FR2915980A1 - RIGGING GEAR DRIVE SYSTEM FOR MULTI MATS. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système d'entraînement comportant un moteur (9) et un réducteur (4) caractérisé en ce que l'on a inséré entre le moteur et le réducteur une roue libre (6, 7) et un frein centrifuge (5), le frein centrifuge étant accouplé directement à un arbre rapide (11) du réducteur, le moteur entraînant une des deux parties tournantes de la roue libre suivant un sens de rotation.The invention relates to a drive system comprising a motor (9) and a gearbox (4), characterized in that a free wheel (6, 7) and a centrifugal brake (5) have been inserted between the motor and the gearbox. ), the centrifugal brake being coupled directly to a fast shaft (11) of the gearbox, the motor driving one of the two rotating parts of the freewheel in a direction of rotation.

Description

SYSTEME D'ENTRAINEMENT PIGNON CREMAILLERE POUR MULTI MATSRIGGING GEAR DRIVE SYSTEM FOR MULTI MATS

L'invention concerne des plates-formes autoélévatrices, ascenseurs, monte matériaux mus par un entraînement pignon crémaillère guidé le long d'un ou plusieurs mâts que nous appellerons pour simplifier machines à déplacement vertical. L'invention a pour but de proposer des perfectionnements dans le système d'entraînement, principalement pour réduire les efforts extrêmes en 10 cas d'avarie et aussi pour améliorer sensiblement la sécurité.  The invention relates to self-raising platforms, lifts, mounts materials driven by a pinion rack drive guided along one or more masts that we will call to simplify machines with vertical displacement. The object of the invention is to propose improvements in the drive system, mainly to reduce the extreme forces in the event of damage and also to substantially improve safety.

Selon un premier aspect de l'invention, on insère entre chaque moteur et chaque réducteur un ensemble frein centrifuge/roue libre situé dans une cloche d'accouplement (8). L'ordre dans la chaîne cinématique û (voir figure 15 1) - en partant du pignon de la crémaillère (1) est le suivant : Arbre lent du réducteur (3), un ou plusieurs étages de réduction (4), frein centrifuge (5), partie entraînée de la roue libre (6), partie entraînante de la roue libre (7), rotor moteur (9), frein à manque de courant bloquant le rotor sur le stator (10) (Figure 1). 20 Lorsque le motoréducteur tourne dans le sens de la montée (flèche 30), le moteur fait tourner une partie de la roue libre qui entraîne l'autre partie solidaire (8) du frein centrifuge et du réducteur. On peut dire que l'accouplement roue libre est embrayé ou engrainé. 25 Lorsque la machine solidaire de la cloche d'accouplement (8) est arrêtée, cette dernière a tendance à faire tourner le réducteur dans le sens de la descente, inverse de la flèche (30) ; mais celui-ci est bloqué par le frein du moteur couplé au réducteur par la roue libre. Lorsque la machine descend, cette dernière entraîne le réducteur qui 30 est freiné par le moteur, lequel travaille en générateur. La roue libre est bien sûr engrainée. Par contre, si la machine se pose sur un obstacle, figuré par une cale (32) ou sur le sol, le ou les réducteurs arrêtent de tourner alors que le ou les moteurs continuent à tourner.  According to a first aspect of the invention, is inserted between each motor and each gear a centrifugal brake assembly / freewheel located in a coupling bell (8). The order in the drive train - (see Fig. 15 1) - from the rack gear (1) is as follows: Slow shaft of the gearbox (3), one or more stages of reduction (4), centrifugal brake ( 5), driven part of the free wheel (6), driving part of the freewheel (7), motor rotor (9), current-canceling brake blocking the rotor on the stator (10) (Figure 1). When the gearmotor rotates in the upward direction (arrow 30), the motor rotates a part of the freewheel which drives the other integral part (8) of the centrifugal brake and the gearbox. It can be said that the freewheel coupling is engaged or engrained. When the machine integral with the coupling bell (8) is stopped, the latter tends to rotate the gear in the direction of descent, opposite the arrow (30); but it is blocked by the motor brake coupled to the gearbox by the freewheel. When the machine descends, the latter drives the gearbox which is braked by the engine, which works as a generator. The freewheel is of course engrained. On the other hand, if the machine lands on an obstacle, represented by a shim (32) or on the ground, the gearbox (s) stop rotating while the engine (s) continue to turn.

