<Desc/Clms Page number 1>
"Excavateur avec transpote à commande hydraulique"
La présente invention concerne un équipement excavateur niveleur, du type ayant un transporteur pour déplacer la terre vers l'arrière du récipient contenant la terre. Plus prticlièrement, l'invention concerne un perfectionnement dans le mécanisme de commande pour le transporteur.
Les excavateurs du type précité sont essen- tiellement des compartimente. mobiles à devant ouvert, munis de roues de sorte qu'ils peuvent être tirés par un tracteur ou par tout autre engin moteur approprié.
Afin de réduire la force de traction nécessaire pour
<Desc/Clms Page number 2>
tirer un tel appareil, on incorpore souvent à l'appa- reil des transporteurs du type racleur pour déplacer la terre raclée par la pelle niveleuse et la faire passer vers l'arrière dans le compartiment. Cette addition d'un tel transporteur à un équipement de terrassement du type niveleur non seulement assure la réduction de la force de traction mentionnée ci-dessus, mais en ou- tre diminue le temps nécessaire pour remplir le compar- timent dans sa totalité.
Bien que les excavateurs équi- pés de transporteurs constituent un perfectionnement par rapport aux excavateurs antérieures, ils sont sus- ceptibles de recevoir des perfectionnements supplémen- taires destinas à augmenter le rendement du transpor- teur et il en résulte une réduction à la fois pour ce qui concerne la force de traction nécessaire et pour ce qui concerne la durée du chargement.
J,asqu'à présent, les transporteurs qui ont été la prorés à un excavateur ont été commandés au moyen de trains d'engrenages,d'arbres extensibles et de joints universels divers, l'énergie étant fournie par une pri- se de force se trouvant sur le tracteur. Bien que ces dispositifs aient fonctionné d'une manière satisfaisan- te, leurs pièces sont susceptibles de subir des ruptu- res ou des détériorations pendant que l'équipement est soumis à un travail dur, par exemple quand de grosses pierres sont attsquées par les palettes du transporteur.
En outre, les trains mécaniques de commande nécessaires sont plus ou moins complexes étant donné qu'ils ont à assurer le mouverient relatif entre le tracteur et l'ex- cavteur pendant les virages et lorsqu'ils se déplacent sur un sol inégal.
<Desc/Clms Page number 3>
Pour essayer de simplifier la commande des transporteurs, on a suggère ant6rieurenent d'utiliser un moteur hydraulique porté par l'excavateur. Toutefois, ces premières tentatives faites pour substituer un mo- teur hydrauliqeu à la commande mécanique classique n'ont pas été couronnées de suches parce que le système hydraulique se détériorait rapidemt en raison d'une usure exagérée.
En conséquence, le but principal de la présen- te invention est de fournir un excavateur équipé d'un transporteur ayant une commande hydraulique sûre fai- sant fonctionner efficacent le transporteur pendant de longues périodes.
Un autre but de l'invention est de fournir un excavateur équipé d'un transo dur ayant une commande de transporteur qui ne souffre pas de charges soudaines appliquées au transporteur et ui est néanmoins d'une construction et d'un fonctionnement simples.
Enfin, un autre but de l'invention est de tour-, nir un excavateur équipé d'un transporteur comportant un moteur hydraulique combiné à un moyen à inertie éle- vée, pour commander le transporteur. L'action du moyen à inertie élevée empêche.que se produisent dans le sys- tème des augmentations soudaines, destructrices de pression, quand.les palettes du transporteur rencon- trent une résie ance soudaine au mouvement et elle maintient un movemt continu, régulier, du transpor- teur qui, autrement, aurait tendance b s'arrêter en rencontrant une résistance soudaine et en outre, elle réduit la puissance nécessaire pour faire fonctionner le transporteur.
L'utilisation de tuyaux souples au
<Desc/Clms Page number 4>
lieu des cimenta classiques de commode mécanique transmettant l'énergie. à partir de la source d'éner gie de l'engin moteur simplifie la commande de trans- mission d'énergie et permet, entre l'excavateur et 1'engin moteur, un mouvement relatif plus grand que celui qui a pu être obtenu jusqu'à présent avec les commandes mécaniques de transmission d'énergie.
Ces buts et ces avantages, ainsi que d'autres buts et d'autres avantages seront mis en évidence par la description qui va suivre et par les dessins anne ée sur lesquels :
La figure 1 est une vue en élévation latérale d'un excavateur équipa d'un transporteur conforme aux principes de 1a présente invention.
