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" TETE DE BELLE MECANIQUE "
La présente invention a pour objet un disposi- tif ou appareil permettant de ramasser ou pelleter les produits abattus dans les mines, carrières, stockages, etc.
Le pelletage ou ramassage mécanique de corpo divers à la pelle est généralement effectué au moyen de ma- ohines comportant des godets ou des caissons parallélipipé- diques à quatre parois, deux latérales, une inférieure et une formant fond, que l'on fait pénétrer de force dans le tas ou amoncellement de matières à pelleter, ,
Il s'ensuit que si l'amas est composé de blocs
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enchevêtrés et assez lourds, les parois latérales de cec godets ou caissons ne peuvent y pénétrer sans buter contre des morceaux faisant obstacle à-leur mouvement d'avance- ment ou de pénétration, de sorte que la machine, tout en ne ramassant que de petites quantités des corps à pelleter,
nécessite de très grandes puissances motrices et doit pré- senter une robustesse d'organes impossible à réaliser pra- tiquement sans arriver à des encombrements, poids et prix prohibitifs.
C'est ce qui se passe dans le pelletage des produits abattus dans les mines et jusqu'à présent les essais effectués n'ont donné que des résultats peu intéres- sants, ou même mauvais.
La présenté invention a pour but d'obvier à cet inconvénient et a pour objet une t8te de pelle mécani- que dans laquelle une forte tôle convenablement armée en bout, pénètre sous les matières ou les bloos à pelleter; l'extrémité se soulève légèrement en fin de course afin de retenir les corps rencontrés sur sa surface, puia par un retour en arrière les ramène dans un caisson en tôle qui lui fait suite,
Dans ce mouvement de retour de la pelle, les blocs ou moroeaux qui se trouvent à la surface de la tête formant pelle sont ramenés vers l'intérieur du caisson; tandis que ceux qui se trouvent vers la bordure extérieu re retombent d'eux-mêmes en dehors sans aucune absorption de puissance.
L'ensemble de la tête de pelle mécanique est ensuite animé d'un mouvement de rotation'provoquant le de rejet/sa pelletée, sur la toile sans fin d'un convoyeur
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ou d'une goulette, ou, ce mouvement est opéré aprèo avoir parcouru un certain chemin horizontal et remonté sur un plan incliné de hauteur voulue et convenablement disposé pour déverser direotement les matériaux dans les wagonnets ou sur un tas de stockage.
La nouvelle tête de pelle mécanique peut être portée par un chariot actionné par câbles et treuils . Elle peut ausoi être portée par un dispositif automoteur établi spécialement à cet effet. Dans ce cas le mécanisme aotion- nant la pelle reçoit son mouvement du moteur du véhicule qui la porte. Il comprend des organes transformant le mouvement circulaire de l'arbre moteur en un mouvement alternatif transe mis à la pelle. De plus, la pelle est partée par des bras pivotants qui servent à la transporter de la position de col- lecte des matériaux à celle de déversement.
Dans un mode d'exécution particulièrement appli- cable dans les mines, l'ensemble ainsi réalisé permet la translation ainsi que l'orientation de toute la machine dont le fonctionnement consiste à remplir le caisson de la tête de pelle mécanique, à la soulever de ce qu'il est nécessaire pour permettre la translation à proximité du lieu do déverse- ment ou du wagon à remplir, puis arrivée à cet endroit ou contre le wagon, provoquer le déversement direct, revenir prendre une nouvelle pelletée pour recommencer la même opé- ' ration, et ainsi de suite jusqu'à épuisement du stock à pelleter.
Dans un autre mode d'exécution le type de machi- ne réalisé 'est destiné, en principe, aux pellotagos au jour.
Cette machine permet le remplissage direct des wagons ou wagonnets, ou le déversement sur toiles convoyeuses ou cou-
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loirs oscillants.
L'invention est représentée, dans le dessin ci-annexé, donné à titre d'exemple seulement.
Dans ce dessin :
La fig. 1 représente une vue en élévation de l'appareil, la pelle étant en position de ramassage.
La fig. 2 une vue en élévation de l'appareil en position de rejettement.
La fig. 3 est une coupe à plus grande échelle de la pelle en position de ramassage, faite suivant 3-3 de la vue en plan fig. 5.
La fig. 4. est une autre coupe de la pelle en position de rejettement, faite par 4-4 de la, fig. 5.
La fig. 5 est une vue en plan avec partie en coupe de l'ensemble de l'appareil, la pelle étant en posi- tion de ramassage.
La fig. 6 est une coupe transversale faite par 6-6 de la fig. 3.
La fig. 7 montre en élévation et la fig. 8 en plan correspondant un mode d'utilisation de la pelleteuse.
La fig. 9 montre on élévation une pelle mécanique automotrice destinée à travailler dans les mines-.
La fig. 10 est une coupe transversale.
La fig. Il est un plan.
La fig. 12 est une vue en élévation d'une au- tre machine comportant la tête de la pelle mécanique et destinée au pelletage au jour.
La, fig. 13 est une portion d'ensemble de la fig. 4 représentant une autre phase de travail, .
Comme on le voit sur ce dessin, la tête de
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pelleteuse se compose (fig. 3) d'une forte tôle en acier 1 de forme recourbée et à bords légèrement relevés sur les cotes, de façon à constituer une sorte de pelle solide. Elle porte, à son extrémité d'attaque, une traverse dentelée 2 en acier spécial et amovible de façon pouvoir être remplacée après usure.
