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"sùur SUR TRA0TEU Rtl
La présente invention est relative à un système de grue pour tracteurs et aux tracteurs munis de grues servant à prendre de lourdes'charges, à les transporter d'un lieu. à un autre et à les déposer aux déplacements désirés, L'un des buts de la présente invention est de réaliser un système de grue sur. tracteur qui est roouste, puissant et facile à manoeuvrer. Plus particulierement, elle vise une grue ou derrick sous forme.d'une comoinaison susceptible d'être appli- quée et reliée à des tracteurs existants, avec un minimum de réaménagement et de modification du tracteur.
Elle se pro- pose encore de réaliser un systeme de grue et une combinaison de ce systeme avec un tracteur qui sont de la plus grande simplicité tout en étant capaoles d'effectuer toutes les opé- rations que l'on exige d'un système de grue de ce genre,
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dans lequel les forces et les réactions sont supportées et absorbées par le système de grue lui même et qui donne de .la flexibilité permettant aux chenilles ou courroies trac- trices de la machine de s'adapter d'elles-mêmes aux inégalités du sol.
On va décrire ci-dessous une forme de réalisation particulière de l'invention, donnée à titre d'exemple, et à laquelle l'invention n'est pas limitée, celle-ci comprenant toutes les variantes casées sur le même principe.
Sur les dessins annexés :
La figure 1 est une vue de côté d'une grue sur trac- teur selon l'invention.
La figure2 est une vue de cette grue, en élévation par l'arriere.
La figure 3 en est une vue en plan.
La figure 4 est une coupe de détail du systeme de guidage du câole, faite suivant la ligne 4-4 de la figure 3.
La figure 5 est une coupe de détail suivant la ligne 5-5 de la figure 4.
La figure 6 est une coupe Transversale ¯d'une piece -de l'un des systèmes tracteurs de la machine, faite suivant la ligne 6-6 de la figure 1.
La figure 7 est une coupe de détail de l'une des consoles de support pour des pieces de la grue, cette console étant une variante de celle représentée sur la figure 6.
La ligure 8 est une vue analogue à la figure 2, représentant une variante du mât et de la flèche.
Le tracteur représenté sur les dessins est un modèle type de l'un des tracteurs industriels bien connus, munis de tambours de levage, couramment utilisés comme- système à deux tambours, et de dispositifs de commande au moyen desquels les tamoours sont actionnés pour lever des charges et leur rotation est retardée lorsque l'on aoaisse les charges. Le moteur du tracteur est enfermé,dans une cabine 10, le tracteur est muni d'un siege 11 pour le conducteur, d'une console 12 fixée à l'arriere du cnâssis du tracteur et de tambours de treuil 13 et 14 au moyen desquels le câble de soulèvement de la cnarge et le câble de relevage sont actionnés et l'on voit en -15 une partie du mécanisme moteur des treuils.
La console 12 porte également des poulies de guidage 16-16-et 17-17 autour desquelles passent ces câoles. On n'a pas représenté ici d'autres détails du mécanisme moteur des tampours, ni les freins au moyen desquels ils sont retardés lorsqu'on descend la charge, ni les leviers de commande, car toutes ces pieces
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sont de type courant. Il est suffisant de dire qu'avec ce sys- teme, il suffit de deux leviers pour commander complètement les tambours en tirant ou en relâcnant les câoles.
Les systèmes de tracteurs sont de type courant, cnacun comprenant deux- carres eu U 18 comportant des' paliers
19 dans lesquels sont montés l'arore 20 de la roue d'entraîne- ment à dents 21 et'des paliers 22-dans lesquels tourne l'arore d'une poulie folle 23. La courroie de truction ou chenille
24 passe autour de la roue dentée et de la poulie. Des galets de support 25 tourillonnent dans des paliers 26 fixés sous les bords inférieurs des carres 18.et portent sur des éléments de cnenilles 27 portés par les pieces 28 dont la courroie de traction ou cnenille est composée.
L'arore 20, actionné par le moteur, tourne dans les paliers 19 et tout le systeme tracteur est capable de pivoter autour de cet arore en passant sur un terrain inégal, des ressorts étant interposés entre les parties avant du cnâssis du systeme tracteur et le châssis du tracteur, de façon à supporter élastiquement le poids de cette partie de la caisse du tracteur. Quoique tout ceci soit de construction courante, on en a donné ici une description générale pour faire voir que les systèmes tracteurs peuvent pivoter en se soulevant et s'abaissant indépendamment l'un de l'autre autour de l'arbre.moteur 20, en passant sur des saillies et obstacles se trouvant surle sol.
Le systeme de .grues comporte un mat 29, une flèche
30 et une pièce 31 que l'on appellera un contre-bras et qui sert de tirant pour la tête du mât. Le mât est d'une cons- truction robuste et rigide, il est fait de profilés en acier en U et de tôles fixés les uns sur les autres par soudure ou d'une autre manière , de façon à constituer une poutre 32 dans sa partie supérieure et trois pieds 33, 34 et 35 respective- ment qui se trouvent dans un plan oblique par rapport à la pou- tre 32, Les pieds sont munis d'yeux à leurs extrémités, en ali= gnement axial, qui sont accouplés au moyen de pivots 36, 37 et
38 avec des oreilles 39,40 et 41 respectivement d'une console de support 42 qui est fixée sur la barre en U extérieure 18 de l'un des systèmes tracteurs.