1a figure 2 est une vue en élévation latérale, avec coupe partielle, de l'excavateur de la figure 1 dont certaines parties occupent une position différant de celle qui est représentée sar la figure 1.
La figure 3 est une vue en élévation latérale . plus grande échelle et avec coupe partielle de la commande de transporteur des figures 1 et 2.
La figure 4 est une vue en élévation latérale avec coupe partielle d'une première variante de l'ex- cavateur de la figure 1.
La figure 5 est une vue en élévation latérale partielle d'une seconde variante de la commande de transporteur de la figure 1.
Sur les figures 1 et 2, on a représenté un excavateur 10, à dessus ouvert et à devant ouvert, du type général décrit dans le brevet des Etats-Unis d'é rique n 2.984.022 du 16 Mai 1961 , cet excavateur
<Desc/Clms Page number 5>
ayant des parois latérales 12 et une paroi postérieure 14 qui sont montées sur des éléments extérieurs 13 de châssis appropriés. La partie inférieure de l'excava- .teur 10 est formée par deux porte./de déchargement 16 et 18. Chacune de ces portes est montée pour exécuter un mouvement de pivotement autour d'un axe horizontal au moyen d'axes 20,22 articulant des oreilles verti- cales (non représentées), prévues sur les côtés de chaque porte, sur les parois latérales 12 de l'excava- teur.
Extérieurement aux parois latérales 12, les axes 20 et 22 sont fixée à des bras 24 et 26, respec- tivemtn qui sont articulés leurs extrémités infé rieures sur une bielle 28. Le bras postérieur 26 est articulé à son extrémité supérieure sur une extrémité d'un cylindre hydraulique 30 à double effet qui est articulé à son autre extré ité 32 sur un élément de renforcement 34 appartenant au châssis. L'élément de renforcement 34 et l'élément correspdoant sur le côté opposé s'étendent en arrière de la paroi postérieure 14 et ils sont supportés sur les extrémités opposées d'un essieu 36 sur lequel sont supportées des roues 38 reposant sur le sol.
Immédiatement en avant de la porte de déchargement 16 se trouve une pelle niveleuse fixe 40 qui s'étend vers l'avant et vers le bas, entre les parois latérales 12.
Deux bras 42 d'une structure en fourche et en col de cygne chevauchent l'extrémité avant de l'exca- vateur 10 et leurs extrémités sont articulées sur les éléments de renforcement 34 en 44. La tige 46 du col de cygne est reliée de manière amovible à l'extrémité
<Desc/Clms Page number 6>
arrière d'un tracteur 48 ou d'un autre engin au moyen d'un attelage classique, représenté en 50, qui permet un mouvement de rotation relatif entre l'excavateur et .le tracteur 48. Deux cylindres hydrauliques 52 a double effet, articles en 54 et en 56, relient !'ex trémité avant de l'excavateur 10 aux bras 42, de sorte que ces derniers peuvent être élevés et abaissés pour le déversement et le nivelage, respectivement.
A l'intérieur du devant ouvert de l'excava- teur 10 est disposé un transporteur 58 sans fin, du type niveleur, qui est incliné vers le haut et ters l'arrière, son extrémité inférieure avant étant dis posée immédiatement au-dessus de la pelle niveleuse 40. Ainsi qu'on peut le voir, le transporteur présen- te le construction et les montages qui sont décrits en détail dasnle brevet des Etats-Unis d'Amérieur n 2.984.022, mais il est bien évident que les détails cportuer ne forment pas une partie de la présen- te invention et qu'on peut se servir d'autres trans- porteurs du type niveleur.
Conforménet à la dexorip- tion donnée dans le brevet mentionné ci-dessus, le transporteur 58 comprend deux éléments longitudinaux 60 de chéssis cpi sont reliés entre eux par des élé monts traversua espacés longitudinalement (non re- présentés) %en deux extrémités des éléments de châs sis 60 sont munis d'arbres transversaux, pouvan tour- ner l'arbre inférieur étant représenté en 62.
Sur l'arbre inférieur 62 est fixée une paire de rouleaux
64, espacés dans le sens transversal et sur l'arbre supérieur est fixée une paire de pignons de chaîne de commande (non représentés) espacés dans le sens trans-
<Desc/Clms Page number 7>
versal, Sur les pignons de chaîne et sur les rouleaux 64 correspondants ainsi que sur deux galets fous 65 sont disposées deux chaînes sans fin 66, espacées dans le sens latéral, sur lesquelles sont montées des pa- lettes de raclage transversales 68, espacées dans le sens longitudinal.