L'autre extrémité est rivée sur une to@@ 5 raidie par des cornières 4, portant à la partie inférieure des galets 5 roulant sur des chemins en fer plat 6,
La tale 3 est réunie par un joint de charnière
7 à une autre tôle 8, qui est elle-même réunie par un joint semblable 9 à une troisième tôle 10 qui peut tourner librement sur un axe tubulaire 11 de façon que l'ensemble ainsi obtenu puisse se replier comme montré fig. 4, ainsi qu'il sera expli- qué ci-après.
. La pelle 1 avance et recule entre deux joues en tôle 12 formant la partie antérieure d'un oaisson dans le- quel les organes de commande sont enfermés de façon à se trou- ver à l'abri des chocs. Ce caisson est formé par une tôle 13, cintrée, fixée sur des plateaux 14, fig. 6. Ceux-ci sont soli- daires de douilles 15, par lesquelles le dit caisson repose sur un arbre 16. Celui-ci est porté lui-même par des paliers 17. La position de l'arbre par rapport au centre de gravité est telle que, quelle que soit la position du caisson autour de cet arbre, son poids tende toujours à ramener le bec de la pelle contre le sol.
Aux extrémités de l'arbre 16 sont fixées des manivelles de commande 18, fig. 6, et en son milieu est calé un secteur 19.
Celui-ci engrène avec un pignon 20, fig. 3, qui
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est calé sur un arbre 21, tournant dans des tourillons por- tés par les plateaux 14. Sur cet arbre est calée une roue dentée 22 qui engrène avec un pignon 23, fig. 4, calé sur un arbre 24 portant deux pignons 25, fig. 3. Ceux-ci sont en prise avec des crémaillères 26, articulées sur les cor- nières 4, fig. 3.
Ces crémaillères sont supportées par des dis- ques 27 qui empêchent leur denture de porter au fond de cel- les des pignons, en donnant le jeu nécessaire au fond des dents pour un roulement et un travail normaux.
D'autre part, un arbre tubulaire 28, fixé dans les plateaux 14 porte deux galets de guidage 29 qui empê- chent les crémaillères de se soulever et les forcent à res- ter constamment sur les disqueo en acier 27.
Dans l'épaisseur du secteur denté 19 se trouve ménagée une cavité, dans laquelle est logée une douille 30, fig. 4, qui s'appuie sur deux forts ressorts concentriques.
La partie supérieure.de'la douille mobile 30 vient porter sur une cornière 31 formant traverse, qui per- met le soulèvement de l'ensemble de la tête de-pelleteuse mécanique, les choos étant amortis par les ressorts de la douille 30.
Les paliers 17 sont portés par un bâti, fixe ou mobile, suivant le mode d'emploi .de l'appareil, bâti dont l'extrémité a été indiquée en 32, figo. 1 et 2.
Le fonctionnement de la tête de pelleteuse mé- canique est le suivant:
Les manivelles 18 reçoivent deux bielles laté- rales ou tout autre organe ou appareillage mécanique suocep- tible de leur imprimer simultanément un mouvement de va-et-
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vient eu alternatif produisant une coursedéterminée de la tôle 1 formant pelle.
C'est ainsi par exemple que ces manivelles peu- vent être actionnées par des câbles 33, fig. 7.
Lorsqu'on imprime un mouvement de rotation à l'arbre 16 par les manivelles 18, le secteur denté 19 commande les engrenages 20-22 et 23 imprime un mouvement de rotation à l'arbre 24 sur lequel sont calés les deux pignons dentés 25 qui engrènent avec les crémaillères 26, oe qui provoque le re- tour de la pelle à l'intérieur du caisson ou sa sortie vers l'extérieur suivant le sens de rotation.
Quand la pelle rentre à l'intérieur, les tôles articulées 8, 10 se replient et à la fin du mouvement pren- nent la position indiquée fig. 4.
Les organes sont calculés pour que la rentrée complète de la pelle coïncide avoc la compression dos ressorts @ du secteur et le contact du butoir de la douille 30 avec la cornière 31 et par conséquent, avec le commencement du rele- vage de l'ensemble.
Si l'on considère la pelle au moment où elle est complètement sortie, et engagée dans le tas de matières à pel- leter, position de la fig. 3, le mouvement des manivelles pro- duit un retour de la pelle en arrière, Au début du mouvement, les galets 5 montent sur un plan incliné 34 des chemins de roulement 6, ce qui provoque un léger redressement de la pelle, qui a pour effet de maintenir sur elle, malgré son mouvement en arrière, les matériaux sous lesquels elle s'est engagée.
La pelle ainsi chargée recule à fond, jusqu'à vonir dans la position de la fig. 4, les tôles 8 et 10 se re- pliant à mesure.
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Tout le mouvement s'exécute pendant la course à vide du secteur. A ce moment, le secteur rencontre la cor- nière 31 ; les ressorts se compriment et au moment où la pelle est complètement rentrée, le relevage commence.
Ce relevage continue jusqu'à la fin de la course des manivelles 18, laquelle est déterminée de façon à donner à la face antérieure du caisson et aux tôles 8 et 10, une in- clinaison suffisante pour provoquer le déversement par gra- vité des matières pelletées, (position de la fig. 2).
