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BREVET D' I N V E N T I O N Pelle Mécanique Jules Henri PROQUITTE.- Convention Internationale de 1883 eu égard à la demande de brevet déposée en France le
20 Juin 1944
La machine qui fait l'objet de la présente invention consiste en une pelle mécanique particulièrement destinée à travailler en souterrain comme, par exemple, dans les mines et, d'une façon générale, dans tous les travaux ou chantiers où l'accès et la place sont très limités même en hauteur.
En outre, cette pelle mécanique est prévue d'assez petite taille pour être placée dans les cages de descente des mines'.:
Cette pelle mécanique est conçue de façon à pouvoir pelleter en la faisant avancer contre et dans le
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déblai devant être évacué et, par un basculement du godet fouisseur, à déverser ce déblai dans une berline ou un wagonnet situé derrière la pelle. Elle doit, en outre, pouvoir pelleter latéralement sur le coté et ramener automatiquement le godet en position centrale en vue de l'opération de vidage .
La fig. l représente la vue du profil de la machine. La fig, 2 représente la vue de face, et la fig. 3 représente la vue en plan. La fig.4 est destinée à montrer les rampes du plateau supérieur tournant, et les dents des crémaillères de montée. La fig. 5 représente les cornes du godet munies d'un secteur denté et de deux roues auxiliaires destinées à actionner le système de centrage automatique. La fig. 6 représente le dispositif du centrage automatique, et la fig. 7 représente le dispositif accessoire de distribution d'air zu moteur du treuil.
L'appareil se compose de cinq groupes d'organes essentiels : a) Un chariot inférieur automobile destiné à rouler sur des rails et à propulser la machine en avant et en arrière. b) Un plateau tournant supérieur muni d'un treuil. c) Un godetbasculant. d) Un dispositif de centrage automatique. e) Un dispositif de distribution u'air accesoire.
Le chariot inférieur automobile est composé
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d'un carter 1 contenant une série d'engrenages qui transmet- tent aux roues 2 les mouvement du moteur 3. 'Un dispositif de débrayage commandé par une manette extérieure. 4 permet de rendre le moteur indépendant des engrenages lorsque la machine doit rouler en remorque, par exemple. Le carter 1 comporte un butoir avant 5 et des pattes d'attelage arrière 6.A sa partie supérieure le carter 1 porte une butée à billes 7 destinée à recevoir le plateau supérieur tournant 8.
Le plateau supérieur tournant 8 repose, par l'intermédiaire des billes 7 sur le carter inférieur 1.
Ce carter comporte aussi on centrage mâle venant se placer dans un centrage femelle sur le carter 1; Le plateau supérieur tournant 8,/de chaque côté, une rampe inclinée 9 qui forme chemin de roulement du godet basculant. Sur chaque face interne de ce chemin de roulement est dispo- sée une crémaillère de montée 10. Cette crémaillère ne joue qu'un rôle auxiliaire et toute la charge du godet repose sur la rampe 9. Les parties inférieures avant de .ces rampes 9 sont incurvées. C'est sur ces parties infé- rieures incurvées que se trouve placé le godet lorsque, en position basse à l'avant de la machine, il pénètre dans le déblai et se remplit sous l'effet de la poussée de la ma- chine et du mouvement saccadé de pelletage donné par le treuil.
Cette forme incurvée permet donc de réserver toute l'énergie du treuil au mouvement de pelletage et de ne commencer le mouvement de montée du godet que lorsque ce dernier est suffisamment rempli,
Les dents des crémaillères auxiliaires 10 ont une forme spéciale. Très arrondies sur le dessus, elles se rétrécissent sensiblement à leur partie infé-
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rieure. Cette disposition et cette forme rendent impossible l'amas de poussière dans les dents.
A l'extérieur du plateau supérieur tournant 8 sont fixées les t8les de côté 11. Un étrier arrière 12 fixé sur les tôles de côté 11 et muni de deux ressorts 13 reçoit le choc du godet en fin de course. En outre, deux autres butées 14 et 15, placées entre les tôles 11 et les rampes 9 viennent en fin de course arrêter le godet par contact avec ses cornes, l'une en position haute, l'autre en position basse.
Aux extrémités du plateau supérieur tournant 8 se trouvent des dispositifs de retenue 16 composés d'un boulon, d'un galet conique, et de rondelles Belle ville formant ressort. Le cône, grâce aux rondelles, est toujours appliqué contre la rampe prévue à cet effet sur le carter inférieur 1. Ces dispositifs de retenue empêchent le basculement du plateau supérieur tournant 8 sous les efforts du godet.