Le transporteur 58 est supporté au voisinage de son extrémité arrière par une barre transversale 70 qui s'étend vers l'extérieur au-delà des éléments- de châssis 60 et qui est fixée à ces derniers par soudage.
La barre 70 est supportée à ses extrémités opposées par deux bras de levier courts 72 qui s'étendent vers le bas et qui sont placés à l'inférieur des parois laté- rales 12 de l'excavateur. La barre 70 peut tourner dans les extrémités supérieures des @ de levier 72 et les extrémités inférieures des bras sont articulées sur les parois latérales 12 de 1'excavateur au moyen d'axes 74. Deux bras de levier 76, long-,, s'étendant vers le haut et vers l'arrière, sont articulés sur les axes 74 et sur une barretransversale 78 qui est fixée par exem- ple par soudage aux éléments 60 du châssis de trans- porteur, au voisinage des extraites inférieures de ces derniers.
Au moyen de cette construction, qui est décri- te d'une manire plus détaillée dans le brevet n 2.964.022 de 'Etats-Unis d'Anérique précité, l'ex- trémité inférier du transporteur 58 peut se déplacer vers le haut quand elle rencontre des roches ou des matières analogues soulevées par la pelle niveleuse pendant son travail de raclage.
En outre, le poids du transporteur et l'action de ressorts (non représentés)
<Desc/Clms Page number 8>
poussent oonstamment 1'extrémité avant du transpor teur vers le bas de sorte que les palettes 68 creusent normalement profondément clans la terre 80 et main- tiennent la pelle niveleuse 40 relativement exempte de terre accumulée*
Conformément à la présente invention, le trans- porteur 58 ou un autre transporteur qui pourrait être utilisé en cet endroit est commandé par un moteur hy- draulique monté sur l'excavateur en combinaison avec un volant ou avec un organe équivalent afin que l'on puisse se passer de la commande mécanique habituelle compliquée entre l'excavateur et le moyen moteur et en même temps, afin de/foire un transporteur fonctionnant d'une manière efficace.
Dans la réalisation préférée, représentée sur les figures 1 à 3, un ensemble 82, mo- teur et volant, est fixé sur l'extrémité supérieure de l'un des éléments 60 de châsses du transporteur, de sor- te qu'il n'est pas nécessaire de prévoir de joints uni- versels ou des arbres télescopiques entre l'ensemble de commande 82 et le transporteur 58.
Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 1 !3, l'ensemble de commande 82 comprend un moteur hydrauli- que réversible classique 84 un réducteur à engrenages 86 et un volant 88 en forme de disque, tous ces organes étant cnteue à l'intérieur d'un carter commun qui peut être en plusieurs pièces en cas de besoin. L'en- semble réducteur 86 a un arbre d'entrée 92 qui est supporte, au voisinage de chacune de ses extrémités, par un roulement 94, monté dans le carter 90, et qui ont relié à l'arbre de sortie du motour 84 Entre ses extrémités, *'-'arbre 92 est muni d'une vis sans fin 96
<Desc/Clms Page number 9>
qui est en prise avec une roue dentée 98 pour comman- der l'ensemble réducteur et son arbre de sortie 99.
Le volant 88 est relié à l'extrémité de d'erbre d'en- trée 92, opposée au moteur 84, d'une Manière appropriée, par exemple par une clavette radiale 100 disposée entre l'arbre 92 et un moyeu 102 du volant 88 et par un bou- lon 104 qui passe aixlment à travers le volant pour pénétrer dans l'arbre 92.
L'ensmeble de commande 82 est monté sur le transporteur 58 dans une position telle que l'axe de l'arbre de sortie 99 du réducteur est confondu avec l'axe du pignon à chaîne supérieur de commande (non re- présenté) du transporteur, de sorte qu'il n'y a pas be- soin de joints universels- l'ensemble 82 est relié au transporteur 58 au moyen d'un élément 107 en forme d'U renversé ayant des parois latérales verticales pendan- tes 108 et 108a qui sont réunies par une partie hori- zontale 109. L'ensemble de commande 82 est fixé à la surface supérieure de la partie horizontale 109 de tou- te maniè re appropriée.
Les parois latérales 108, 108a de l'U de support 107 sont placées entre l'extrémité su- périeure du transporteur 58 et la paroi latérale de droite 12 de l'excavateur, en observant lesdesisn et la paroi latérale 108 qui est la plus voisine du trans- porteur 58, est fixée à l'extrémité supérieure de l'élément de châssis adjacent 60 du transporteur par soudage ou au moyen de boulons.