On obtient le même résultat et le même degré de sécurité en insérant la roue libre (6, 7) entre le moteur (9) et le réducteur (4) et en accouplant le frein centrifuge (5) à un deuxième arbre rapide (11) du réducteur (Figure Ibis).  The same result and the same degree of safety are obtained by inserting the freewheel (6, 7) between the motor (9) and the gearbox (4) and coupling the centrifugal brake (5) to a second fast shaft (11) of the reducer (Figure Ibis).

Dans un entraînement rigide classique, si la machine rencontre un obstacle dans sa course en descente, elle exerce sur ce dernier une force égale à son poids propre + une force égale à au moins 2 fois son poids propre à capacité de charge maxi, puisque un moteur en situation de blocage délivre un couple double de son couple nominal.  In a conventional rigid workout, if the machine encounters an obstacle in its descent run, it exerts on the latter a force equal to its own weight + a force equal to at least 2 times its own weight with a maximum load capacity, since a motor in blocking situation delivers a double torque of its nominal torque.

Ainsi à titre d'exemple, une machine pesant 1000 kg de poids propre et capable de transporter 1000 kg de charge utile exercera sur un obstacle en descente une force comprise entre 1000 et 2000 kg suivant qu'elle n'est pas ou qu'elle est chargée, si le ou les motoréducteurs sont équipés de roue libre, et une force comprise entre 5000 et 6000 kg s'ils n'en sont pas équipés.  Thus, for example, a machine weighing 1000 kg of own weight and capable of carrying 1000 kg of payload will exert on a downhill obstacle a force of between 1000 and 2000 kg depending on whether it is not is loaded, if the geared motor or gearmotors are equipped with a free wheel, and a force between 5000 and 6000 kg if they are not equipped.

Pour aider à la compréhension du système, on peut donner cette 20 image. Un accouplement rigide est comparable à une machine qui serait entraînée par un groupe moteur et reliée à ce dernier par une barre rigide. Un accouplement avec roue libre est comparable à une machine qui serait entraînée par un groupe moteur et suspendue à ce dernier par un 25 câble souple. En descente si la machine rencontre un obstacle, le câble se détend. La roue libre correspond à un câble de longueur infinie, mais qui ne s'emmêle jamais et ne prend pas de mou.  To help understand the system, we can give this picture. A rigid coupling is comparable to a machine that would be driven by a motor group and connected to it by a rigid bar. A coupling with a freewheel is comparable to a machine which would be driven by a motor unit and suspended therefrom by a flexible cable. Downhill if the machine encounters an obstacle, the cable relaxes. The freewheel is a cable of infinite length, but never tangled or slack.

Cette technique associée à l'utilisation de plusieurs machines devant 30 travailler ensemble, c'est-à-dire à la même vitesse, sur des mâts différents ou non apporte un perfectionnement important. En effet, imaginons une machine portée par 2 mâts situés de part et d'autre (figure 6).  This technique associated with the use of several machines to work together, that is to say at the same speed, on different masts or not brings a significant improvement. Indeed, imagine a machine carried by 2 masts located on both sides (Figure 6).

Dans la solution entraînement rigide, il faut, soit mettre un arbre de 35 synchronisation mécanique, ce qui n'est pas toujours possible ou aisé, notamment si l'entraxe des mâts est variable, ou si les mâts sont répartis sur les contours d'une paroi convexe ou concave soit dimensionner le système de guidage et de sustentation de telle manière que, en cas de blocage du système d'entraînement d'un côté, la structure soit capable de reprendre la moitié du poids propre et de la charge utile + 2 fois cette valeur, c'est-à-dire une fois et demie les masses totales en mouvement prévues pour être levées par 2 mâts.  In the rigid drive solution, it is necessary either to put a mechanical synchronization shaft, which is not always possible or easy, especially if the distance between the masts is variable, or if the masts are distributed over the contours of the machine. a convex or concave wall is to dimension the system of guidance and levitation so that, in case of blockage of the driving system on one side, the structure is able to take back half of the own weight and the payload + Twice this value, that is to say one and a half times the total masses in motion planned to be raised by 2 masts.