Sur ce plateau supérieur tournant 8 se monte un treuil 17 mû par un moteur 18. Ce treuil actionne deux roues à flasques 19 sur lesquelles s'enroulent des chaînes 20. Ces chaînes 20 sont, à leur autre extrémité, attachées sur les cornes du godet.
L'ensemble du dispositifbasculant comprend un godet proprement dit 21 solidaire de deux flasques latéraux ou des cornes 22, lesquels sont solidaires de deux roues 23 qui reçoivent les secteurs dentés 24. Sur les cornes 22 viennent s'attacher en un point judicieusement choisi les chaînes 20, lesquelles, sout l'effort du treuil 17, tirent sur le godet et le font basculer et monter sur
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le chemin de roulement 9 en même temps que les secteurs dentés 24 s'engrènent sur les dents des crémaillères 10; et Par ce mouvement le godet est amené en haut%vers l'ar- rière de la machine dans la position indiquée par un tra- cé pointillé sur la fig. 1.
La forme des cornes 22 est telle que le go- det prend un mouvement accéléré. Les chaînes 20, qui ti- rent au départ avec un bras de levier maximum en vue de vaincre plus facilement la résistance au démarrage, sor- tent peu à peu (à mesure que le godet bascule) des gout- tières dans lesquelles elles se trouvent placées. Leur bras de levier diminue progressivement à mesure que le godet bascule et monte sur les rampes 9. De ce fait, et aussi du fait que le treuil tend à tourner de plus en plus vite, elles donnent au godet un mouvement accéléré qui empêche le contenu du godet de se répandre en route.
A l'intérieur des secteurs dentés 24 vien- nent se monter deux cames 25 qui servent à actionner un dispositif de centrage automatique du godet pendant qu'il bascule.
Le godet porte un ressort amortisseur 26 pour buter contre le carter 1 dans sa position basse,,
La machine permet le pelletage sur le coté.
Dans ce but, l'ouvrier fait tourner le plateau supérieur à la main, et met ainsi le godet dans la position voulue.
Le plateau supérieur tournant 8 entraîne, dans sa rotation, un levier 27, lequel est articulé et porte à sa partie inférieure un rouleau 28. Lorsque le plateau supérieur 8 tourne, un de ces leviers 27 (celui de droite ou celui de gauche, selon le sens dans lequel tourne le plateau supérieur) bute contre un autre rou- leau vertical 29 solidaire du carter inférieur 1. Comme
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ce dernier est fixe, c'est le levier 27 qui tourne dans le sens indiqué par la flèche sur la fig.1 et sur la fig. 6.
Quand le godet bascule et monte sur la rampe inclinée 9, la came 25 vient appuyer sur le levier 27 et l'oblige à reprendre sa place normale. mais ce faisant, le levier 27 appuie, par son rouleau inférieur 28 sur le rouleau vertical 29.
Comme ce dernier est fixe et ne peut se déplacer, puisqu'il fait partie du carter 1, le levier 27 fait tourner le plateau supérieur 8 jusqu'à ce qu'il ait repris sa position normale. Le godet ae trouve donc ramené automatiquement dans l'axe de la machine pendant sa course et peut se déverser tout droit dans la berline placée derrière la machine. Comme tous les déplacements réciproques se font par le contact des rouleaux 28 et 29, il n'y a pas de frottement proprement dit entre ces pièces qui roulent l'une sur l'autre. En position arrière haute, le godet appuie sur les deux leviers 27 en même temps par l'intermédiaire des cames 25 ; le plateau supérieur tournant ne peut tourner ni à gauche, ni a droite, et se trouve donc verrouillé en position normale tant que le godet reste en position haute.
Deux évidements 30 pratiqués dans le plateau supérieur tournant 8 permettent le passage des rouleaux 29 avec tout le débattement nécessaire.
Sur la tubulure 31 d'alimentation d'air du moteur 18 du treuil IV, on dispose un robinet à boisseau commandé par un levier de forme spéciale 32 comportant une rainure. Dans cette rainure vient s'engager un ergot 33 placé sur la corne 22 du flasque gauche du godet. Quand la corne du godet passe, son ergot 33 s'engage dans la
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rainure et oblige le levier 32 à tourner. Ce levier 32 commande le boisseau. Ce dernier faisant un quart de tour ferme automatiquement l'alimentation d'air du moteur. On évite ainsi une traction dangereuse et inutile des chaînes 20 en fin de course et un choc trop violent du godet sur ses ressorts de butée 13. Quand le godet redescende la corne 22 remonte,.le levier 32 fait faire un quart de tour inverse au boisseau du robinet. L'alimentation libre du moteur est donc rétablie automatiquement.
