FR2667855A1 - Angular connection mechanism with instantaneous release for controlling winches and similar apparatus - Google Patents

Abstract

Angular connection mechanism with instantaneous release for controlling winches and other apparatus driven by worm and hollow wheel, characterised in that the internal wall of the hollow wheel (5), mounted freely on the shaft (3b) connected to the rotating member (3-3a) of the winch or the like, includes at least one radial slot (5a) capable partially of receiving, under the effect of the movement of a plunger (11) with two diameters (11a and 11b) which can move inside a ball (3d) made axially in the aforementioned shaft (3b), at least one coupling ball (10) engaged in a radial opening (3c) formed in the wall of this shaft. Application to winches for safety apparatus of the type of smoke-clearing hatches and the like.

Description

La présente invention a pour objet un mécanisme qui est agencé pour assurer la liaison anguLaire entre deux organes tournants, tout en permettant à tout moment Leur dissociation instantanée sous L'effet d'une commande appropriée. The present invention relates to a mechanism which is arranged to ensure the angular connection between two rotating members, while at any time allowing their instantaneous dissociation under the effect of an appropriate command.

Le recours à un tel mécanisme se révèle particuLièrement avantageux dans le cas des treuils à actionnement manuel pour la manoeuvre d'appareiLLages de sécurité tels que des trappes de désenfumage, dans lesqueLs il est indispensable que Le tambour sur lequel s'enroule le câble de traction et de retenue soit susceptible d'être immédiatement Libéré, sous L'effet d'une commande manueLLe, éLectrique ou pneumatique, pour permettre le déroulement dudit câble à partir du tambour précité. The use of such a mechanism proves to be particularly advantageous in the case of manually operated winches for the operation of safety devices such as smoke extraction hatches, in which it is essential that the drum on which the traction cable is wound up. and restraint is capable of being immediately released, under the effect of a manual, electric or pneumatic control, to allow the unwinding of said cable from the aforementioned drum.

On a proposé différents modes de réalisation pour un tel treuil, mais aucune des structures adoptées ne donne entière satisfaction sur le plan pratique, au moins si l'on entend limiter la complexité et le coût de la construction. Effectivement, Les systèmes de clavette éclipsable ou de cliquet escamotable comportent des risques sensibles de blocage intempestif par suite de la charge qui s'exerce en permanence sur les organes du treuil.Par ailleurs, les mécanismes connus dans lesquels la vis sans fin est associée à des moyens de basculement propres à L'écar- ter momentanément de la roue creuse sont complexes, coûteux et aléatoi res
C'est à ces inconvénients qu'entend remédier la présente invention, laquelle consiste, dans le cadre d'un système démultiplicateur du type à vis sans fin et à roue dentée creuse, à faire comporter à la paroi de l'ouverture axiale de la roue creuse, montée folle sur un arbre lié angulairement au tambour du treuil ou similaire, au moins une encoche radiale apte à partiellement recevoir, sous l'effet du déplacement d'un plongeur à deux diamètres mobile à l'intérieur d'un alésage pratiqué axiatement dans L'arbre précité, au moins une bille d'accouplement engagée dans une ouverture radiale ménagée dans la paroi de cet arbre.Various embodiments have been proposed for such a winch, but none of the structures adopted is entirely satisfactory from a practical point of view, at least if it is intended to limit the complexity and the cost of construction. In fact, the retractable key or retractable ratchet systems involve significant risks of untimely blocking as a result of the load which is constantly exerted on the winch organs. Furthermore, the known mechanisms in which the worm is associated with tilting means suitable for temporarily removing it from the hollow wheel are complex, costly and random
It is these drawbacks that the present invention intends to remedy, which consists, in the context of a reduction system of the worm screw and hollow toothed wheel type, in making the wall of the axial opening of the hollow wheel, idle mounted on a shaft angularly linked to the winch drum or the like, at least one radial notch capable of partially receiving, under the effect of the displacement of a plunger with two diameters mobile inside a bore made axially in the above-mentioned shaft, at least one coupling ball engaged in a radial opening formed in the wall of this shaft.

On comprend que moyennant un dimensionnement convenable de la biLle, de l'ouverture radiale de L'arbre, de l'encoche intérieure de la roue creuse, et des deux diamètres externes du plongeur, on peut obtenir qu'en fonction de la position axiale de ce dernier, la bille d'accouplement se trouve soit engagée pour partie dans l'ouverture et pour partie dans l'encoche en assurant de la sorte la solidarisation angulaire de l'arbre et de la roue creuse, soit entièrement logée à l'intérieur de l'ouverture radiale en Libérant alors totalement L'arbre et le tambour ou autre dont il est solidaire.  It is understood that by means of a suitable dimensioning of the ball, of the radial opening of the shaft, of the internal notch of the hollow wheel, and of the two external diameters of the plunger, it can be obtained that as a function of the axial position of the latter, the coupling ball is either engaged partly in the opening and partly in the notch thereby ensuring the angular connection of the shaft and the hollow wheel, or entirely housed in the inside the radial opening, thus completely releasing the shaft and the drum or the like from which it is integral.