Dans la construction particulière dont on fait la description et suivant la description complète du brevet précité n 2. 984.022 des Etats-Unis d'Amérique, les extrémités supérieures des éléments 60 de châssis
<Desc/Clms Page number 10>
du transporteur comportent des éléments de prolonge- ment qui peuvent être réglés longitudinalement par rapport au restant des éléments de châssis 60 de ma- !libre à permettre de régler la distance entre le pi-' gnon :le chaîne supérieur et le pignon de chaîne inférieur de transporteur. La proi latérale intérieu- re 108 du support 107 de l'ensemble de commando est
EMI10.1
fixée conuaod6mont à la partie formant le prolongement de l'élément adjacent 60 du châssis du transporteur.
Quand cela est réalisé, l'ensemble de commande 82 peut être réglé longitudinalement en même temps que la par- tie formant prolongement. Etant donné que la barre de support 70 du transporteur est fixée à la partie non réglable des éléments 60 de châssis, chacune des paroia latérales 108 et 108a du support de l'ensemble de commande est munie d'une fente 110 s'étendant vers le haut et vers l'arrière, à travers laquelle passe la
EMI10.2
ba:t...... \ -70.
Un fluide hydraulique pour faire fonctionner le moteur 84 est fourni au moteur et s'échappe hors du moteur au moyen de conduits partant d'une pompe hydrau- lique 112 qui est placeur le tracteur 48 ou sur un autre engin analogue. Ainsi qu'on peut le voir, la pompe 112 est montée sur l'arrière du châssis de trac- teur et elle est commandée par l'opérateur du tracteur par l'intermédiaire d'une tige de commande mobile 114.
Une soupape classique de commande de la pompe est prévue sur la pompe 112 et elle est disposée de façon à être actionnée par la tige 114 au moyen d'une biel- lette 118. Chacun des conduits d'alimentation et de retour reliés au moteur 84 comprend une partie formée
<Desc/Clms Page number 11>
par un tuyau souple 120 qui va de la pompe 112 à une partie tubulaire rigide 122 montée sur le dessus de l'un des bras42 en col de cygne et une autre partie 124 formée par un tuyau souple qui est reliée au mo- teur 84. Il est bien évident que le système hydrauli- que comprend les organes habituels de sécurité et de réglage tels que soupapes de sûreté et conduites de dérivation prévues classiquement dans les systèmes hydrauliques.
Bien que la pompe ait été représentée montée sur le tracteur 48, elle pourrait être montée sur l'excavateur 10, volonté.
Dans la réalisation représentée sur la figure 4, sur laquelle des repères, munis de l'indice :rime désignent des pièces qui sont les mêmes que dos pièces déjà décrites ou qui sont anale des auxdites pièces, le moteur hydraulique 84' est fixé rigidement à la partie supérieure de la structure en col de cygne à la jonction des bras 42' et de la tige 46'. La pompe 112' est placée, comme précédemment, sur l'arrière du ' tracteur 48' et elle est munie d'une soupape de com- mande 116' d'une tige de commande 114' et de tuyaux souples 120' qui aboutissent au moteur 84'.
Le réducteur à engrenages 86', dans la réali- ssationde la figure 4, est espacé du moteur 84' et il est monté sur setrémité supérieure de l'élément 60' de droite du Cissis du transporteur au moyen d'un support 107' en forme d'U, de la même manière que dans le cas de l'ensemble de commande combiné de la réalisation des figures 1 à 3. Un arbre de commande télescopique 126, muni chaque extrémité d'un joint universel classique 128, relie le moteur 84' à l'en-
<Desc/Clms Page number 12>
trée de l'ensemble réducteur d'engrenages 86'. L'arbre de commande 126 est classique, à cette différence près qu'il est d'un poids relativement grand, de manière à fournir l'effet d'inertie d'un volant.
Selon une va- riante, et ainsi que le montre la figure 5, l'arbre 126' peut être d'une construction relativement légère et un volant indépendant 130 peut être interposé entre le moteur 84' et le joint universel avant 128. Bien que la disposition suivant les figures 4 et 5 donne des résultats satisfaisants, on lui préféra la cons- truction suivant la figure 1 aux points de vue de la simplicité, du prix et de la commodité.
L'excavateur 10 est utilisé de la manière classique, pour racler de la terre de la surface du sol et pour décharger la terre raclée sous la forme d'une couche s'étendant le long d'un parcours voulu.