Etant donné la position de l'arbre 16 par rap- port au centre de gravité de l'ensemble de la tôte de pelle- teuse mécanique, le poids de cette dernière tend constamment à la ramener en sens inverse de la position de rejettement : par conséquent, elle reste toujours appuyée par la traverse 31 sur le butoir de la douille 30.
Après le déversement, les manivelles 18 revien- nent, en sens inverse; l'arbre 16 et le secteur denté 19 sur lequel la traverse 31 et, par suite, l'ensemble du caisson et de la pelle sont toujours appuyés, redescendent et re- viennent reposer sur le sol. A ce moment, les manivelles 18 continuant leur course, le secteur met en rotation les en- grenages et actionne les crémaillères 26 en produisant l'a- vancement de la pelle et sa pénétration dans la matière ou les corps à pelleter.
Les mêmes actions se reproduisent à chaque mou- vement alternatif de manivelle.
On obtient ainsi un pelletage très doux, sans qu'il puisse se produire de résistances intempestives méces- sitant de très grands efforts.
Cette tête de pelleteuse mécanique peut être
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utilisée à l'extrémité d'un convoyeur, ou placée longi- tudinalement sur un arbre parallèle, avec avancement pos- sible, à l'extrémité d'un élévateur à toile appelé "saute- relle", à l'extrémité de deux bras rigides fixés à une plateforme sur laquelle se trouvent di&posés le moteur et les organes réducteurs de vitesse, de changement de mar- che, de vitesse, de commande de la pelle, puis à la par- tie inférieure un transporteur à toile ou convoyeur orien- table à 180 à droite au à gauche.
Les bras rigides portant à leur extrémité la tte de pelle mécanique, dont les extrémités sérient les pièces figurées en 32, se relèvent automatiquement pendant le renversement du caisson de façon'que le dé- versement se fasse dans la trémie circulaire, puis les matières ou les corps déversés glissent par gravité,et sans choc sur la courroie convoyeuse qui les entraine et les élève à une hauteur suffisante pour être également déversés par gravité au moyen d'une goulotte en tôle mo-' bile orientable aussi à 180 , dans los wagons en charge- ment.
On peut encore supprimer le convoyeur et tous ses-accessoires, puis monter la plateforme sur deux chenilles permettant la translation et l'orientation de l'ensemble de la machine dont le fonctionnement consis- te à remplir le caisson de la tête de pelle mécanique, à le soulever de ce qm'il est nécessaire pour permettre la translation à proximité du lieu de déversement ou du wa- gon à remplir, puis arrivé à cet endroit ou contre le wagon, provoquer le déversement direct, revenir prendre une nouvelle pelletée pour recommencer la même opération
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et ainsi de suite jusqu'à épuisement du stcck ' pelleter.
Une autre disposition également très simple con- siste à mettre la tête de pelle mécanique sur un petitcha- riot roulant sur des rails faiblement inclinés, terminés plus par une partie/inclinée jusqu'à 50 élevant la pelle jusqu'à la hauteur nécessaire au déversement.
Cette dernière partie inclinée à 50 comporte un moteur électrique ou à essence commandant par réducteur de vitesse et limiteur de puissance deux groupes de roues à em- preintes donnant le mouvement à quatre chaînes fixées d'une part aux deux bielles de commande de la pelle et suivant que la traction se fat dans un sens ou dans l'autre, on provoque le remplissage, le halage, le déversement puis le retour pour un nouveau chargement et ainsi de suite.
Cette dernière disposition, très simple, peu 001- teuse, peut être utilisée dans les mines de faible hauteur sous toit, les carrières et les reprises des stocks, par con- tre, son débit est inversement proportionnel à la distance à laquelle doit être effectué le déversement.
Pour mieux faire comprendre comment la nouvelle pelleteuse peut être utilisée, on a représenté figs. 7 et 8, la commande du système par câbles,
Un treuil 40 est muni de deux tambours 41 tournant dans le même sens, et de deux tambours 42 tournant simultané- ment en sens contraire. les câbles 33 s'enroulent sur les tambours 41, se développent sur une longueur variable, pas- sent sur des poulies de renvoi 44 et reviennent sur les tam- bours 42.
Le treuil est muni d'un levier de commande au moyen duquel on fait tourner le système des 4 tambours. 2 dans un
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sens et 2 dans l'autre, de faon soit à enrouler les deux câ- bles sur les tambours 41 en les déroulant des tambours 42, soit à produire l'action inverse.
Los ombles sont fixés aux manivelles 18 précédem- ment décrites du caisson qui sont montées sur un chariot 50.
Ces câbles produisent donc les effets qui ont été indiqués, c'est-à-dire alternativement la pénétration de la pelle dans la matière, position I, puis en renversant le sens de marche des tambours, le retrait en arrière de la pelle en emportant la matière chargée,-et le basculoment du caisson comme montré en II, puis l'ontraînement en arrière du caisson jusqu'au.-point de déversement en III.
Ce déversement peut s'effectuer après ascension d'un plan incliné 45. Il est produit par butée des roues contre des butoirs 46.