Il y a sur la console deux oreilles médianes 40 entre lesquelles se loge l'oeil du pied médian du mât. D'au- ' très oreilles 43 et 44 sont disposées sur la console du sup- port, au voisinage de chacune de ses extrémités et à l'extéri- eur des oreilles 22 et 41. Les oreilles extérieures entourent les yeux d'extrémité de la flèche 30 et aident à supporter les pivots 36 et 38 au moyen desquels les pieds extérieurs du mât. et les yeux d'extrémités de le flèche sont réunis à la console de support.
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La partie en forme de poutre 32 du mât s'étend obli- quementi en montant, sensiolement sur toute la largeur du trac- teur, et sa tête porte une oreille 45 à laquelle est reliée, par un pivot 46, l'extrémité supérieure du contre-oras 31.
L'extrémité inférieure de ce contre-Dras est accouplée aux oreilles médianes d'une console de support 47 qui est analogue à la console 42 et qui est fixée sur la carre extérieure en U de l'autre système tracteur. L'accouplement -comporte une biel- le 48 reliée, à une extrémité, par un pivot 49,au contre- bras 31 et, à l'autre extrémité, aux oreilles de la console par un pivot qui est sensiblement perpendiculaire au pivot 49.
Ces pivots sont pres les uns des autres et constituent en fait un joint universel permettant un mouvement angulaire relatif dans toutes les directions entre le contre-bras et le système tracteur.
Oa obtient un avantage important grâce au système de mât et à la disposition de sa tête et du point de liaison avec le contre-bras, sensiblement ou presque verticalement dans l'alignement du point'où le contre-bras est relié au système tracteur. Cet avantage est l'élimination des efforts latéraux exercés par les pièces de la grue sur le système tracteur. L'exactitude de cette indication ressortira de la discussion ci-dessous. Lorsque la flècne est en position inclinée ou Horizontale-le poids de la flecne et de la cnarge- qu'elle peut porter et la traction du câble de relevage don- nent une résultante qui est appliquée sur le systeme tracteur suivant la longueur de la flecne.
La composante norizontale de cette force est dirigée intérieurement vers la ligne centrale du tracteur. Toutefois, la tension sur le câb e de relevage est équilibrée par la force de compression dans le mât qui exerce une force sur le système, tracteur, avec une composante norizontale égale et 'opposée à celle exercée par la fleche. En conséquence, la se.le force non équilibrée appliquée sur le systeme tracteur s'exerce verticalement et est dirigée vers le bas lorsque la machine est sur un terrain plan. Le moment de rotation du mât et du système de grue, dû. à la charge, est équilibré par la force de traction qui s'exerce sur le contre- bras 31 et qui applique une force dirigée verticalement vers le naut sur le systeme -cracteur opposé.
Pour les raisons ci- dessus, la disposition de la tête du mât èt du contre-bras sensiblement verticalement au-dessus du point de liaison infé- rieur du couire-oras est considéré comme étant un facteur im- portant de la présente invention. Toutefois la présente inven- tion couvre également d'autres dispositions possibles, sacri-
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fiant cet avantage dans une mesure plus ou moins grande, car cies dispositions permettent de fonctionner quoique de façon moins satisfaisante.
La flecne est constituée par un cnâssis en A, rait de carres eu acier en H dont les extrémités supérieures sont réunies par soudure ou autrement et dont les extrémités infé- rieures ou pieds sont écartés et munis d'yeux dans lesquels passent les pivots 36 et 38 respectivement, dans les inter- valles compris entre les paires d'oreilles d'extrémités et 44. Une plaque est placée dans des encocnes des extrémités extérieures voisines des oarres en H et est soudée en place.
Les extrémités de cette plaque sont en saillie et constituent une oreille 50, d'un côté de la rlecne, et une oreille 51, de l'auzre côté. Des plaques de recouvrement 501 sont soudées sur les extrémités extérieures de ces narres et recouvrent les U entre leurs ailes.
Un tirant 52, qui est une Darre ou un tube rigide, est relié, à une extrémité, à l'oreille 50 par un pivot 53 et porte, à son extrémité opposée, une cage 54 dans laquelle sont montées des poulies 55,cette cage et ces poulies cons- tituant un moufle. L'oreille 51 comporte un certain uomure de trous dans chacun desquels on peut placer un crochet ou un étrier pour supporter le moufle supémeur 56 du. palan ou pour supporter autrement la chargeDes oreilles 57 sont fixées sur l'extrémité supérieure de la tête du mât, dans des plans parallèles, et elles supportent un pivot 58 sur lequel sont montées des poulies 22 et ces oreilles servent à séparer des poulies voisines.
Un câble 60 de support de la charge, fixé à l'un des moufles du palan passe autour des poulies des moufles supéri- eur et inférieur 56 et 61 et, du moufle supérieur, il va passer sur une poulie de guidage 62 montée sur le mât, puis sur une poulie de guidage 63, qui est accouplée au mât d'une façon qui sera décrite plus'loin, il passe dans un tube 64 dirigé vers l'arrière où les orins de câble.sont libres, sur une poulie de guidage 65 portée par un montant 66 porté lui- même par la console-12 de l'appareil de levage, sous une des poulies 17 et, de là, sur une des poulies 16 pour aller au ta&Dour de levage 13.