Le fonctionnement de la machine est le suivant :
On avance la machine sur rail contre le déblai à'évacuer en actionnant le dispositif automoteur, le godet 21 étant en position basse. Par secousses, on fait pénétrer le plus possible le godet dans le tas de déblai. En même temps, et également par saccades, on actionne le moteur 18 qui meut le teauil 17. Celui-ci enroule les chaînes 20 sur les tambours 19 lesquels amorcent des mouvements très courts de basculement du godet: Sous l'effet de ces deux sortes de mouvement, le godet 21 prend un mouvement de fouille et se remplit en pénétrant de plus en plus dans le déblai. On répète ces mouvements jusqu'à ce que le godet soit suffisamment plein. A ce moment on actionne à fond le moteur 18 du treuil 17.
Le godet est alors basculé et ramené en arrière par la traction des chaînes qui l'obligent à monter sur les rampes 9 du plateau supérieur tournant 8,.
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Le moteur du treuil prenant de la vitesse, et la forme des cornes 22 diminuant le bras de levier des chaînes, le godet prend un mouvement accéléré en basculant sur les rampes 9.
Ce mouvement accéléré empêche la matière contenue dans le godet de se répandre en cours de route. Lorsque le godet arrive au bout de sa course, il bute en haut contre les ressorts 13 et en bas contre les butées 14. La matière contenue dans le godet continue sa course et se trouve pro- jetée dans la berline ou dans le wagonnet situé derrière la berline. Les ressorts 13 amorcent le retour du godet ainsi vidé et qui retombe ensuite plus doucement par gra- vité tout en descendant les rampes 9. En bout de course, à sa position basse, le godet bute d'une part, par ses cornes 22 sur les butées 14 fixées sur les tôles de côté 11, et d'autre part, sur le carter inférieur 1, par l'intermédiaire du ressort 26 fixé sur le godet. La machine est alors prête à recommencer l'opération.
Bien entendu, le conducteur peut couper l'arrivée d'air au moteur 18 qui actionne le treuil 17 avant que le godet bute sur les ressorts 15 de façon à éviter des chocs trop brutaux et dangereux. Mais ce danger se trouve déjà évité par le dispositif auxiliaire de distribution qui coupe l'arrivée d'air au moteur 18 du treuil 17 décrit ci-dessus et montré par les fig. 1 et 7.
Le conducteur peut, s'il le veut, freiner la descente du godet par de petits appels d'air sur le moteur au treuil 17 et, si besoin est, il peut immobiliser le godet à une position quelconque.
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Quand le tas de matières à reprendre se trouve sur le côté de la voie sur laquelle roule la machine, le
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'\<!' conducteur fait tourner à la main le plateau supérieur tour- nant 8 dans le sens désiré et l'angle voulu. Le godet 21 se trouve alors placé de façon telle qu'il peut pelleter sur le côté de la machine avec le même mouvement de fouille -qu'en position normale dans l'axe de la machine, et la manoeuvre de cette dernière est exactement la même* Mais dans ce cas il faut ramener le godet en position centrale pour le faire est déverser derrière la machine. Ce but/atteint par le fonc- tionnement du dispositif de centrage automatique montré par les fig. 1, 2, 3 et 6, et décrit ci-dessus.
REVENDICATIONS
1. Pelle mécanioue du type comportant un chas- sis roulant sur lequel est montée une plateforme pivotante portant une benne râcleuse susceptible de subir des mouvements alternatifs sensiblement horizontaux pour l'opération de pel- letage, puis à être soulevée de manière à rejeter les matiè- res pelletéss en arrière de la machine, caractérisée en ce que la benne est solidaire de deux flasques latéraux portant un galet roulant sur une rampe solidaire du plateau 'tournant, sous l'action d'une chaîne ou câble de traction s'enroulant sur un treuil, ce mouvement de tradtion déterminant ainsi si- multanément un mouvement de montée et de pivotement de la benne.
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PATENT OF I N V E N T I O N Pelle Mécanique Jules Henri PROQUITTE.- International Convention of 1883 with regard to the patent application filed in France on
June 20, 1944
The machine which is the subject of the present invention consists of a mechanical shovel particularly intended for working underground such as, for example, in mines and, in general, in all works or sites where access and places are very limited even in height.
In addition, this mechanical shovel is designed to be small enough to be placed in the descent cages of mines':
This mechanical shovel is designed so that it can shovel by moving it forward against and in the
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cuttings to be evacuated and, by tilting the digging bucket, to dump this cuttings into a sedan or a wagon located behind the shovel. It must also be able to shovel sideways on the side and automatically return the bucket to the central position for the emptying operation.