Pour racler de la terre, le conducteur du tracteur abaisse l'avant de l'excavateur en déployant le vérin 52 pour engager la pelle niveleuse 40 dans la surface du sol. L'excavateur est alors tiré vers l'avant par le tracteur 48 de manière que la pelle 40 creuse dans le sol. La terre ameublie 80 passe au-dessus de la pelle 40 et elle peut alors être soumise à l'action des palettes 68 du transporteur 58.
Pendant une opération de raclage, on fait fonctionner le transporteur dans le sens des aiguil- les d'une montre, en observant la figure 1, au moyen de la pompe 112 et de l'ensemble de commande 82. Les palettes 68 du transporteur attaquent la terre ameu- blie 80 et la déplacent vers l'arrière dans le trac- teur et remplissent ainsi l'excavateur en un temps
<Desc/Clms Page number 13>
plus court que celui qui serait nécessaire si l'on n'avait pas de transporteur. rendant une opération de déchargement, représentée sur la figure 2, on soulève le devant de l'excavateur 10, on fait tourner dans le sens des aiguilles d'une Montre les portes do déchar- gement 16 et 18 et l'on peut faire tourner le transpor- teur dans le sens inverse du sens des aiguilles d'une montre pendant que l'excavateur 10 est déplacé vers l'avant.
Avec la construction décrite ci-dessus qui per- met à l'extrémité inférieure du transporteur de passer au-dessus des roches et autres débris, le coincement des palettes et les efforts qui en sont la conséquence ainsi que les ruptures dans la commande mécanique clas sique sont relativement paur nombreux. En conséquence. on a tout d'abord estimé que la substitution d'une commande hydraulique à une commande mécanique serait une affaire simple, Mais on a trouvé lors de l'instal- lation d'une commande hydraulique pour le transporteur et lors du fonctionnement de cette dernière que, même a.ns des conditions optima, le système hydraulique se détériorait rapidement en raison d'une usure exagérée dont la cause n'était pas apparente.
Après une expérimentation poussée, on a trouvé, en mesurant d'une maniera continue la pression à l'in- térieur du système hydraulique que des montées subites de pression extrêmement élevées se produisaient chaque fois qu'une palette de transporteur s'engageait et pé- nétrait dans de la terre ameublie. En fait, même avec un système de commande ayant la même puissance que celle dont il était fait usage dans le dispositif mé-
<Desc/Clms Page number 14>
canique, le transporteur en venait sensiblement à
EMI14.1
strrter ,chaQue fois qu'une palette pénétrait dans terre.
Une auor-,ientation de la puissance du système hydraulique avec une' augmentation correspondante du prix à tendu maintenir un mouvement continu du transporteur, main on a trouvé encore qu'il se pro-
EMI14.2
duiso.it des auL7.iontations subites de pression ayant une telle qu'elles entraînaient la destruc- tion des tuyaux couples et finalement la destruction de la pompe et du moteur. en définitve, o a trouvé qu'en nceorpant un volant ou un élément d'inertie équivalent dans la commande hydraulique du transporteur, on peut maintenir le transporteur en Mouvement continu, et qu'il se pro-
EMI14.3
duit en outre, d'une Manière inattendue, une surpression des montées subites et élevées de pression dans le sys- tème jybl:
t.3..ru. n outre et d'une manière inattendue, <1']..niré>.ntaltex ,ont obtenue dans un système de puissance relativement f .lale, de sorte que la puissance de la pompe et celle du moteur n' ont pas besoin d'être aug- meüt6es contrnirertieiit h ce que l'on avait est1c n6vea-* . sairo ^Y1ieurCalex:.
On a indiqué, ci-après un exemple des avantages de la présente invention. Un excavateur de 7,645 m3
EMI14.4
ét1t.équip avec un transporteur du type décrit rzi dessus. Normalement, une machine de ce type nécessite
EMI14.5
une cO)1ID1ande de transporteur d'environ 30 OV quand on se sert d'une commande mécanique classique.
Toute- fois, on a trouvé qu'un système hydraulique de 30 CV faisant usage d'un moteur tournant à raison de 1.450 t.p.m. et avnay un ensemble réducteur de 22,1 pour faire tourner le transporteur développant des montées subites,
<Desc/Clms Page number 15>
EMI15.1
destructives, 1(1 pression 1L 0 2'\0 kdcI'!\2 choqua fô'i'sr qu'une palette de' trarcpartu: attnqaailt la tut'r(. al.lOU... blie* En outre., le transporteur ma"c",Uaît un temps d'ar- rêt bref à chaque attaque dt;:;,1 palettes, ce qui empêchait par connèqu,ent un f'On.ctiOM(H.1ent replier et produisait une tendance au coincement en présence de grandes pier- res. La substitution d'un système hydraulique do 90 CV
EMI15.2
au système de 30 OV n'a pts améliore senaiblefent le fonctionnement.