La poulie de guidage 62 de ce câble est placée sur le mât, aussi près que possible de la flecne, afin que la force exercée sur le câble 60 ait, aussi peu tendance que possiole à soulever la flecne.
On fait pivoter la flèche sur son pivot, dans la manoeuvre des charges, au moyen d'un câble de relevage 67 qui
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est fixé sur le mât en 68, passe autour des poulies 55 et 59 en deux ou plusieurs orius, puis autour dtune poulie de guida- ge 69, dans le tube 64-, sur un guide qui se trouve à côté de la poulie 65 et va au tambour 14 en. passant autour de l'autre jeu de poulie 17 et 16, de façon sensiolement parallele au câple de la cnarge.
En faisant les oreilles 50 et 51 d'une seule pièce métallique, passant dans l'extrémité de la flèche et fixée à elle, on obtient une construction aussi robuste que possiole pour le levage de cnarges. Elle transmet les efforts directe- ment du palan à l'anneau supérieur de la flèche jusqu'à la limite de sa résistance à la traction et elle n'est pas sus- ceptible de se rompre par suite d'un défaut de soudure.
Le montant 66 est relié à la console 12 par un pivot 70 de sorte qu'il pout pivoter vers l'avait et vers l'arrière dans uu plan sensiblement vertical.
Il est relié au tube 64 par uh coude constitué par un étrier ,21. monté sur le tube 64, à cheval sur un guide poulie 72 fixé au montant et relié à celui-ci par le même pivot 73 sur lequel sont montées la poulie de guidage 65 et la poulie qui se trouve à côté d'elle et sur laquelle passe le câble de relevage. L'étrier 71 comporte une tige tubulaire 74 pouvant tourner dans le tube 64 et le guide- poulie 72 comporte une tige 75 pouvant tourner dans l'extré- mité supérieure du montant 66.
Cette pièce constitue un accou- plement universel permettant un mouvement angulaire relatif entre le montant et le tube 64 autour de trois axes sensible- ment perpendiculaires les ans aux autres et l'extrémité avant du tube est reliée au mât par un accouplement 76 construit de façon à permettre un mouvement angulaire autour d'un axe dirigé dans le sens de la longueur du mât et d'un autre axe sensiblement perpendiculaire à la'fois au mât et au tube.
Les poulies 63 et 69 sont portées par le tube 64 à l'extrémité de celui-ci qui est voisine du. mât et elles sont placées sur les côtés opposés de l'axe du tube. On. les a représentées ici comme étant portées par des pivota 77.(dont 1'on est tubulaire de façoa à permettre au câble d'y passer, comme on le voit sur la figure 5), montés.dans un châssis figé au tube, mais ce détail n'est pas une caractéristique essentielle.
Elles pourraient être montées dans un châssis rigide ou autre- ment en positioa fixe pourvu que les brins .des deux câbles soient disposés dans le sens de la longueur da mât. Toutefois, le système à pivotement permet de placer l'un quelconque des câbles suivant différentes obliquités par rapport à la longueur du mât, si on le désire. En utilisant la poulie de
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guidage 62 ou un système équivalent, les deux câbles 60 et 67 partent des poulies 63 et 69 dans des directions opposées l'une à l'autre et sensiblement en alignement. En conséquence, lorsqu'ils supportent ensemble une charge, les efforts qui s'y exercent sous l'action de la charge sont équilibrés.
Les pièces 64 et 66 agissent comme des contre-fiches qui absorbent les efforts exercés sur les câbles et soulagent le châssis du tracteur et les systèmes tracteurs des efforts de traction. Si les câbles partaient directement du mât pour aller aux tambours, ils appliqueraient sur le mât une force latérale importante et un effort de soulèvement sur l'extrémité arrière du tracteur, ce qui gênerait sérieusement le libre mouvement'du système tracteur sur lequel est fixé le pied du mât.
En disposant des éléments rigides entre les tambours et les points où les câbles quittent le mât, les forces de trac- tion exercées par les câbles sont absorbées et neutralisées et l'atticulation qui se trouve entre les éléments rigides, au moyen desquels les câbles se déplacent suivant une trajec- toire oblique, permet à ces éléments de maintenir une longueur de câble sensiolèment constante entre les tambours et le mât que ce dernier soit incliné dans un sens ou dans l'autre du fait du déplacement du systeme tracteur qun le porte lorsqu'il circule sur un sol inégal ou sur des oustacles.
Un ressort 88.est intercalé entre la flecne et le tirant de façon à porter sur des butées de ces pieces, pres de l'articulation 53. Ce ressort supporte le poids du tirant et du moufle 54-55 et les' maintient écartés de la fleche sui- vant un angle sensiblement constant avec la fleche lorsque le câble de relevage prend du mou de sorte que le moufle ne se oalance pas lorsque la tension du câble de relevage change brusquement sous l'action de conditions qui se produisent fréquemment lorsque l'on manoeuvre des charges et lorsque la grue se déplace. D'autres ressorts à boudins 89 sont montés sur des côtés du mât, obliquement entre la partie montante de pied et. la partie en forme de poutre inclinée de ce mât.
Ils 's'appliquent'contre des consoles 90' du mât et ils sont portés par des carres qui font saillie sur les consoles respectives et pénetrent dans les spires des ressorts respectifs. Ils sont situés sur la trajectoire des deux bras de la fleche et ils viennent porter contre celle-ci en étant comprimés par.elle lorsqu'elle est dans sa position relevée représentée en pointillé sur la figure 2 ou au voisinage de cette position.