Conformément à un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, le déplacement axial du plongeur est opéré dans un sens à l'aide d'un levier à actionnement manuel auquel peut être aisément associé un petit vérin pneumatique, dans le sens opposé sous lteffet de moyens élastiques convenablement agencés. In accordance with a preferred embodiment of the invention, the axial displacement of the plunger is operated in one direction using a manually actuated lever with which a small pneumatic cylinder can be easily associated, in the opposite direction under the effect of suitably arranged elastic means.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre L'invention, les caractéristiques qu elle présente et Les avantages qu'elle est susceptible de procurer
Fig 1 est une coupe verticale schématique illustrant l'agencement d'un treuiL équipé d'un mécanisme de liaison angulaire établi conformément à l'invention, le tambour étant représenté à la position pour laqueLLe il est solidaire de la roue dentée d'entraînement.The appended drawing, given by way of example, will allow a better understanding of the invention, the characteristics which it presents and the advantages which it is capable of providing.
Fig 1 is a schematic vertical section illustrating the arrangement of a treuiL equipped with an angular connection mechanism established in accordance with the invention, the drum being shown in the position for laqueLLe it is integral with the toothed drive wheel.

Fig. 2 est une coupe transversale suivant Le plan indiqué en II-II en fig. 1. Fig. 2 is a cross section along the plane indicated in II-II in FIG. 1.

Fig. 3 et 4 reproduisent fig. 1, respectivement fig. 2, la roue dentée ayant été désolidarisée du tambour. Fig. 3 and 4 reproduce fig. 1, respectively fig. 2, the toothed wheel having been detached from the drum.

Sur ce dessin, la référence 1 désigne le carter du treuil dans la partie inférieure duquel est logé le mécanisme pour l'entraînement du tambour destiné à l'envidement et au dévidement d'un câble C. Après traversée d'un guide 2, ce câble C, qu'on peut supposer destiné à La manoeuvre d'une trappe de désenfumage, vient se fixer par L'une de ses extrémités à un tambour formé par un moyeu 3 solidaire de deux joues latérales 3a. On observera que le moyeu 3 du tambour 3-3a est pourvu d'un prolongement axial 3b formant arbre et est supporté horizontalement dans le carter 1 au moyen de deux paliers 4. In this drawing, the reference 1 designates the winch casing in the lower part of which is housed the mechanism for driving the drum intended for the emptying and unwinding of a cable C. After crossing a guide 2, this cable C, which can be assumed to be used for the operation of a smoke extraction hatch, is fixed by one of its ends to a drum formed by a hub 3 secured to two lateral cheeks 3a. It will be observed that the hub 3 of the drum 3-3a is provided with an axial extension 3b forming a shaft and is supported horizontally in the casing 1 by means of two bearings 4.

Sur le prolongement 3b est montée folle une roue creuse 5 qui engrène avec une vis sans fin 6 calée sur un arbre 7 orienté horizontalement, transversalement à l'axe du tambour 3-3a. Sur L'extrémité 7a de cet arbre 7 qui dépasse en dehors du carter 1 est engagé de manière amovible le moyeu 8a d'une manivelle de manoeuvre 8. On the extension 3b is mounted a crazy hollow wheel 5 which meshes with an endless screw 6 wedged on a shaft 7 oriented horizontally, transversely to the axis of the drum 3-3a. On the end 7a of this shaft 7 which protrudes outside the casing 1 is removably engaged the hub 8a of an operating crank 8.

La Liaison angulaire entre la roue creuse 5 et le prolongement 3b formant arbre d'entraînement pour le tambour 3-3a est assurée par des billes 10, au nombre de quatre dans L'exemple de réalisation considéré. The angular connection between the hollow wheel 5 and the extension 3b forming the drive shaft for the drum 3-3a is provided by balls 10, four in number in the embodiment considered.

Ces billes 10 sont normalement logées dans des ouvertures 3c pratiquées radialement dans la paroi du prolongement 3b ; on observera que ce dernier est creusé d'un alésage axial borgne 3d à L'intérieur duquel est engagé à coulissement un plongeur 11 présentant deux parties lIa et 11b à diamètres différents, réunies par une partie intermédiaire llc à profil tronconique. These balls 10 are normally housed in openings 3c made radially in the wall of the extension 3b; it will be observed that the latter is hollowed out with a blind axial bore 3d inside which is engaged in sliding a plunger 11 having two parts 11a and 11b with different diameters, joined by an intermediate part llc with frustoconical profile.