Fig. l represents the profile view of the machine. Fig, 2 shows the front view, and fig. 3 shows the plan view. Fig. 4 is intended to show the ramps of the upper turntable, and the teeth of the ascent racks. Fig. 5 shows the bucket horns provided with a toothed sector and two auxiliary wheels intended to actuate the automatic centering system. Fig. 6 shows the automatic centering device, and FIG. 7 shows the accessory air distribution device for the winch motor.
The apparatus consists of five groups of essential components: a) An automobile lower carriage intended to run on rails and to propel the machine forward and backward. b) An upper turntable fitted with a winch. c) A tilting bucket. d) An automatic centering device. e) An accessory air distribution device.
The automotive lower carriage is composed
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a housing 1 containing a series of gears which transmit to the wheels 2 the movements of the motor 3. 'A release device controlled by an external lever. 4 makes it possible to make the motor independent of the gears when the machine has to be towed, for example. The housing 1 comprises a front stopper 5 and rear coupling lugs 6.At its upper part, the housing 1 carries a ball bearing 7 intended to receive the upper rotating plate 8.
The upper turntable 8 rests, via the balls 7 on the lower casing 1.
This casing also comprises a male centering coming to be placed in a female centering on the casing 1; The upper rotating plate 8, / on each side, an inclined ramp 9 which forms the track of the tilting bucket. On each internal face of this raceway is arranged an ascent rack 10. This rack only plays an auxiliary role and all the load of the bucket rests on the ramp 9. The lower front parts of these ramps 9 are curved. It is on these curved lower parts that the bucket is placed when, in the low position at the front of the machine, it enters the cut and fills under the effect of the thrust of the machine and of the jerky shoveling motion given by the winch.
This curved shape therefore makes it possible to reserve all the energy of the winch for the shoveling movement and to start the upward movement of the bucket only when the latter is sufficiently full,
The teeth of the auxiliary racks 10 have a special shape. Very rounded on the top, they narrow appreciably at their lower part.
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higher. This arrangement and this shape make it impossible to accumulate dust in the teeth.
Outside the upper turntable 8 are fixed side t8les 11. A rear bracket 12 fixed to the side plates 11 and provided with two springs 13 receives the impact of the bucket at the end of the stroke. In addition, two other stops 14 and 15, placed between the sheets 11 and the ramps 9 come at the end of the stroke to stop the bucket by contact with its horns, one in the high position, the other in the low position.
At the ends of the upper turntable 8 are retainers 16 composed of a bolt, a conical roller, and Belle Ville washers forming a spring. The cone, thanks to the washers, is always applied against the ramp provided for this purpose on the lower casing 1. These retaining devices prevent the tilting of the upper rotating plate 8 under the efforts of the bucket.
On this upper rotating plate 8 is mounted a winch 17 driven by a motor 18. This winch actuates two flanged wheels 19 on which chains 20 are wound. These chains 20 are, at their other end, attached to the horns of the bucket. .
The entire tilting device comprises a proper bucket 21 integral with two side flanges or horns 22, which are integral with two wheels 23 which receive the toothed sectors 24. On the horns 22 are attached at a carefully chosen point chains 20, which, under the force of the winch 17, pull on the bucket and cause it to tilt and climb on
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the raceway 9 at the same time as the toothed sectors 24 mesh with the teeth of the racks 10; and By this movement the bucket is brought up% towards the rear of the machine in the position indicated by a dotted line in fig. 1.
The shape of the horns 22 is such that the cup assumes an accelerated movement. The chains 20, which pull at the start with a maximum lever arm in order to overcome the starting resistance more easily, gradually come out (as the bucket tilts) from the gutters in which they are located. placed. Their leverage gradually decreases as the bucket tilts up and up the ramps 9. Because of this, and also because the winch tends to turn faster and faster, they give the bucket an accelerated motion which prevents content. of the bucket to spread en route.
Within the toothed sectors 24 are mounted two cams 25 which serve to actuate an automatic centering device of the bucket while it tilts.
The bucket carries a damping spring 26 to abut against the housing 1 in its lower position ,,
The machine allows shoveling on the side.
For this purpose, the worker turns the upper plate by hand, and thus places the bucket in the desired position.
The upper rotating plate 8 drives, in its rotation, a lever 27, which is articulated and carries at its lower part a roller 28. When the upper plate 8 rotates, one of these levers 27 (the one on the right or that on the left, depending on the direction in which the upper plate turns) butts against another vertical roller 29 integral with the lower housing 1. As
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the latter is fixed, it is the lever 27 which rotates in the direction indicated by the arrow in fig.1 and in fig. 6.