Ils ont'principalement pour rôle d'écarter la flèche de sa position relevée lorsque l'on donne du mou au câole de relevage
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pour l'amener dans une positron¯où elle est assez inclinée pour que la pesanteur.puisse agir pour l'abaisser davantage.
La-fleche peut être placée dans une position pour laquelle son centre de gravité est verticalement au-dessus de son pivot ou mène au delà de la verticale si le tracteur est sur un terrain qui souleve le côté sur lequel la fleche@plvote plus naut que l'autre et, en ce cas, la pesanteur seule n'est pas suffisante pour abaisser la flèche et tirer sur le câble de relevage lorsqu'on donne du mou-à celui-ci. Lesressorts font que la flèche s'abaisse dans ces conditions.
La cage.±µ portée par le tirant comporte uge pièce ou cloison transversale 91 (figure 3) qui vient buter contre les 'oreilles 57 portant la poulie de là tête du mât, lorsque les poulies sont amenées moufle contre.moufle comme cela est représenté en pointillé sur la figure 2. Le mât, la.flècne et la bride forment alors un triangle rigide qui empêche la fleche de basculer lorsque le tracteur se déplace sur un ter- rain inégal ou à vitesse inégale, en transportant une charge d'un endroit à un autre. De préférence, le-tirant et sa cage ont une longueur telle que la flèche est alors verticale lors- que le tracteur est sur un terrain plan, mais ceci n'est pas essentiel.
Le triangle rigide est toutefois important et on- peut l'obtenir avec un tirant plus long ou plus court que celui représenté ici.
Grâce aux articulations au moyen desquelles le contre,- bras est réuni au mât ae la grue et au système tracteur et à celles entre le tuoe 64 et le montant 66, on maintient .la com- plete flexibilité du tracteur tandis que la grue elle même est rigide. En conséquence, l'un ou l'autre des systèmes trac- teur peut se soulever au-dessus de l'autre ou s'abaisser en dessous, en passant sur des bosses et des irrégularités du sol sans exercer d'efforts de traction sur le châssis du trac- teur ou sur la grue.
Si, par exemple, le système tracteur sur lequel pivotent les pieds du mât et de la flecheoscille en se soulevant ou en s'auaissant autour de sa liaison à pivot avec le cnâssis, la grue oascule vers l'avant ou vers l'arriere mais les accouplements en naut et en pas du contre-aras 31 permettent ces mouvements sans exercer d'efforts de flamoage appréciaole @ur le contre-pras ou sur les'autres parties dg. dispositif et le tube 64 et le montant 66 s'adaptent à tous ces mouvements et maintiennent les différentes poulies de guidage à des distances invariables les unes des autres, à tout moment, dans la position voulue pour aosoroer les forces exercées par les câbles, comme décrit, et dans des plans cor-
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rects pour guider convenablement les câoles delevage.
Les for- ces et les réactions qui se produisent lorsque l'on soulevé ou descend des charges, sauf celles dues aux contre-ficnes articulées, sont supportées par la construction de la grue elle-même et par les systèmes tracteurs en un point situé bas, au..voisinage du sol. Elles ne sont pas transmises du tracteur.
Il n'est pas essentiel que la flèche de la grue pivote directement sur le cnâssis-du système tracteur car elle peut être montée directement sur le mât et être reliée à celui-ci par un pivot à tout endroit voulu. La ligure 8 repré- sente une variante dans laquelle une flèche 30a est reliée au moyen de pivots 100 au mât, suivant un axe voisin du sommet de l'angle que font les parties verticales et inclinées du mât. Cette flèche, comme la flèche 30, est un châssis en A et comporte des branches se mettant à cheval sur le mât et re- liées à ce dernier par deux pivots en alignement.
Des ressorts 89a, analogues aux ressorts 89,sont portés.par des consoles 90a fixées sur les éléments'latéraux du mât, dans une position telle 'qu'ils viennent en prise avec les branches de la flèche et soit comprimée par elle lorsque cette dernière est sensi- blement verticale et à écarter cette flèche lorsqu'on lâche le câble de relevage. A tous les autres points de vue, ce système de grue est identique à celui précédemment décrit, il est monté sur le tracteur et est commandé par un système moteur à deux tambours et à câbles, de la,même façon. Sur la figure 8, on n'a pas représenté, pour plus de simpircité, le système moteur de la figure 2.
Dans les deux types de grue, la flèche est portée par l'un des systèmes tracteurs exclusi- vement et est disposée de façon à pivoter autour d'un axe s'étendant dans le sens de la longueur du système tracteur.
Les façons suivant lesquelles on peut utiliser les deux câbles 60 et 67 conjointement pour-lever et descendre des charges sont évidentes. Il y a lieu de noter également que dans certains cas on peut utiliser un seul câble dans ce but. Ainsi, on peut maintenir la flèche suivant une inclinai. son désirée sans changer celle-ci pendant 'que l'on lève ou descend les charges au moyen du câble 60, le câble de relevage se servant que-d'entretoise. Ou bien,on peut faire tourner la flèche sur son pivot en tirant ou lâchant le câble de relevage 67 pour faire monter ou descendre les charges qui sont suspendues à la flèche par le palan représenté ici ou par d'autres moyens, sans se servir du câble de la f lèchè autrement que comme organe de suspension.