Pour que le caisson reste dans la position II pen- dant le déplacement et ne se renverse qu'en III, il est muni d'un verrouillage automatique qui maintient los organes dans la position représentée fig. 2. Une butée rencontrée en III libère ce verrouillage et permet au caisson do basculer complè- tement.
Dans la disposition des figs. 9 à 11, la machine se compose de la tête de pelle telle que décrite ci-dessus et d'un caisson chaudronné a qui contient le moteur et les différents organesde commande.
Ce caisson formant carter est monté sur deux che- nilles b de façon à permettre sa translation en tous sens et directions. A l'intérieur se trouve un groupe bi-moteur c qui transmet son mouvement de rotation aux arbres d, c, f, , par une disposition convenable d'engrenages et d'embrayages
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doubles ou simples qui permettent par leur fonctionnement soit la marche normale soit la marche arrière, soit un fonctionnement rapide ou lent dans un sens ou dans l'au- tre.
L'arbre g est coudé sur lequel est montée une bielle h articulée sur un tourillon 1 monté dans un ba- lancier 1 pouvant osciller fou sur un arbre k.
Aux deux extrémités de l'arbre sont montés des tourillons.]. fixés aux fers U, m, eux-mêmes fixés aux tourillons 16 de la tête de pelle mécanique.
Sur les fers U.m, sont disposés des tourillons n sur lesquels sont articulées des biellettes o. Ces biel- lettes o portent également deux tourillons et .1 sur les- quels sont articulées des bielles r s.
Les bielles r, sont reliées par leur autre ex- trémité à des leviers t calés sur les extrémités de l'ar- bre k tandis que les bielles s sont articulées à leur au- tre extrémité aux manivelles 18 de la tête de pelle méoa- nique. A l'arrière deux solides braçons on cornière u sont fixés au châssis par une articulation excentrée et portent à l'extrémité une forte tôle v en forme do boche commandée par' le conducteur par une manette ou une pédale non repré- sentée.
Le fonctionnement du dispositif dosfigs. 9 à , 11 s'effectue de la façon suivante:
L'opérateur rend au moyen d'un levier non représenté, 'le balancier osoillant solidaire de l'arbre k par un embrayage d'un type convenable tel qu'un manchon à griffes, les leviers t agissent par les bielles r puis s sur la manivelle 18 de la tête de pelle mécanique, ce
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qui a pour effet de pelleter une certaine quantité de ma- tière comme il a été expliqué dans le brevet.
Le conducteur ayant agi sur la manette ou la pédale ind@quée précédemment, laisse tomber la bêche v sur le sol. Celle-ci s'y enfonce et empêche tout mouvement de recul de la pelle automotrice lors de la pénétration de la pelle dans la masse à pelleter,
Lorsque la paroi inférieure de la pelle est revenue à sa position première, la pelle est remplie des matières qu'il s'agit de déverser.
A ce moment l'effort transmis par les bielles agit sur les leviers en U, m, qui soulèvont la pelle jusqu'à ce que l'opérateur détruise l'accouplement du manchon à griffes. Par suite de la puis- sanoe acquise les bras continuent leur course jusque ce qu'il viennent s'arrêter à la rencontre, chacun de leur côté, d'un taquet d'arrêt préalablement fixé suivant la hauteur de déversement. les blol@@ttes o tournent, alors,au- tour des tourillons n et provoquent automatiquement le dé- versement du 'contenu de la pelle. Il suffit d'embrayer le manchon et le changement de marche au moyen des leviers con- venables pour que la pelle recommence une nouvelle opération et ainsi de suite.
Comme cette machine est surtout des tanée à opérer dans les mines, on a prévu son démontage pour por- mettre son entrée dans une cage en place de deux berlines.
'A cet effet, on débiellc la tête de la biel- le qu'on relève contre la paroi antérieure du caisson car- ter ainsi que les accesso@res de commande extérieurs au carter. L'encombrement est alors des plus réduits et permet la descente de la machine.
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Un autre mode de réalisation est une pelle raéca- nique avec convoyeur élévateur à orientation variable qui se compose, figs. 12 et 13 d'un caisson A comportant le moteur et los différents brganes do commande et est monté sur deux chenilles B.
Les'paliers supports 16 de la t8te de pelle 12 sont fixés à l'extrémité do deux fers U situés de part et d'autre de la tête de pelle mécanique et symétriquement fornant bras de levage et pouvant tourner fou sur les mo- yeux D de 'deux plateaux manivelles E clavotés aux deux extrémités d'un même arbe recevant son mouvement de rota- tion d'un moteur électrique par l'intermédiaire d'engrena- go. Sur chacun des deux manivelles 18 do la tête de pelle mécanique est articulée une 'bielle F également articulée à l'autre extrémité sur un bouton G que porte chaque pla- teau manivelle E.
Sur chacun de ces boutons de manivelle G se trouve de chaque c8té du caisson une bielle H articulée en 1 à un levier J relié par une bielle K à un axe L soli- daire du fer en U, C.
Les bielles H, portent en M une ouverture al- longée dont la longueur est égale à la course nécessaire aux boutons do manivelle G pour provoquer la sortie ou la rentrée de la tôle formant la pelle proprement dite.
Sur la partie supérieure du caisson carter A se trouve solidement fixée une couronne N en accier moulé à l'intérieur de laquelle peut tourner une trémie 0 dont la base P est centrée sur cette couronne.
