characterized in that the assembly formed by the ratchet wheel and its lining is split into at least two parts forming jaws (35, 36) connected together by strong elastic elements (37) communicating to said jaws their pressure force on the device t20) for controlling the winding of the link (24). 6. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications 3 à -5 caractérisé en ce que la garniture prend appui sur un alésage du dispositif (20) -de commande de l'enroulement du lien (24) et en ce qu'à cet effet elle est fixée sur la face cylindrique extérieure d'une collerette (38), portée latéralement par la roue à rochet (31). 6. Safety device according to any one of claims 3 to -5 characterized in that the lining is supported on a bore of the device (20) -control of the winding of the link (24) and in that at for this purpose it is fixed to the external cylindrical face of a flange (38), carried laterally by the ratchet wheel (31). 7. Dispositif de sécurité selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'à leur jonction entre elles, les mâchoires (35, 36) portent des pattes en vis à vis (40, 41) entre lesquelles est intercalée au moins un élément élastiQue (37). 7. Safety device according to claim 5 or 6, characterized in that at their junction with each other, the jaws (35, 36) carry opposite legs (40, 41) between which is interposed at least one element elastic (37). 8. Dispositif de sécurité selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'à leur jonction entre elles les mâchoires (35, 36) portent un moyen (42) de pincement des pattes l'une sur l'autre. 8. Safety device according to claim 7, characterized in that at their junction between them the jaws (35, 36) carry a means (42) for gripping the tabs on one another. 9. Engin de levage caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.  9. Lifting device characterized in that it comprises at least one safety device according to any one of claims 1 to 8.
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