Dans la solution de l'invention, il suffit que la structure résiste à un 10 déséquilibre de la moitié des masses en mouvement, ce qui est trois fois moins que dans la solution classique.  In the solution of the invention, it suffices that the structure withstands an imbalance of half of the masses in motion, which is three times less than in the conventional solution.

Imaginons une machine bimât de 1000 kg de poids propre et de 1000 kg de capacité de charge, soit 2000 kg en tout ou 1000 kg par mât. Chaque 15 système d'entraînement est donc dimensionné pour lever 1000 kg  Imagine a bimat machine with a weight of 1000 kg and a load capacity of 1000 kg, that is 2000 kg in all or 1000 kg per mast. Each drive system is sized to lift 1000 kg

En cas de blocage d'un motoréducteur en descente, dans la solution classique, l'autre motoréducteur poussera vers le bas de 2000 kg force à laquelle il faut rajouter la moitié des masses en mouvement, c'est-à-dire 20 1000 kg, soit une force vers le bas de 3000 kg.  In case of blocking of a geared motor downhill, in the conventional solution, the other geared motor will push down 2000 kg force to which we must add half of the masses in motion, that is to say 1000 kg. , a force down of 3000 kg.

Dans la solution de l'invention, l'autre moteur tournera dans le vide, ne créant aucune poussée vers le bas. La force totale que doit être capable de reprendre la structure sera la moitié des masses en mouvement soit 1000 kg. De plus, dans la solution classique, le motoréducteur bloqué doit être capable de reprendre une force totale extrême de 4000 kg alors que dans la solution de l'invention, une capacité extrême de 2000 kg est suffisante.  In the solution of the invention, the other motor will turn in the vacuum, creating no downward thrust. The total force that must be able to take back the structure will be half of the moving masses is 1000 kg. In addition, in the conventional solution, the locked geared motor must be able to recover an extreme total force of 4000 kg while in the solution of the invention, an extreme capacity of 2000 kg is sufficient.

30 Enfin, si l'on utilise une chaîne ou un arbre de synchronisation mécanique (39), dans la solution classique il devra être capable de reprendre un couple généré par la force de 3000 kg alors que dans la solution de l'invention, le couple généré par une force maximum de 1000 kg sera à prendre en compte pour le dimensionnement. 25 35 Cette invention s'applique aussi pour un nombre supérieur de machines travaillant ensemble sur plusieurs mâts (figure 5). Elle est particulièrement intéressante dans le cas de plates-formes de forme sensiblement carrée ou circulaire.  Finally, if a chain or a mechanical synchronizing shaft (39) is used, in the conventional solution it will have to be able to take up a torque generated by the force of 3000 kg whereas in the solution of the invention the torque generated by a maximum force of 1000 kg will be taken into account for sizing. This invention also applies to a greater number of machines working together on several masts (FIG. 5). It is particularly interesting in the case of platforms of substantially square or circular shape.

Dans un premier cas, imaginons 4 mâts situés chacun à l'angle d'un carré qui serait une machine. Si l'un des systèmes d'entraînement ne retient plus la charge, cette dernière est reprise par les 2 mâts situés sur l'autre diagonale, le dernier mât servant à maintenir l'équilibre. Les 4 systèmes d'entraînement travaillent, pour donner une image, comme les 4 élingues de levage qui seraient accrochées aux 4 coins d'une charge sensiblement carrée. Si une des 4 élingues se détend, la charge est automatiquement reprise par les 2 élingues de l'autre diagonale (figure 7).  In the first case, imagine 4 masts each located at the corner of a square that would be a machine. If one of the training systems no longer holds the load, the latter is taken over by the two masts located on the other diagonal, the last mast serving to maintain the balance. The 4 drive systems work, to give an image, like the 4 lifting slings that would be hooked to the 4 corners of a substantially square load. If one of the 4 slings expands, the load is automatically taken by the 2 slings of the other diagonal (Figure 7).