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. Une caractéristique très importante de l'invention est constituée par le dispositif et la facilité avec lesquels la grue peut être montée sur dès tracteurs industriels. En se référant à la figure 6, on voit que la console de support 42 est munie sur son côté intérieur de.deux rainures parallèles 92 et qui ont la dimension voulue et sont à l'espacement voulu pour recevoir les ailes supérieure et inférieure de la barre extérieure 18 en U de l'un des systèmes tracteurs et que la vis 94 passe dans un trou de la console de support pour ve- nir se visser dans un trou taraudé de la barre d'ancrage 95 qui est soudée sur ltâme de la barre en U, entre ses ailes.
Il peut y avoir deux de ces vis placées aux extrémités de la console de support, comme représenté sur la figure 1 ou tout autre nombre quelconque. Les ailes de l'U et les épaulements constitués par les parois supérieures des rainures 92 et 93 supportent le poids de la grue et les vis 94 ne foit qu'assem- bler la console sur !'?/ Les trous des consoles par lesquels passent les vis étant assez larges pour qu'il ne s'exercer pas sur ces vis d'effet de cisaillement ou de flexion.
La console 47 est fixée sur l'autre système tracteur de la même façon et appliqueles efforts dirigés vers le naut et vers le cas, transmis par le contre aras 31, à la carre en U correspondante, du fait de sa mise en prise avec les ailes de cette carre.
Il n'y a pas à effectuer d'autres changements que d'appliquer des barres d'ancrage sur les U des systèmes trac- teurs pour monter,la grue sur n'importe quel tracteur indus- triel comportant des châssis de système tracteur de ce type et cette fixation peut se faire dans n'importe quel atelier comportant une installation de soudure par fusion.
La figure 7 représente une variante du système de console de support applicable au cas de tracteur dont les élé- ments du châssis longitudinal extérieur sont en coupe, en forme de boite. Dans ce type de tracteur, la poutre 18a correspon- dant à la barre 18 en U de la figure 6 porte une plaque 96 qui est soudée sur ses ailes et qui recouvre l'espace compris entre elles: La console 97 qui correspond aux consoles 42 et 47 comporte une lèvre ou épaulement 98 sur la face opposée à celle sur lesquelles les oreilles sont en saillie, cet épaulement s'appuyant sur le bord supérieur de la plaque 96 et la console est fixée au moyen d'un certain nombre de vis 99 se vissant dans des trous taraudés de la plaque 96.
Tout ce qu'il suffit de faire pour monter la grue sur des tracteurs de ce dernier type c'est de percer et de-tarauder un nombre suffisant de trous dans les plaques 96 des deux systèmes tracteurs pour re- cevoir les vis de liaison.
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Etant donné que les consoles sont identiques des deux côtés du. tracteur, on peut monter la grue pour la faire fonctionner sur le côté droit.ou sur le côté gauche du trac- teur et on peut facilement la faire passer d'un côté à l'autre suivant que cela est nécessaire. Lorsque la grue doit être utilisée dans des conditions qui empêchent de la faire tourner, cette possibilité d'inversion de la grue d'un côté à l'autre constitue un grand avantage.
Dans la description qui précède, lorsqu'on a utilisé les mots "vertical" et "horizontal", ils doivent être compris comme désignant les positions des différentes pièces lorsque le tracteur est au. repos sur un sol plan.
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The present invention relates to a crane system for tractors and to tractors provided with cranes for picking up heavy loads, for transporting them from a place. to another and to drop them at the desired displacements. One of the objects of the present invention is to provide a crane system on. tractor that is round, powerful and easy to maneuver. More particularly, it relates to a crane or derrick in the form of a comoinaison capable of being applied and connected to existing tractors, with a minimum of rearrangement and modification of the tractor.
It also proposes to realize a crane system and a combination of this system with a tractor which are of the greatest simplicity while being able to perform all the operations which are required of a system of. crane of this kind,
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in which the forces and reactions are supported and absorbed by the crane system itself and which provides flexibility allowing the tracks or traction belts of the machine to adapt on their own to uneven ground.
A particular embodiment of the invention will be described below, given by way of example, and to which the invention is not limited, the latter comprising all the variants based on the same principle.
In the accompanying drawings:
FIG. 1 is a side view of a crane on a tractor according to the invention.
FIG. 2 is a view of this crane, in elevation from the rear.
Figure 3 is a plan view.
Figure 4 is a detail sectional view of the hull guide system, taken along line 4-4 of Figure 3.
Figure 5 is a detail section taken on line 5-5 of Figure 4.
Figure 6 is a cross section ¯ of a part of one of the tractor systems of the machine, taken along line 6-6 of figure 1.
Figure 7 is a detail sectional view of one of the support brackets for parts of the crane, this bracket being a variant of that shown in Figure 6.
Figure 8 is a view similar to Figure 2, showing a variant of the mast and the jib.
The tractor shown in the drawings is a typical model of one of the well-known industrial tractors, provided with lifting drums, commonly used as a two-drum system, and with control devices by means of which the tamoours are actuated to lift loads. loads and their rotation is delayed when the loads are lowered. The engine of the tractor is enclosed, in a cabin 10, the tractor is provided with a seat 11 for the driver, a console 12 fixed to the rear of the tractor frame and winch drums 13 and 14 by means of which the lifting cable of the cnarge and the lifting cable are actuated and part of the motor mechanism of the winches can be seen at -15.