Sur la base P de la trémie se trouve .- ,...$, un système d'engrenages Q mus par une manivelle H; engrenant
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avec une crémaillère S solidaire d'un convoyeur à toile trans- porteuse sans fin, T.
A l'extrémité de ce convoyeur est adaptée une trémie téles copique U orientable que l'on peut fixer sur le rebord de la trémie dans laquelle on déverse, ou au véhicule V à. remplir.
Le fonctionnement s'effectue de la façon sui- vante:
La pelle étant complètement sortie et chargée (fig. 12) de matière ou corps à pelleter, les boutona de ma- nivelle G sont au point mort avant horizontal. Les bielles F actionnées par les plateaux manivelles E agissent sur les manivelles 18 de la tête de pelle mécanique, et font rentrer la pelle dans le caisson 12 avec la matière. Pendant toute cette opération les axes 1 parcourent entièrement l'ouver- ture allongée M des bielles.H de droite à gauche dans le cas de la fig. 12. Dès que la tôle est rentrée dans le caisson., les axes I sont poussés par les bielles H et provoquent la rotation des leviers J.
Ceux-ci par l'intermédiaire des bielles K, com- mandont la rotation des fers en U,C, qui commencent à se sou- lever en entraînant la tête de pelle mécanique. Puis par suite du mouvement combiné des bielles F tournant autour des axes G avec le mouvement de rotation des plateaux manivelles E la tête de pelle mécanique déverse (fig. 13) automatiquement sa polletée dans la trémie circulaire 0, le point mort horizontal arrière des boutons G des plateaux manivelles E correspondant au point de complet déversement. La trémie déverse,.les ma- tières sur la toile du convoyeur T qui, par l'intermédiaire de la trémie télescopique U les déverse à son tour dans un wagonnet V (fig. 12).
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L'ensemble de ce convoyeur peut s'abaisser ou se relever suivant la hauteur et la distance du véhicule à charger, en agissant sur la manivelle R qui fait descen- dre ou monter la crémaillère S solidaire du convoyeur.
La tête de pelle mécanique revient à sa position de repos par les opérations inverses de celles qui viennent d'être décrites, le plateau tourne en sens inverse, et la tête de pelle revient sur le sol. La pelle sort ensuite du caisson par action des bielles G sur les manivelles 18, tandis que les axes. 1 parcourent entièrement l'ouverture allongée M des bielles H de gauche à droite dans le cas de la fig. 12.
La rentrée de la pelle s'opère comme on l'a vu plus haut et le cycle- des opérations recommence.
Les présentes dispositions ne sont bien entendu, données qu'à titre d'exemple, les formes, détails, acces- soires, matières et dimensions de ce dispositif pouvant varier sans changer en rien l'invention.
REVENDICATIONS
1 - Appareil destiné à. ramassor ou pelleter les corps qui se trouvent sur le sol caractérisé en principe par une forto tôle en forme do pelle, disposée de manière à ce glisser entre le sol et les corps qui y reposent, à se soulever légèrement en fin do course, puis à revenir en arrière avec les corps qui se trouvent sur sa surface en les en tôle ramenant dans une caisse ouverte/ou caisson qui est animé d'un mouvement permettant leur déversement en un point prévu.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"HEAD OF BEAUTIFUL MECHANICS"
The present invention relates to a device or apparatus making it possible to pick up or shovel the products felled in mines, quarries, storage areas, etc.
Shoveling or mechanical collection of various bodies with a shovel is generally carried out by means of machines comprising buckets or parallelepipedal boxes with four walls, two lateral ones, one lower and one forming the bottom, which are made to penetrate from force in the heap or accumulation of material to be shoveled,,
It follows that if the cluster is composed of blocks
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tangled and rather heavy, the side walls of this buckets or boxes cannot penetrate there without abutting against pieces obstructing their movement of advance or penetration, so that the machine, while picking up only small quantities of bodies to be shoveled,
requires very large motive powers and must have a robustness of components impossible to achieve practically without arriving at prohibitive dimensions, weight and prices.
This is what happens in the shoveling of products slaughtered in mines and so far the tests carried out have given only uninteresting or even bad results.
The object of the present invention is to obviate this drawback and relates to a mechanical shovel head in which a strong sheet, suitably reinforced at the end, penetrates under the materials or the bloos to be shoveled; the end lifts slightly at the end of the stroke in order to retain the bodies encountered on its surface, then by turning back it brings them back into a sheet metal box which follows it,
In this return movement of the shovel, the blocks or pieces which are on the surface of the head forming the shovel are brought back towards the inside of the box; while those which are towards the outer edge fall of their own accord without any absorption of power.
The entire mechanical shovel head is then animated with a rotating movement causing the rejection / shovel, on the endless web of a conveyor
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or a goulette, or, this movement is operated after having traveled a certain horizontal path and ascended on an inclined plane of the desired height and suitably arranged to dump the materials in the wagons or on a storage pile.
The new excavator head can be carried by a cart powered by cables and winches. It can also be carried by a self-propelled device specially established for this purpose. In this case, the mechanism moving the shovel receives its movement from the engine of the vehicle which carries it. It includes organs transforming the circular movement of the motor shaft into an alternating trance movement shoveled. In addition, the excavator is driven by pivoting arms which serve to transport it from the material collection position to the dumping position.