Dans un deuxième cas, c'est-à-dire celui d'une plate-forme circulaire (figure 5), travaillant autour d'une pile de pont ou d'une cheminée, l'avantage procuré par l'invention est aussi intéressant. La comparaison avec la façon de travailler d'une élingue à 4 brins s'applique de la même manière à ce cas.  In a second case, that is to say that of a circular platform (Figure 5), working around a bridge stack or a chimney, the advantage provided by the invention is also interesting . The comparison with the way of working a 4-strand sling applies in the same way to this case.

Selon un deuxième aspect de l'invention, on associe à la commande des différents motoréducteurs (figure 2bis) équipés de roue libre un système électrique qui mesure la différence d'intensité entre les différents moteurs. Chacun sait que lorsqu'un moteur triphasé est équilibré, l'intensité sur chaque phase est sensiblement égale. Prenons comme exemple, une machine équipée de 2 moteurs entraînant 2 réducteurs par l'intermédiaire de 2 roues libres (Figure 2). Si l'on fait passer la phase L3 (16) du moteur M1 (17) et les phases LI (18) et L2 (19) du moteur M2 (20) dans un torre (12), un courant ne sera induit dans ce dernier que s'il existe un déséquilibre entre les 3 phases. Il suffit de déterminer la différence maximum acceptable dans un temps donné et de faire en sorte qu'un disjoncteur différentiel (13) associé au torre disjoncte au-delà de ces 2 valeurs Ai et A t prédéterminées, ou d'une intégrale Ai pendant un temps At. II coupera alors l'alimentation de la bobine (14) du contacteur KM1 (15). La figure 2bis représente le schéma de principe pour 6 moteurs Voyons maintenant comment va réagir le système dans les différents cas : En montée si un motoréducteur associé à un moteur est bloqué, ce moteur consommera 6 fois son intensité nominale, alors que les 2 autres ne consommerons au maximum que 1.5 fois leur intensité nominale, car ils ne seront pas empêchés de monter du fait qu'une roue libre est insérée entre le moteur bloqué et son réducteur. Le disjoncteur différentiel disjonctera à At.  According to a second aspect of the invention, the drive of the various geared motors (FIG. 2bis) equipped with freewheel is associated with an electric system which measures the difference in intensity between the different motors. Everyone knows that when a three-phase motor is balanced, the intensity on each phase is substantially equal. For example, a machine equipped with 2 motors driving 2 gearboxes via 2 freewheels (Figure 2). If the phase L3 (16) of the motor M1 (17) and the phases LI (18) and L2 (19) of the motor M2 (20) are passed in a torre (12), a current will not be induced in this last if there is an imbalance between the 3 phases. It suffices to determine the maximum acceptable difference in a given time and to cause a differential circuit breaker (13) associated with the torre to trip beyond these two predetermined values Ai and At, or of an integral Ai during a period of time. At time II will then cut off the supply of the coil (14) of the contactor KM1 (15). Figure 2bis shows the schematic diagram for 6 motors Now let's see how the system will react in the different cases: When a geared motor associated with a motor is blocked, this motor will consume 6 times its nominal intensity, while the other 2 consume a maximum of 1.5 times their rated current, because they will not be prevented from mounting because a freewheel is inserted between the blocked motor and its reducer. The differential circuit breaker will trip at At.

En montée, si un motoréducteur associé à un moteur tourne dans le vide (roue de réducteur cassée, clavette inopérante, roue libre endommagée), l'intensité absorbée sera de l'ordre de 0.3 fois son intensité nominale, alors que les 2 autres consommeront entre 0.75 et 1.5 fois leur intensité nominale suivant que la machine est à vide ou en charge. Le disjoncteur différentiel disjonctera à At.  When mounted, if a geared motor associated with a motor rotates in the vacuum (gear wheel broken, key inoperative, freewheel damaged), the intensity absorbed will be of the order of 0.3 times its nominal intensity, while the other 2 will consume between 0.75 and 1.5 times their rated intensity depending on whether the machine is empty or loaded. The differential circuit breaker will trip at At.