Avec la cO..JrJW1r; plus puissante, le transporteur ne s'est pas réellement arrête à chaque entrée en contact d'une palette avec la terre, mais les montres subites, destructives, de pression dans le système n'ont pas été supprimées.
Mais quand on a incorpore dans la commande,
EMI15.3
entre le moteur décrit ci-des::J1: et l'ensemble réduc- teur, de la manière représentée sur la figure 1, un volant de 25 kg oyant un diamètre de 298 mm, le trans- porteur s'est majnteun à une vitesse constante. Toute- tefois, l'avantage principal a résida dans 1'élimina- tion sensible et inattendue des montées subites des- tructives de pression dans le système hydraulique.
EMI15.4
Dans des conditions normales de fonctionnement, on a trouvé que la pression à l'intérieur du système demeu-
EMI15.5
rait sensiblement constante à bzz ',/arn2 avec des va- riationo de 14 kg/cm2 seulement so produisant lors de l'entrée en con et d'une palette avec lierre ameu- blie.
EMI15.6
On se rend campte, d'aprèc oe qui préobdo, que 1'avantage principal do la présente invention réside dans la réalisation d'un excavateur ayant un
EMI15.7
transporteur, con1lnandé f hydrul.i:quetaent, qui est offi-
<Desc/Clms Page number 16>
cace, sûr et durable, tandis que les tentatives an térieures faites pour substituer une commande hydrau- lique à lE'!. commande mécanique classique dans une com- binaison excavateur-transporteur n'ont eu que peu de succès ou'n'en ont pas eu du tout.
Par conséquent, l'incorporation d'un volant ou d'un élément d'inertie equivalent enseignée par l'invention non seulement assure un fonctionnement approprie d'Orne combinaison excavateur-transporteur, mais en outre permet: que d'autres caractéristiques utiles d'un système hydrau- lique soient exploitées dans la combinaison.
Il est bien évienet, par exemple, que tout coincement du transporteur 58 par de grandes pierres ou par d'autres débrib peut être facilement corrigé au moyen d'une inversion temporaire du sens de rota- tion du moteur 84 et du transporteur 58 à l'aida de la soupape 116. En outre, et cela est même plus impor tant, le système de commande du transporteur est trée simplifié du fait qu'il n' y a pas besoin d'arbres té lescopliuqes, de joints universels et de paliers aux:
,,, liires entre le pignon à chaîne de commande du trans - porteur et la source d'énergie sur l'engin otuer au lieu des liaisons mécaniques compliquées et coûteuses qui doivent transmettre le mouvement de rotation à partir d'une prise de force sur l'engin moteur et, i mulanément permettre un mouvement relatif entre 1 ex- cavateur et l'engin moteur, un système hydraulique nécessite seulement des tuyaux souples montée entre l'excava-tour et l'engin moteur. Par conséquent, 1'e cavateur peut être engagé sur un sol très inégal et dans des tournanti dure sans qu'il y ait risque de
<Desc/Clms Page number 17>
' détérioration ou De rupture de la commande de trans- mission d'énergie pour le transporteur.
Naturellement, l'invention ne doit pas être considérée comme limitée aux modes de réalisation dé- crits et représentes, qui n'ont été donnés titre d'exemples non limitatifs et qui sont susceptibles de recevoir diverses variantes entrant dans le cadre et l'esprit de l'invention.
<Desc / Clms Page number 1>
"Excavator with hydraulically controlled transpot"
The present invention relates to leveling excavator equipment, of the type having a conveyor for moving the soil to the rear of the container containing the soil. More prticly, the invention relates to an improvement in the control mechanism for the conveyor.
Excavators of the aforementioned type are essentially compartmentalized. movable with an open front, fitted with wheels so that they can be pulled by a tractor or other suitable motive power unit.
In order to reduce the pulling force required to
<Desc / Clms Page number 2>
When pulling such an apparatus, scraper-type conveyors are often incorporated into the apparatus to move the soil scraped by the grader and pass it rearwardly into the compartment. This addition of such a conveyor to leveling type earthmoving equipment not only ensures the reduction in the tensile force mentioned above, but also decreases the time required to fill the entire compartment.