In one embodiment particularly applicable in mines, the assembly thus produced allows the translation as well as the orientation of the entire machine, the operation of which consists in filling the box of the mechanical shovel head, in lifting it by. what is necessary to allow the movement near the place of dumping or the wagon to be filled, then arrived at this place or against the wagon, cause the direct dumping, come back and take a new shovelful to start the same operation again. 'ration, and so on until exhaustion of the stock to be shoveled.
In another embodiment, the type of machine produced is intended, in principle, for daylight pellets.
This machine allows the direct filling of wagons or wagons, or the dumping on conveyor belts or cuttings.
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oscillating dormice.
The invention is shown in the accompanying drawing, given by way of example only.
In this drawing:
Fig. 1 shows an elevational view of the device, the shovel being in the pick-up position.
Fig. 2 is an elevational view of the device in the reject position.
Fig. 3 is a section on a larger scale of the shovel in the collecting position, taken along 3-3 of the plan view in fig. 5.
Fig. 4. is another section of the shovel in the reject position, made by 4-4 of the, fig. 5.
Fig. 5 is a plan view with part in section of the assembly of the apparatus, the shovel being in the pick-up position.
Fig. 6 is a cross section taken at 6-6 of FIG. 3.
Fig. 7 shows in elevation and FIG. 8 in plan corresponding to a mode of use of the excavator.
Fig. 9 shows one elevation of a self-propelled mechanical shovel intended for working in mines.
Fig. 10 is a cross section.
Fig. There is a plan.
Fig. 12 is a view in elevation of another machine comprising the head of the mechanical shovel and intended for exposed shoveling.
The, fig. 13 is an overall portion of FIG. 4 representing another phase of work,.
As seen in this drawing, the head of
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shovel is made up (fig. 3) of a strong steel sheet 1 of curved shape and with slightly raised edges on the sides, so as to constitute a kind of solid shovel. It carries, at its leading end, a serrated cross member 2 made of special steel and removable so that it can be replaced after wear.
The other end is riveted on a to @@ 5 stiffened by angles 4, carrying at the lower part rollers 5 rolling on flat railways 6,
Tale 3 is joined by a hinge joint
7 to another sheet 8, which is itself joined by a joint 9 similar to a third sheet 10 which can rotate freely on a tubular axis 11 so that the assembly thus obtained can be folded as shown in FIG. 4, as will be explained below.
. The shovel 1 moves forward and backward between two sheet metal cheeks 12 forming the front part of an oaisson in which the control members are enclosed so as to be protected from shocks. This box is formed by a sheet 13, curved, fixed on plates 14, fig. 6. These are integral with bushings 15, by which said box rests on a shaft 16. The latter is itself carried by bearings 17. The position of the shaft relative to the center of gravity is such that, whatever the position of the box around this shaft, its weight always tends to bring the spout of the shovel against the ground.
At the ends of the shaft 16 are fixed control cranks 18, fig. 6, and in its middle is a sector 19.
This meshes with a pinion 20, fig. 3, who
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is wedged on a shaft 21, rotating in journals carried by the plates 14. On this shaft is wedged a toothed wheel 22 which meshes with a pinion 23, fig. 4, wedged on a shaft 24 carrying two pinions 25, fig. 3. These are engaged with racks 26, articulated on the lugs 4, fig. 3.
These racks are supported by discs 27 which prevent their teeth from supporting the bottom of the pinions, giving the necessary clearance at the bottom of the teeth for normal rolling and working.
On the other hand, a tubular shaft 28, fixed in the plates 14 carries two guide rollers 29 which prevent the racks from lifting and force them to remain constantly on the steel discs 27.
In the thickness of the toothed sector 19 is formed a cavity, in which is housed a sleeve 30, fig. 4, which is based on two strong concentric springs.
The upper part of the movable bush 30 bears on an angle 31 forming a cross member, which allows the lifting of the assembly of the mechanical shovel head, the choos being damped by the springs of the bush 30.
The bearings 17 are carried by a frame, fixed or mobile, according to the instructions for use .de the device, frame whose end has been indicated at 32, figo. 1 and 2.
The operation of the mechanical excavator head is as follows:
The cranks 18 receive two lateral connecting rods or any other organ or mechanical apparatus capable of simultaneously imparting to them a back-and-forth movement.
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comes had alternating producing a determined course of the plate 1 forming shovel.
Thus, for example, these cranks can be actuated by cables 33, fig. 7.
When imparting a rotational movement to the shaft 16 by the cranks 18, the toothed sector 19 controls the gears 20-22 and 23 impart a rotational movement to the shaft 24 on which the two toothed pinions 25 which are wedged are wedged. mesh with the racks 26, which causes the shovel to return inside the box or to exit outwards in the direction of rotation.
When the shovel enters the interior, the articulated plates 8, 10 fold up and at the end of the movement take the position shown in fig. 4.
The components are calculated so that the complete retraction of the shovel coincides with the compression of the springs @ of the sector and the contact of the stopper of the bush 30 with the angle iron 31 and consequently with the beginning of the lifting of the assembly.
If we consider the shovel when it is completely out, and engaged in the pile of material to be peeled, position of fig. 3, the movement of the cranks produces a return of the excavator backwards. At the start of the movement, the rollers 5 rise on an inclined plane 34 of the raceways 6, which causes a slight straightening of the excavator, which results in effect of maintaining on it, despite its backward movement, the materials under which it is engaged.