En descente, si un motoréducteur associé à un moteur est bloqué. Ce moteur consommera 6 fois son intensité nominale dans le sens entraînant alors que les 2 autres ne consommeront au maximum que 1.5 fois leur intensité nominale et en plus, dans le sens freinant. Le disjoncteur différentiel disjonctera à At.  Downhill, if a geared motor associated with an engine is blocked. This motor will consume 6 times its nominal intensity in the driving direction while the other 2 will consume a maximum of 1.5 times their nominal intensity and in addition, in the braking direction. The differential circuit breaker will trip at At.

Si un moteur tourne dans le vide, ce moteur consommera environ 0.3 fois son intensité nominale alors que les 2 autres ne consommeront au maximum que 1.5 fois leur intensité nominale et en plus dans le sens freinant. Le disjoncteur différentiel disjonctera à At.  If a motor runs in a vacuum, this motor will consume about 0.3 times its nominal intensity while the other 2 will consume a maximum of 1.5 times their nominal intensity and in addition in the braking direction. The differential circuit breaker will trip at At.

En montée, après un freinage en descente, si un des moteurs freine sensiblement moins que l'autre, il sera peu chargé au moment du redémarrage, alors que l'autre reprendra toute la charge. Si At est suffisamment court, le disjoncteur différentiel disjonctera. Cela signifiera qu'un réglage de frein est nécessaire.  In uphill, after braking downhill, if one of the engines brakes significantly less than the other, it will be lightly loaded at the time of restart, while the other will resume all the load. If At is short enough, the GFCI will trip. This will mean that a brake adjustment is necessary.

Selon un troisième aspect de l'invention, (Figure 3.) on monte chaque motoréducteur en pendulaire, c'est-à-dire que l'arbre lent du réducteur est monté sur un ou plusieurs roulements ou paliers (21 et 22) ; les paliers (21 et 22) sont par ailleurs fixés à la structure guidante de la machine. La carcasse du réducteur est bloquée en rotation par au moins un axe ou un appui peseur à jauge de contrainte (23). Cette jauge (23) permet de mesurer le couple induit sur le motoréducteur correspondant.  According to a third aspect of the invention, (FIG. 3) each gear motor is mounted as a pendulum, that is to say that the slow shaft of the gearbox is mounted on one or more bearings or bearings (21 and 22); the bearings (21 and 22) are furthermore fixed to the guiding structure of the machine. The casing of the reducer is locked in rotation by at least one axis or a strain gauge load bearing (23). This gauge (23) makes it possible to measure the induced torque on the corresponding geared motor.

En marche normale, la charge se répartit également sur l'ensemble 10 des réducteurs entraînant.  In normal operation, the load is distributed evenly over all the driving reducers.

La mise en oeuvre de ce système de jauge de contrainte sur chaque motoréducteur offre le double avantage de pouvoir connaître la charge sur la machine, qui est la somme des charge sur chaque motoréducteur et de 15 déterminer une consigne qui arrête la machine dans le cas où une différence de charge trop importante dans un temps donné subsiste. Le boîtier comparateur, comportant autant d'amplis opérationnels qu'il y a de jauges, commandera la coupure de l'alimentation conformément aux consignes Acharge et A temps prédéterminées. 20 Ce troisième perfectionnement peut être monté seul ou en deuxième sécurité avec le disjoncteur d'intensité différentielle  The implementation of this strain gage system on each geared motor offers the double advantage of being able to know the load on the machine, which is the sum of the loads on each geared motor and to determine a setpoint which stops the machine in the case where an excessively large charge difference in a given time remains. The comparator housing, having as many operational amps as there are gauges, will control the power failure in accordance with instructions Acharge and A predetermined time. This third improvement can be mounted alone or in second safety with the differential intensity circuit breaker

Selon un quatrième aspect de l'invention, on alimente 25 indépendamment par un système secouru par batteries des freins (10) à manque de courant. Ainsi en cas de coupure de l'alimentation électrique principale, il est toujours possible de redescendre par gravité en ouvrant les freins à manque de courant. La vitesse de descente est alors régulée par les freins centrifuges présents sur chaque groupe motoréducteur. 30  According to a fourth aspect of the invention, battery-backed brakes (10) are independently supplied by a battery-backed system. Thus, in the event of a break in the main power supply, it is always possible to descend by gravity by opening the brakes with no power. The descent speed is then regulated by the centrifugal brakes present on each geared motor unit. 30