When the bucket tilts and climbs on the inclined ramp 9, the cam 25 presses on the lever 27 and forces it to return to its normal position. but in doing so, the lever 27 presses, by its lower roller 28, on the vertical roller 29.
As the latter is fixed and cannot move, since it is part of the housing 1, the lever 27 rotates the upper plate 8 until it has returned to its normal position. The bucket is therefore automatically returned to the axis of the machine during its travel and can flow straight into the sedan placed behind the machine. As all the reciprocal movements are made by the contact of the rollers 28 and 29, there is no actual friction between these parts which roll on one another. In the high rear position, the bucket presses on the two levers 27 at the same time via the cams 25; the upper turntable cannot turn either to the left or to the right, and is therefore locked in the normal position as long as the bucket remains in the upper position.
Two recesses 30 made in the upper rotating plate 8 allow the passage of the rollers 29 with all the necessary clearance.
On the air supply pipe 31 of the motor 18 of the winch IV, there is a ball valve controlled by a specially shaped lever 32 having a groove. In this groove engages a lug 33 placed on the horn 22 of the left flange of the bucket. When the bucket horn passes, its lug 33 engages in the
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groove and forces lever 32 to turn. This lever 32 controls the plug. The latter making a quarter turn automatically shuts off the air supply to the engine. This avoids dangerous and unnecessary traction of the chains 20 at the end of the stroke and an excessively violent impact of the bucket on its stop springs 13. When the bucket comes down, the horn 22 goes up, the lever 32 makes the reverse quarter turn. tap bushel. The free supply of the motor is therefore restored automatically.
The operation of the machine is as follows:
The machine is advanced on rail against the cuttings to be evacuated by actuating the self-propelled device, the bucket 21 being in the low position. By jerking, the bucket is made to penetrate as much as possible into the pile of cuttings. At the same time, and also jerkily, the motor 18 is actuated which moves the teauil 17. The latter winds the chains 20 on the drums 19 which initiate very short tilting movements of the bucket: Under the effect of these two kinds movement, the bucket 21 takes a digging movement and fills up by penetrating more and more into the cuttings. These movements are repeated until the bucket is sufficiently full. At this time, the motor 18 of the winch 17 is fully activated.
The bucket is then tilted and brought back by the traction of the chains which force it to climb on the ramps 9 of the upper rotating plate 8 ,.
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The motor of the winch picking up speed, and the shape of the horns 22 reducing the lever arm of the chains, the bucket takes an accelerated movement by tilting on the ramps 9.
This accelerated movement prevents the material in the bucket from spilling out along the way. When the bucket reaches the end of its stroke, it abuts up against the springs 13 and down against the stops 14. The material contained in the bucket continues its course and is thrown into the sedan or into the wagon located behind. the sedan. The springs 13 initiate the return of the bucket thus emptied and which then falls more gently by gravity while descending the ramps 9. At the end of its stroke, in its low position, the bucket, on the one hand, stumbles, by its horns 22 on the stops 14 fixed on the side plates 11, and on the other hand, on the lower casing 1, by means of the spring 26 fixed on the bucket. The machine is then ready to start the operation again.
Of course, the driver can cut off the air supply to the motor 18 which actuates the winch 17 before the bucket hits the springs 15 so as to avoid too sudden and dangerous impacts. But this danger is already avoided by the auxiliary distribution device which cuts off the air supply to the motor 18 of the winch 17 described above and shown in FIGS. 1 and 7.
The driver can, if he wishes, slow down the descent of the bucket by small calls for air on the motor at the winch 17 and, if necessary, he can immobilize the bucket in any position.
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When the pile of material to be collected is on the side of the track on which the machine is running, the
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'\ <!' the driver turns the upper turntable 8 by hand in the desired direction and angle. The bucket 21 is then placed in such a way that it can shovel on the side of the machine with the same digging movement - as in the normal position in the axis of the machine, and the maneuver of the latter is exactly the same. same * But in this case you have to bring the bucket back to the central position to do so and dump behind the machine. This object / achieved by the operation of the automatic centering device shown in figs. 1, 2, 3 and 6, and described above.
CLAIMS
1. Mechanical shovel of the type comprising a rolling chas- sis on which is mounted a pivoting platform carrying a scraping bucket capable of undergoing substantially horizontal reciprocating movements for the peeling operation, then of being lifted so as to reject the material. - shovel shovels behind the machine, characterized in that the bucket is integral with two side flanges carrying a roller rolling on a ramp integral with the turntable, under the action of a chain or traction cable winding on a winch, this traditional movement thus simultaneously determining an upward and pivoting movement of the bucket.