The shovel thus loaded moves back fully, until it reaches the position of fig. 4, the sheets 8 and 10 bending as required.
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All movement is carried out during the empty stroke of the sector. At this moment, the sector meets the corner 31; the springs compress and when the shovel is fully retracted, lifting begins.
This lifting continues until the end of the travel of the cranks 18, which is determined so as to give the front face of the box and the sheets 8 and 10, a sufficient inclination to cause the material to be spilled by gravity. shovels, (position in fig. 2).
Given the position of the shaft 16 in relation to the center of gravity of the assembly of the backhoe head, the weight of the latter constantly tends to bring it back in the opposite direction to the throwing position: by Consequently, it always remains supported by the cross member 31 on the stopper of the socket 30.
After the dumping, the cranks 18 return, in the opposite direction; the shaft 16 and the toothed sector 19 on which the cross member 31 and, consequently, the whole of the box and the shovel are still supported, come down and come back to rest on the ground. At this moment, the cranks 18 continuing their travel, the sector rotates the gears and actuates the racks 26, producing the advance of the shovel and its penetration into the material or bodies to be shoveled.
The same actions are repeated with each reciprocating movement of the crank.
A very gentle shoveling is thus obtained, without the possibility of unwanted resistance occurring which would result in very great efforts.
This mechanical excavator head can be
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used at the end of a conveyor, or placed lengthwise on a parallel shaft, with possible advancement, at the end of a canvas elevator called a "hopper", at the end of two arms rigid fixed to a platform on which are placed the motor and the gear reducers, gear change, speed, excavator control, then to the lower part a canvas conveyor or oriente- 180 table on the right to the left.
The rigid arms carrying at their end the mechanical shovel head, the ends of which series the parts shown at 32, rise automatically during the overturning of the box so that the discharge takes place in the circular hopper, then the materials or the dumped bodies slide by gravity, and without impact on the conveyor belt which carries them and raises them to a sufficient height to be also dumped by gravity by means of a movable sheet chute also adjustable at 180, in the wagons in charge.
We can also remove the conveyor and all its accessories, then mount the platform on two tracks allowing the translation and orientation of the entire machine, the operation of which consists of filling the box of the mechanical shovel head, lift it from what is necessary to allow movement near the spill site or the wagon to be filled, then arrived at this place or against the wagon, cause the direct spill, come back and take a new shovel to start again the same operation
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and so on until the stcck 'shovel runs out.
Another very simple arrangement is to put the mechanical shovel head on a small cart running on slightly inclined rails, terminated more by a part / inclined up to 50 raising the excavator to the height necessary for dumping. .
This last part inclined at 50 comprises an electric or gasoline motor controlling by speed reducer and power limiter two groups of wheels with indentations giving movement to four chains fixed on the one hand to the two control rods of the excavator and according to whether the traction is fat in one direction or the other, one causes the filling, the hauling, the dumping then the return for a new loading and so on.
This last arrangement, very simple, not very heavy, can be used in mines with low roofs, quarries and stock recoveries, on the other hand, its flow rate is inversely proportional to the distance at which must be carried out. the spill.
To better understand how the new excavator can be used, figs. 7 and 8, control of the system by cables,
A winch 40 is provided with two drums 41 rotating in the same direction, and with two drums 42 rotating simultaneously in the opposite direction. the cables 33 are wound up on the drums 41, develop over a variable length, pass over return pulleys 44 and come back on the drums 42.
The winch is provided with a control lever by means of which the system of 4 drums is rotated. 2 in one
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direction and 2 in the other, so as either to wind the two cables on the drums 41 by unwinding them from the drums 42, or to produce the reverse action.
The char are attached to the previously described cranks 18 of the box which are mounted on a cart 50.
These cables therefore produce the effects which have been indicated, that is to say alternately the penetration of the shovel into the material, position I, then by reversing the direction of travel of the drums, the withdrawal backwards of the shovel by carrying the loaded material, -and tilting the box as shown in II, then the drive behind the box to.-point of discharge in III.
This discharge can take place after ascending an inclined plane 45. It is produced by stopping the wheels against the bumpers 46.
So that the box remains in position II during movement and does not overturn until III, it is provided with an automatic locking which keeps the components in the position shown in fig. 2. A stop encountered at III releases this locking and allows the box to tilt completely.
In the arrangement of figs. 9 to 11, the machine consists of the shovel head as described above and a sheet metal box a which contains the motor and the various control members.
This casing forming a casing is mounted on two dowels b so as to allow its translation in all directions and directions. Inside is a twin-engine group c which transmits its rotational movement to the shafts d, c, f,, by a suitable arrangement of gears and clutches
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double or single, which by their operation allow either normal or reverse gear, or fast or slow operation in one direction or the other.
The shaft g is bent on which is mounted a connecting rod h articulated on a journal 1 mounted in a balance 1 capable of oscillating madly on a shaft k.
At both ends of the shaft are mounted journals.]. fixed to the irons U, m, themselves fixed to the journals 16 of the mechanical excavator head.
On the U.m irons, are arranged n journals on which are articulated links o. These links o also carry two journals and .1 on which are articulated the connecting rods r s.