The console 12 also carries guide pulleys 16-16-and 17-17 around which these cuffs pass. We have not shown here other details of the motor mechanism of the buffers, nor the brakes by means of which they are delayed when the load is lowered, nor the control levers, because all these parts
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are of common type. Suffice it to say that with this system, just two levers are enough to control the drums completely by pulling or releasing the hugs.
Tractor systems are of the common type, cnacun comprising two-sided U 18 comprising 'bearings
19 in which are mounted the ring 20 of the toothed drive wheel 21 and 'bearings 22-in which rotates the ring of an idler pulley 23. The truction belt or caterpillar
24 passes around the toothed wheel and the pulley. Support rollers 25 journal in bearings 26 fixed under the lower edges of the edges 18.et bear on elements of cnenilles 27 carried by the parts 28 of which the traction belt or cnenille is composed.
The arore 20, driven by the motor, rotates in the bearings 19 and the whole tractor system is able to pivot around this arore while passing over uneven ground, springs being interposed between the front parts of the tractor system frame and the tractor frame, so as to elastically support the weight of this part of the tractor body. Although all of this is of common construction, a general description has been given here to show that the tractor systems can pivot by raising and lowering independently of each other around the motor shaft 20, by passing over protrusions and obstacles on the ground.
The crane system comprises a mast 29, a boom
30 and a part 31 which will be called a counter-arm and which serves as a tie rod for the head of the mast. The mast is of a sturdy and rigid construction, it is made of U-shaped steel sections and sheets fixed to each other by welding or in some other way, so as to constitute a beam 32 in its part. upper and three feet 33, 34 and 35 respectively which are located in an oblique plane with respect to the beam 32, The feet are provided with eyes at their ends, in axial alignment, which are coupled by means of of pivots 36, 37 and
38 with ears 39,40 and 41 respectively of a support bracket 42 which is fixed to the outer U-bar 18 of one of the tractor systems.
There are on the console two median ears 40 between which is housed the eye of the median foot of the mast. Further ears 43 and 44 are disposed on the bracket console, near each of its ends and outside of the ears 22 and 41. The outer ears surround the end eyes of the bracket. boom 30 and help support pivots 36 and 38 by means of which the outer legs of the mast. and the boom end eyes are joined to the support bracket.
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The beam-shaped part 32 of the mast extends obliquely upwards, sensiolently over the entire width of the tractor, and its head carries an ear 45 to which is connected, by a pivot 46, the upper end of the tractor. counter-oras 31.
The lower end of this Contra-Dras is coupled to the middle lugs of a support bracket 47 which is similar to the bracket 42 and which is fixed to the outer U-shaped edge of the other tractor system. The coupling-comprises a connecting rod 48 connected, at one end, by a pivot 49, to the counter-arm 31 and, at the other end, to the ears of the console by a pivot which is substantially perpendicular to the pivot 49.
These pivots are close to each other and in fact constitute a universal joint allowing relative angular movement in all directions between the counter-arm and the tractor system.
Oa obtains an important advantage thanks to the mast system and the arrangement of its head and the point of connection with the counter-arm, substantially or almost vertically in line with the point where the counter-arm is connected to the tractor system. This advantage is the elimination of lateral forces exerted by the parts of the crane on the tractor system. The accuracy of this indication will become apparent from the discussion below. When the boom is in an inclined or horizontal position - the weight of the boom and the beam - it can carry and the traction of the lifting cable give a result which is applied to the tractor system depending on the length of the boom. .
The norizontal component of this force is directed internally towards the center line of the tractor. However, the tension on the lifting cable is balanced by the compressive force in the mast which exerts a force on the system, tractor, with a norizontal component equal and 'opposite to that exerted by the boom. As a result, the unbalanced force applied to the tractor system is exerted vertically and is directed downward when the machine is on level ground. The torque of the mast and crane system, due. load, is balanced by the tensile force exerted on the counter-arm 31 and which applies a force directed vertically towards the naut on the opposite cractor system.
For the above reasons, the arrangement of the mast head and counterarm substantially vertically above the lower connection point of the neck-oras is considered to be an important factor of the present invention. However, the present invention also covers other possible provisions, sacrificing
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relying on this advantage to a greater or lesser extent, since these arrangements make it possible to operate although in a less satisfactory manner.
The flecne is constituted by an A-frame, made of H-shaped steel edges, the upper ends of which are joined by welding or otherwise and the lower ends or feet of which are spaced apart and provided with eyes through which the pivots 36 pass and 38 respectively, in the gaps between the pairs of end ears and 44. A plate is placed in slots of the outer ends adjacent to the H-shaped holes and is welded in place.
The ends of this plate are protruding and constitute an ear 50, on one side of the ring, and an ear 51, on the other side. Cover plates 501 are welded to the outer ends of these noses and cover the U between their wings.
A tie rod 52, which is a Darre or a rigid tube, is connected at one end to the lug 50 by a pivot 53 and carries, at its opposite end, a cage 54 in which pulleys 55 are mounted, this cage and these pulleys constituting a muffle. The ear 51 has a certain uomure of holes in each of which a hook or a stirrup can be placed to support the upper block 56 of the. hoist or to otherwise support the load Ears 57 are fixed on the upper end of the head of the mast, in parallel planes, and they support a pivot 58 on which pulleys 22 are mounted and these ears serve to separate neighboring pulleys.