Although excavators fitted with conveyors constitute an improvement over previous excavators, they are likely to receive further improvements intended to increase the efficiency of the conveyor and the result is a reduction in both this. which concerns the necessary tensile force and with regard to the duration of the loading.
Until now, the conveyors which have been prorated to an excavator have been controlled by means of gear trains, extendable shafts and various universal joints, the energy being supplied by a power take-off. on the tractor. Although these devices have functioned satisfactorily, their parts are susceptible to breakage or damage while the equipment is subjected to hard work, for example when large stones are struck by the pallets. of the carrier.
In addition, the mechanical control gears required are more or less complex since they have to ensure the relative movement between the tractor and the excavator during turns and when moving on uneven ground.
<Desc / Clms Page number 3>
In an attempt to simplify the control of conveyors, it was previously suggested to use a hydraulic motor carried by the excavator. However, these early attempts to substitute a hydraulic motor for the conventional mechanical control were unsuccessful because the hydraulic system deteriorated rapidly due to excessive wear.
Accordingly, the main object of the present invention is to provide an excavator equipped with a conveyor having a safe hydraulic drive which effectively operates the conveyor for long periods.
Another object of the invention is to provide an excavator equipped with a hard transo having a conveyor control which does not suffer from sudden loads applied to the conveyor and yet is of simple construction and operation.
Finally, another object of the invention is to turn an excavator equipped with a conveyor comprising a hydraulic motor combined with a high inertia means, to control the conveyor. The action of the high inertia means prevents sudden, destructive pressure increases occurring in the system when the conveyor pallets encounter a sudden resistance to movement and maintains a continuous, regular movement. of the conveyor which would otherwise tend to stop upon encountering sudden resistance and furthermore it reduces the power required to operate the conveyor.
The use of flexible hoses
<Desc / Clms Page number 4>
instead of the classic cementa of mechanical commode transmitting energy. from the power source of the prime mover simplifies the control of power transmission and allows, between the excavator and the prime mover, a relative movement greater than that which has been obtained up to 'now with mechanical power transmission controls.
These objects and advantages, as well as other objects and advantages will be evidenced by the description which follows and by the drawings in which:
Figure 1 is a side elevational view of an excavator fitted with a conveyor in accordance with the principles of the present invention.
Figure 2 is a side elevational view, partially in section, of the excavator of Figure 1, parts of which occupy a position different from that shown in Figure 1.
Figure 3 is a side elevational view. larger scale and with partial section of the conveyor control of figures 1 and 2.
Figure 4 is a side elevational view partially in section of a first variant of the excavator of Figure 1.
Figure 5 is a partial side elevational view of a second variation of the conveyor control of Figure 1.
In Figures 1 and 2 there is shown an open-top, open-front excavator 10 of the general type described in United States Patent No. 2,984,022 of May 16, 1961, this excavator
<Desc / Clms Page number 5>
having side walls 12 and a rear wall 14 which are mounted on suitable outer frame members 13. The lower part of the excavator 10 is formed by two unloading doors 16 and 18. Each of these doors is mounted to perform a pivoting movement about a horizontal axis by means of pins 20,22 articulating vertical ears (not shown), provided on the sides of each door, on the side walls 12 of the excavator.
Externally to the side walls 12, the pins 20 and 22 are fixed to arms 24 and 26, respectively which are articulated their lower ends on a connecting rod 28. The rear arm 26 is articulated at its upper end on one end of the rod. a double-acting hydraulic cylinder 30 which is articulated at its other end 32 on a reinforcing element 34 belonging to the frame. The reinforcing member 34 and the corresponding member on the opposite side extend behind the rear wall 14 and are supported on the opposite ends of an axle 36 on which are supported wheels 38 resting on the ground.
Immediately in front of the unloading door 16 is a stationary grader 40 which extends forward and downward between the side walls 12.
Two arms 42 of a fork and gooseneck structure overlap the front end of the excavator 10 and their ends are hinged to the reinforcing elements 34 at 44. The rod 46 of the gooseneck is connected to one another. removable way at the end
<Desc / Clms Page number 6>
rear of a tractor 48 or other machine by means of a conventional coupling, shown at 50, which allows relative rotational movement between the excavator and the tractor 48. Two hydraulic cylinders 52 double-acting, articles at 54 and 56, connect the front end of the excavator 10 to the arms 42, so that the latter can be raised and lowered for dumping and leveling, respectively.