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Système d'entraînement comportant un moteur (9) et un réducteur (4) caractérisé en ce que l'on a inséré entre le moteur et le réducteur une roue libre (6, 7) et un frein centrifuge (5), le frein centrifuge étant accouplé directement à un arbre rapide (11) du réducteur, le moteur entraînant une des deux parties tournantes de la roue libre suivant un sens de rotation.  A drive system comprising a motor (9) and a gearbox (4), characterized in that a free wheel (6, 7) and a centrifugal brake (5) have been inserted between the motor and the gearbox. centrifugal brake being coupled directly to a fast shaft (11) of the gearbox, the motor driving one of the two rotating parts of the freewheel in a direction of rotation. 2. Système d'entraînement suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que la roue libre est disposée entre le moteur et le réducteur et que le frein centrifuge est disposé sur un deuxième arbre rapide du réducteur.  2. Drive system according to claim 1 characterized in that the freewheel is disposed between the motor and the gear and the centrifugal brake is disposed on a second fast shaft of the gear. 3. Système d'entraînement suivant l'une des revendications 1 à 2 caractérisé par le fait que plusieurs motoréducteurs engrainent sur une même crémaillère (2) (figure  3. Drive system according to one of claims 1 to 2 characterized in that several geared motors engrain on the same rack (2) (Figure 4) 4. Système d'entraînement suivant l'une des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que plusieurs motoréducteurs engrainés sur plusieurs crémaillères parallèles entraînent une même machine particulièrement de forme carrée ou circulaire. (figure  4) 4. Drive system according to one of claims 1 to 3 characterized in that several geared motors engrained on several parallel racks drive the same machine particularly square or circular shape. (Figure 5) 5. Système d'entraînement suivant l'une des revendications précédentes caractérisé par le fait que plusieurs machines circulant ensemble sur plusieurs mâts sont synchronisées par des roues et chaînes (39) ou des arbres et pignons faisant passer un couple environ 3 fois inférieur à celui nécessaire dans un système sans roue libre.  5) 5. Drive system according to one of the preceding claims characterized in that several machines traveling together on several masts are synchronized by wheels and chains (39) or shafts and pinions passing a couple about 3 times lower to that necessary in a system without freewheel. 6. Système d'entraînement suivant l'une des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour mesurer des différences de consommation électrique entre différents moteurs par un système d'un ou plusieurs torres, associés à autant de disjoncteurs différentiels, qui coupent l'alimentation en cas de dépassements de seuil de sécurité, ces dépassements étant déterminés en pourcentage de différence d'intensité durant un temps donné.  6. Drive system according to one of the preceding claims characterized in that it comprises means for measuring differences in power consumption between different engines by a system of one or more torres, associated with as many differential circuit breakers, which cut the power supply in the event of exceeding the safety threshold, these exceedances being determined as a percentage of the difference in intensity during a given time. 7. Système d'entraînement suivant l'une des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour mesurer le couple généré par la charge sur chaque motoréducteur monté en pendulaire à l'aide de jauges de contrainte, afin de mesurer la charge globale sur la machine et de faire arrêter la machine en cas de différences dépassant pendant un temps donné des seuils prédéterminés de sécurité.  7. Drive system according to one of the preceding claims characterized in that it comprises means for measuring the torque generated by the load on each geared motor mounted pendulum using strain gauges, to measure the overall load on the machine and to stop the machine in case of differences exceeding for a given time predetermined safety thresholds. 8. Système d'entraînement suivant l'une des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'il comporte, en cas de coupure de l'alimentation électrique, une batterie, associée ou non à un onduleur pour ouvrir simultanément l'ensemble des freins à manque de courant afin de redescendre par gravité, la vitesse étant régulée par des freins centrifuges présents sur chaque motoréducteur.10  8. Drive system according to one of the preceding claims characterized in that it comprises, in case of failure of the power supply, a battery, associated or not with an inverter to simultaneously open all the brakes to lack of current in order to descend by gravity, the speed being regulated by centrifugal brakes present on each geared motor.