Comme on L'exposera plus loin, le déplacement axial du plongeur 1i permet de repousser Les billes 10 à l'intérieur d'encoches radiales 5a ménagées dans la paroi interne lisse de la roue creuse 5. La commande de ce déplacement est dans le cas considéré opérée à L'aide d'un levier 12 articulé en 13 sur le carter 1 de façon à ce qu'un talon 12a vienne porter contre un bossage axial 11d du plongeur 11 ; un ressort de rappel 14, logé au fond de alésage borgne 3d, tend à repousser ce plongeur 11 vers l'extérieur, ce déplacement étant toutefois li mi té par portée d'une butée 12b du levier 12 contre la paroi du carter 1.  As will be explained below, the axial displacement of the plunger 1i makes it possible to push the balls 10 inside the radial notches 5a formed in the smooth internal wall of the hollow wheel 5. The control of this displacement is in the case considered operated by means of a lever 12 articulated at 13 on the casing 1 so that a heel 12a comes to bear against an axial boss 11d of the plunger 11; a return spring 14, housed at the bottom of the blind bore 3d, tends to push this plunger 11 outwards, this movement being however limited by the bearing of a stop 12b of the lever 12 against the wall of the casing 1.

Le fonctionnement de L'ensemble découle des explications qui précèdent et se comprend aisément. The operation of the set follows from the foregoing explanations and is easily understood.

A la position iLLustrée en fig. 1 et 2, la butée 12b est appliquée contre le carter 1, de sorte que le plongeur 11 se trouve à une position axiale telle que sa partie lla à grand diamètre est située au niveau des billes 10. Celles-ci, établies à un rayon légèrement supérieur à la profondeur radiale d des encoches Sa, sont ainsi maintenues pour partie à l'intérieur des ouvertures 3c et pour partie dans les encoches préci tées, de sorte qu'elles assurent la solidarisation angulaire entre le prolongement 3b et La roue creuse 5. In the position illustrated in fig. 1 and 2, the stop 12b is applied against the casing 1, so that the plunger 11 is in an axial position such that its large diameter part 11a is situated at the level of the balls 10. These, established at a radius slightly greater than the radial depth d of the notches Sa, are thus partly maintained inside the openings 3c and partly in the aforementioned notches, so that they ensure the angular connection between the extension 3b and the hollow wheel 5 .

Dans ces conditions, la manoeuvre de la manivelle 8 opère bien la rotation du tambour 3-3a et l'envidement du câble C entre les joues 3a de celui-ci. Par suite du caractère irréversible de l'engrenement du système vis sans fin 6 et roue creuse 5, le tambour 3-3a est automatiquement bloqué en rotation dès que L'utilisateur cesse de manoeuvrer la manivelle 8. Under these conditions, the operation of the crank 8 operates well the rotation of the drum 3-3a and the envidement of the cable C between the cheeks 3a thereof. Due to the irreversible nature of the worm gear 6 and hollow wheel 5 gear, the drum 3-3a is automatically locked in rotation as soon as the user stops operating the crank 8.

Pour Libérer le tambour 3-3a et permettre Le dévidement du câble C, il suffit d'actionner Le levier 12 à la manière illustrée en fig. 3 et 4. Le plongeur 11 est ainsi repoussé axialement à l'encontre du ressort 14 et c'est sa partie 11b à petit diamètre qui vient se présenter au niveau des billes 10. Sous l'effet de La charge, ces billes sont chassées à L'intérieur des ouvertures 3c, de sorte que le prolongement 3b et le tambour 3-3a peuvent librement tourner par rapport à la roue 5 qui reste fixe par suite de son engrènement avec la vis sans fin 6. To release the drum 3-3a and allow the unwinding of the cable C, it is enough to actuate the lever 12 in the manner illustrated in fig. 3 and 4. The plunger 11 is thus pushed axially against the spring 14 and it is its part 11b with small diameter which comes to be at the level of the balls 10. Under the effect of the load, these balls are driven out inside the openings 3c, so that the extension 3b and the drum 3-3a can freely rotate relative to the wheel 5 which remains fixed as a result of its engagement with the worm 6.

Il va de soi que dès que L'opérateur cesse son action sur le levier basculant 12, le ressort 14 ramène le plongeur 11 à la position initiale, la partie intermédiaire tronconique 11c facilitant le passage des billes 10 de la position rentrée suivant fig. 4 à la position sortie suivant fig. 2. It goes without saying that as soon as the operator ceases its action on the rocking lever 12, the spring 14 brings the plunger 11 back to the initial position, the frustoconical intermediate part 11c facilitating the passage of the balls 10 from the retracted position according to FIG. 4 in the extended position according to fig. 2.