The connecting rods r are connected by their other end to levers t wedged on the ends of the shaft k while the connecting rods s are articulated at their other end to the cranks 18 of the meo-shovel head. fuck. At the rear, two sturdy brackets or angle iron are fixed to the frame by an eccentric articulation and carry at the end a strong sheet metal v in the form of a spade controlled by the driver by a lever or a pedal, not shown.
The operation of the dosfigs device. 9 to, 11 is carried out as follows:
The operator makes by means of a lever not shown, 'the rocking balance secured to the shaft k by a clutch of a suitable type such as a claw sleeve, the levers t act by the connecting rods r then s on the crank 18 of the excavator head, this
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which has the effect of shoveling a certain amount of material as explained in the patent.
The driver having acted on the lever or the pedal indicated previously, lets fall the spade v on the ground. It sinks into it and prevents any backward movement of the self-propelled shovel when the shovel penetrates into the mass to be shoveled,
When the bottom wall of the shovel has returned to its original position, the shovel is filled with the material to be dumped.
At this moment the force transmitted by the connecting rods acts on the U-shaped levers, m, which lift the shovel until the operator destroys the coupling of the claw sleeve. As a result of the power acquired, the arms continue their course until they come to a stop, each on their own, with a stopper fixed beforehand according to the height of the discharge. the heads o then rotate around the pins n and automatically cause the contents of the shovel to pour out. It suffices to engage the sleeve and the gear change by means of the appropriate levers and the excavator will start a new operation and so on.
As this machine is mainly used in mines, provision has been made for its dismantling to allow its entry into a cage in place of two sedans.
'For this purpose, the head of the connecting rod is released which is raised against the front wall of the casing box as well as the control accessories outside the casing. The space requirement is then very small and allows the machine to be lowered.
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Another embodiment is a mechanical excavator with variable orientation elevator conveyor which consists of, figs. 12 and 13 of a box A comprising the motor and the various control brganes and is mounted on two tracks B.
The support brackets 16 of the shovel head 12 are fixed to the end of two irons U located on either side of the mechanical shovel head and symmetrically forming the lifting arm and being able to turn idle on the eyes D of 'two crank plates E keyed to the two ends of the same shaft receiving its rotational movement from an electric motor by means of meshing. On each of the two cranks 18 of the mechanical shovel head is articulated a connecting rod F also articulated at the other end on a button G which each crank plate E carries.
On each of these crank buttons G there is on each side of the box a connecting rod H articulated at 1 to a lever J connected by a connecting rod K to an axis L solid with the U-shaped iron, C.
The connecting rods H carry an elongated opening at M, the length of which is equal to the travel necessary for the crank buttons G to cause the exit or re-entry of the sheet forming the shovel proper.
On the upper part of the casing box A is securely fixed a ring N in cast steel inside which can turn a hopper 0 whose base P is centered on this ring.
On the base P of the hopper is located .-, ... $, a system of gears Q driven by a crank H; meshing
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with a rack S integral with an endless conveyor belt conveyor, T.
At the end of this conveyor is adapted an orientable telescopic hopper U which can be fixed on the edge of the hopper in which it is poured, or to the vehicle V to. fill.
The operation is carried out as follows:
With the shovel fully extended and loaded (fig. 12) with material or body to be shoveled, the handle knobs G are in the horizontal front dead center. The connecting rods F actuated by the crank plates E act on the cranks 18 of the mechanical shovel head, and cause the shovel to enter the box 12 with the material. During this entire operation, the pins 1 go completely through the elongated opening M of the connecting rods. H from right to left in the case of fig. 12. As soon as the sheet has entered the box., The axes I are pushed by the connecting rods H and cause the rotation of the levers J.
These, via the connecting rods K, control the rotation of the U-shaped irons, C, which start to rise, driving the excavator head. Then as a result of the combined movement of the connecting rods F rotating around the axes G with the rotational movement of the crank plates E the mechanical shovel head automatically pours (fig. 13) its pollet into the circular hopper 0, the rear horizontal dead center of the buttons G of the crank plates E corresponding to the point of complete dumping. The hopper pours the materials onto the canvas of the conveyor T which, by means of the telescopic hopper U, in turn pours them into a wagon V (fig. 12).
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The whole of this conveyor can be lowered or raised depending on the height and the distance of the vehicle to be loaded, by acting on the crank R which lowers or raises the rack S integral with the conveyor.
The mechanical excavator head returns to its rest position by the reverse operations of those which have just been described, the plate rotates in the opposite direction, and the excavator head returns to the ground. The shovel then leaves the box by the action of the connecting rods G on the cranks 18, while the axes. 1 completely traverse the elongated opening M of the connecting rods H from left to right in the case of FIG. 12.
The retraction of the shovel takes place as we saw above and the cycle of operations begins again.
The present arrangements are of course given only by way of example, the shapes, details, accessories, materials and dimensions of this device being able to vary without in any way changing the invention.
CLAIMS
1 - Device intended for. to pick up or shovel bodies which are on the ground characterized in principle by a strong metal sheet in the shape of a shovel, arranged in such a way as to slide between the ground and the bodies which rest on it, to rise slightly at the end of the stroke, then to go back with the bodies which are on its surface by bringing them back into an open box / or box which is animated by a movement allowing their discharge at a planned point.
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