A load support cable 60, fixed to one of the hoist blocks, passes around the pulleys of the upper and lower blocks 56 and 61 and, from the upper block, it will pass over a guide pulley 62 mounted on the mast, then on a guide pulley 63, which is coupled to the mast in a way which will be described later, it passes through a tube 64 directed towards the rear where the rope slings are free, on a pulley of guide 65 carried by an upright 66 carried itself by the console-12 of the lifting device, under one of the pulleys 17 and, from there, on one of the pulleys 16 to go to the lifting stage 13.
The guide pulley 62 of this cable is placed on the mast, as close as possible to the flecne, so that the force exerted on the cable 60 has as little tendency as possible to lift the flecne.
The boom is pivoted on its pivot, in the maneuvering of the loads, by means of a lifting cable 67 which
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is fixed on the mast at 68, passes around the pulleys 55 and 59 in two or more oriuses, then around a guide pulley 69, in the tube 64-, on a guide which is next to the pulley 65 and goes to drum 14 in. passing around the other set of pulleys 17 and 16, sensiolely parallel to the cable of the cnarge.
By making the lugs 50 and 51 of a single piece of metal, passing through the end of the boom and attached to it, a construction as robust as possible is obtained for lifting cnarges. It transmits the forces directly from the hoist to the upper ring of the boom up to the limit of its tensile strength and is not liable to break due to a weld defect.
The upright 66 is connected to the console 12 by a pivot 70 so that it can pivot towards the front and towards the rear in a substantially vertical plane.
It is connected to the tube 64 by a bend consisting of a stirrup, 21. mounted on the tube 64, astride a pulley guide 72 fixed to the upright and connected to the latter by the same pivot 73 on which are mounted the guide pulley 65 and the pulley which is located next to it and on which pass the lifting cable. The yoke 71 has a tubular rod 74 rotatable in the tube 64 and the pulley guide 72 has a rod 75 rotatable in the upper end of the upright 66.
This part constitutes a universal coupling allowing a relative angular movement between the upright and the tube 64 around three axes substantially perpendicular to each other and the front end of the tube is connected to the mast by a coupling 76 constructed in such a way. to allow angular movement about an axis directed in the direction of the length of the mast and another axis substantially perpendicular to both the mast and the tube.
The pulleys 63 and 69 are carried by the tube 64 at the end of the latter which is close to the. mast and they are placed on opposite sides of the tube axis. We. has shown them here as being carried by pivots 77. (one of which is tubular so as to allow the cable to pass through it, as can be seen in FIG. 5), mounted in a frame fixed to the tube, but this detail is not an essential characteristic.
They could be mounted in a rigid frame or otherwise in a fixed position provided that the strands of the two cables are arranged in the direction of the length of the mast. However, the swivel system allows any of the cables to be placed at different angles to the length of the mast, if desired. Using the pulley
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guide 62 or an equivalent system, the two cables 60 and 67 leave the pulleys 63 and 69 in directions opposite to each other and substantially in alignment. Consequently, when they jointly support a load, the forces exerted therein under the action of the load are balanced.
The parts 64 and 66 act as struts which absorb the forces exerted on the cables and relieve the tractor frame and the tractor systems of the traction forces. If the cables went directly from the mast to the drums, they would apply a significant lateral force to the mast and a lifting force on the rear end of the tractor, which would seriously hamper the free movement of the tractor system on which the tractor is attached. foot of the mast.
By arranging the rigid elements between the drums and the points where the cables leave the mast, the tensile forces exerted by the cables are absorbed and neutralized and the linkage which is between the rigid elements, by means of which the cables are move in an oblique path, allows these elements to maintain a sensibly constant length of cable between the drums and the mast whether the latter is tilted in one direction or the other due to the movement of the tractor system that carries it when 'it travels on uneven ground or on oustacles.
A spring 88. is interposed between the flecne and the tie rod so as to bear on the stops of these parts, near the articulation 53. This spring supports the weight of the tie rod and the block 54-55 and keeps them apart from the boom at a substantially constant angle with the boom as the lift cable takes up slack so that the block does not swing when the tension of the lift cable changes sharply under conditions which frequently occur when we maneuver loads and when the crane is moving. Further coil springs 89 are mounted on the sides of the mast, obliquely between the rising foot portion and. the part in the form of an inclined beam of this mast.
They 'apply' against consoles 90 'of the mast and they are carried by edges which protrude on the respective consoles and penetrate into the turns of the respective springs. They are located on the trajectory of the two arms of the arrow and they come to bear against the latter by being compressed par.elle when it is in its raised position shown in dotted lines in FIG. 2 or in the vicinity of this position.
Their main role is to move the jib out of its raised position when slack is given to the lifting jack.
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to bring it into a positron where it is inclined enough so that gravity can act to lower it further.
The boom can be placed in a position where its center of gravity is vertically above its pivot or leads beyond vertical if the tractor is on ground which lifts the side on which the boom @ plvots more nautical than the other and, in this case, gravity alone is not sufficient to lower the boom and pull on the lifting cable when slack is given to it. The springs cause the boom to lower under these conditions.