IL convient d'observer que le mécanisme suivant l'invention est à
L'abri de tout risque de blocage intempestif puisque c'est la charge qui s'exerce sur le câble C et sur Le tambour qui assure le déplacement ra dial des billes 10 de L'extérieur vers L'interieur. La libération du tambour 3-3a peut intervenir à un moment quelconque, même Lors de la manoeuvre de la manivelle 8 pour l'envidement du câbLe C, et quiet que soit le sens de rotation dudit tambour.It should be noted that the mechanism according to the invention is to
Sheltered from any risk of untimely blocking since it is the load exerted on the cable C and on the drum which ensures the ra dial movement of the balls 10 from the outside to the inside. The release of the drum 3-3a can occur at any time, even during the operation of the crank 8 for the emptying of the cable C, and quiet that is the direction of rotation of said drum.

IL va par ailleurs de soi que la situation telle que décrite cidessus peut être inversée, à savoir que le ressort 14 peut agir sur le plongeur Il en vue de maintenir normalement celui-ci à La position de libération, Le Levier 12 intervenant pour assurer La solidarisation angulaire de la roue 5 et du tambour 3-3a. On notera que L'invention se prete particulièrement bien à un actionnement à distance qui peut soit remplacer L'actionnement manuel, soit compléter ce dernier ; comme montré en fig. 1 et 3, iL suffit de monter dans le carter 1 un vérin 15, du type pneumatique ou électrique, dont L'organe mobiLe 15a est propre à venir porter contre le levier 12. It also goes without saying that the situation as described above can be reversed, namely that the spring 14 can act on the plunger II in order to normally maintain the latter in the release position, the lever 12 intervening to ensure the angular connection of the wheel 5 and the drum 3-3a. It should be noted that the invention is particularly suitable for remote actuation which can either replace manual actuation or supplement the latter; as shown in fig. 1 and 3, iL suffices to mount in the casing 1 a jack 15, of the pneumatic or electric type, the movable member 15a of which is capable of coming to bear against the lever 12.

Il doit d'ailleurs êt-re entendu que La description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne Limite nullement Le domaine de L'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant Les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents.  It should moreover be understood that the above description has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the invention from which one would not depart by replacing the details of execution described by all other equivalents.

Claims (5)

R E V E N D I C A T I O N S R E V E N D I C A T I O N S 1. Mécanisme de Liaison angulaire à Libration instantanée pour La commande des treuils et autres appareils à entraînement par vis sans fin et roue creuse, caractérisé en ce que la paroi interne de la roue creuse (5), montée folle sur un arbre (3b) Lié à L'organe tournant (3-3a) du treuil ou similaire, comporte au moins une encoche radiale (5a) apte à partiellement recevoir, sous L'effet du déplacement d'un plongeur (11) à deux diamètres Cîla et 11b) mobile à L'intérieur d'un alésage (3d) pratiqué axialement dans (1arbre (3b) précité, au moins une bille d'accouplement (10) engagée dans une ouverture radiale (3c) ménagée dans La paroi de cet arbre. 1. Angular connection mechanism with instantaneous Libration for the control of winches and other devices driven by a worm screw and hollow wheel, characterized in that the internal wall of the hollow wheel (5), mounted idly on a shaft (3b) Linked to the rotating member (3-3a) of the winch or the like, comprises at least one radial notch (5a) capable of partially receiving, under the effect of the displacement of a plunger (11) with two diameters Cîla and 11b) movable inside a bore (3d) made axially in (1 shaft (3b) above, at least one coupling ball (10) engaged in a radial opening (3c) formed in the wall of this shaft. REVENDICATIONS 2. Mécanisme suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 2. Mechanism according to claim 1, characterized in that L'arbre (3b) est constitué par un prolongement axial du moyeu (3) du tambour ou autre organe tournant (3-3a).The shaft (3b) is constituted by an axial extension of the hub (3) of the drum or other rotating member (3-3a). 3. Mécanisme suivant L'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la commande du plongeur (11) est opérée à L'aide d'un levier basculant (12) associé à des moyens élastiques de rappel (14) agissant sur Ledit plongeur. 3. Mechanism according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the control of the plunger (11) is operated using a tilting lever (12) associated with elastic return means (14) acting on said diver. 4. Mécanisme suivant La revendication 3, caractérisé en ce que les -moyens élastiques de rappel sont constitués par un ressort (14) Logé au fond de L'alésage axial (3d), prévu borgne à cet effet, de L'arbre (3b). 4. Mechanism according to claim 3, characterized in that the elastic return means consist of a spring (14) housed at the bottom of the axial bore (3d), provided blind for this purpose, of the shaft (3b ). 5. Mécanisme suivant L'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que Le plongeur (5) comporte, entre ses parties (lIa, 11b) à diamètres différents, une partie intermédiaire (lac) à profil tronconique.  5. Mechanism according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the plunger (5) comprises, between its parts (IIa, 11b) with different diameters, an intermediate part (lake) with frustoconical profile.