The cage. ± µ carried by the tie rod comprises a piece or transverse partition 91 (figure 3) which abuts against the ears 57 carrying the pulley from the head of the mast, when the pulleys are brought muffle against muffle as shown. in dotted line in figure 2. The mast, the arrow and the flange then form a rigid triangle which prevents the boom from tilting when the tractor is traveling over uneven ground or at uneven speed, carrying a load of one. place to place. Preferably, the tie-rod and its cage have a length such that the boom is then vertical when the tractor is on level ground, but this is not essential.
The rigid triangle is, however, important and can be obtained with a tie rod longer or shorter than that shown here.
Thanks to the articulations by means of which the counter arm is joined to the mast of the crane and to the tractor system and to those between the tuoe 64 and the upright 66, the complete flexibility of the tractor is maintained while the crane itself. is rigid. As a result, either tractor system can rise above the other or lower below, passing over bumps and unevenness in the ground without exerting any tensile forces on it. the tractor frame or on the crane.
If, for example, the tractor system on which the legs of the mast and the boom pivot oscillates while being raised or lowered around its pivot connection with the frame, the crane tilts forwards or backwards but the nautical and step couplings of the cons-aras 31 allow these movements without exerting appreciiaole flamoage efforts @ur the cons-pras or on the other parts dg. device and the tube 64 and the upright 66 adapt to all these movements and keep the different guide pulleys at invariable distances from each other, at all times, in the desired position to aosoroer the forces exerted by the cables, such as described, and in cor-
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rects to properly guide the lifting coils.
The forces and reactions which occur when lifting or lowering loads, except those due to the articulated struts, are supported by the construction of the crane itself and by the tractor systems at a low point. , in the vicinity of the ground. They are not transmitted from the tractor.
It is not essential that the boom of the crane pivot directly on the frame of the tractor system as it can be mounted directly on the mast and be connected to it by a pivot at any desired location. FIG. 8 shows a variant in which an arrow 30a is connected by means of pivots 100 to the mast, along an axis close to the apex of the angle formed by the vertical and inclined parts of the mast. This jib, like jib 30, is an A-frame and has branches straddling the mast and linked to the latter by two aligned pivots.
Springs 89a, similar to springs 89, are carried by consoles 90a fixed on the lateral elements of the mast, in a position such that they engage with the branches of the boom and are compressed by it when the latter is substantially vertical and to move aside this arrow when releasing the lifting cable. In all other respects this crane system is identical to that previously described, it is mounted on the tractor and is controlled by a motor system with two drums and cables, in the same way. In FIG. 8, for greater simplicity, the engine system of FIG. 2 has not been shown.
In both types of crane, the boom is carried by one of the tractor systems only and is arranged to pivot about an axis extending lengthwise of the tractor system.
The ways in which the two cables 60 and 67 can be used together for lifting and lowering loads are obvious. It should also be noted that in some cases a single cable can be used for this purpose. Thus, one can maintain the arrow following an incline. its desired without changing it while lifting or lowering the loads by means of the cable 60, the lifting cable serving as a spacer. Alternatively, the boom can be rotated on its pivot by pulling or releasing the lifting cable 67 to raise or lower the loads which are suspended from the boom by the hoist shown here or by other means, without using the cable of the slack other than as a suspension member.
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. A very important characteristic of the invention is constituted by the device and the ease with which the crane can be mounted on industrial tractors. Referring to Figure 6, it is seen that the support bracket 42 is provided on its inner side with two parallel grooves 92 and which have the desired size and are at the desired spacing to receive the upper and lower flanges of the U-shaped outer bar 18 of one of the tractor systems and that the screw 94 passes through a hole in the support bracket to screw into a tapped hole in the anchor bar 95 which is welded to the web of the U-shaped bar, between its wings.
There may be two such screws placed at the ends of the support bracket, as shown in Figure 1, or any other number. The wings of the U and the shoulders formed by the upper walls of the grooves 92 and 93 support the weight of the crane and the screws 94 only assemble the console on! '? / The holes of the consoles through which pass the screws being large enough so that it does not act on these screws due to shearing or bending effect.
The console 47 is fixed to the other tractor system in the same way and applies the forces directed towards the naut and towards the case, transmitted by the counter macaws 31, to the corresponding U-shaped edge, due to its engagement with the wings of this edge.
There are no changes to be made other than applying anchor bars to the U of the tractor systems to mount the crane on any industrial tractor with tractor system frames of this type and this fixing can be done in any workshop having a fusion welding installation.
FIG. 7 shows a variant of the support console system applicable to the case of a tractor in which the elements of the outer longitudinal frame are in section, in the form of a box. In this type of tractor, the beam 18a corresponding to the U-bar 18 of FIG. 6 carries a plate 96 which is welded to its wings and which covers the space between them: The console 97 which corresponds to the consoles 42 and 47 has a lip or shoulder 98 on the face opposite to that on which the ears project, this shoulder resting on the upper edge of the plate 96 and the console is fixed by means of a number of screws 99 screwed into threaded holes in plate 96.
All that needs to be done to mount the crane on tractors of the latter type is to drill and tap a sufficient number of holes in the plates 96 of the two tractor systems to receive the connecting screws.
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Since the consoles are identical on both sides of the. tractor, the crane can be mounted for operation on the right side or on the left side of the tractor and can easily be shifted from one side to the other as required. When the crane is to be used in conditions which prevent it from turning, this possibility of reversing the crane from side to side is a great advantage.
In the above description, when the words “vertical” and “horizontal” have been used, they should be understood as designating the positions of the various parts when the tractor is at. rest on level ground.