Within the open front of the excavator 10 is disposed an endless conveyor 58, of the leveler type, which slopes upward and backward, its lower front end being disposed immediately above the excavator. the grader 40. As can be seen, the conveyor shows the construction and fixtures which are described in detail in U.S. Patent No. 2,984,022, but it is obvious that the details cportuer do not form a part of the present invention and that other carriers of the leveler type can be used.
In accordance with the dexorip- tion given in the patent mentioned above, the conveyor 58 comprises two longitudinal elements 60 of cpi frames which are connected together by longitudinally spaced transverse elements (not shown)% at both ends of the elements of chassis 60 are provided with transverse shafts, the lower shaft being able to turn being shown at 62.
On the lower shaft 62 is fixed a pair of rollers
64, transversely spaced and on the upper shaft is fixed a pair of drive chain sprockets (not shown) spaced transversely.
<Desc / Clms Page number 7>
versal, On the chain sprockets and on the corresponding rollers 64 as well as on two idler rollers 65 are arranged two endless chains 66, spaced in the lateral direction, on which are mounted transverse scraper vanes 68, spaced in the longitudinal direction.
The conveyor 58 is supported near its rear end by a cross bar 70 which extends outwardly beyond the frame members 60 and which is secured thereto by welding.
The bar 70 is supported at its opposite ends by two short lever arms 72 which extend downwardly and which are located below the side walls 12 of the excavator. The bar 70 is rotatable in the upper ends of the lever 72 and the lower ends of the arms are hinged to the side walls 12 of the excavator by means of pins 74. Two lever arms 76, long. extending upwards and rearwards, are articulated on the axes 74 and on a transverse bar 78 which is fixed, for example, by welding to the elements 60 of the transport frame, in the vicinity of the lower extracts thereof.
By means of this construction, which is described in more detail in the aforementioned U.S. Patent No. 2,964,022, the lower end of the conveyor 58 can move upward when it encounters rocks or similar material lifted by the grader during its scraping work.
In addition, the weight of the carrier and the action of the springs (not shown)
<Desc / Clms Page number 8>
continuously push the front end of the conveyor down so that the pallets 68 normally dig deep into the earth 80 and keep the grader 40 relatively free of accumulated earth *
In accordance with the present invention, the transporter 58 or other transporter which could be used there is controlled by a hydraulic motor mounted on the excavator in combination with a flywheel or the like so that one. can dispense with the usual complicated mechanical control between the excavator and the motor means and at the same time, in order to / fair an efficiently functioning transporter.
In the preferred embodiment, shown in Figures 1 to 3, an assembly 82, motor and flywheel, is fixed to the upper end of one of the frame elements 60 of the conveyor, so that it is not It is not necessary to provide universal joints or telescoping shafts between the control assembly 82 and the conveyor 58.
As can be seen in Figures 1! 3, the control assembly 82 comprises a conventional reversible hydraulic motor 84, a gear reducer 86 and a disc-shaped flywheel 88, all of which are connected to the same. 'inside a common housing which can be in several parts if necessary. The reducer assembly 86 has an input shaft 92 which is supported, in the vicinity of each of its ends, by a bearing 94, mounted in the housing 90, and which are connected to the output shaft of the motor 84. Between its ends, * '-' shaft 92 is provided with a worm 96
<Desc / Clms Page number 9>
which is engaged with a toothed wheel 98 to control the reduction assembly and its output shaft 99.
Flywheel 88 is connected to the end of the input shaft 92, opposite to the motor 84, in a suitable manner, for example by a radial key 100 disposed between the shaft 92 and a hub 102 of the flywheel. 88 and by a bolt 104 which passes through the flywheel to enter the shaft 92.
The control assembly 82 is mounted on the conveyor 58 in a position such that the axis of the output shaft 99 of the reducer coincides with the axis of the upper control chain sprocket (not shown) of the conveyor. , so that there is no need for universal joints - the assembly 82 is connected to the conveyor 58 by means of an inverted U-shaped member 107 having hanging vertical side walls 108 and 108a which are joined by a horizontal part 109. The control assembly 82 is attached to the upper surface of the horizontal part 109 in any suitable manner.
The side walls 108, 108a of the support U 107 are placed between the upper end of the conveyor 58 and the right side wall 12 of the excavator, observing the design and the side wall 108 which is closest to it. of the carrier 58, is secured to the upper end of the adjacent frame member 60 of the carrier by welding or by means of bolts.
In the particular construction described and following the full description of the aforementioned Patent No. 2,984,022 of the United States of America, the upper ends of the frame members 60
<Desc / Clms Page number 10>
of the conveyor have extension elements which can be adjusted longitudinally with respect to the remainder of the frame members 60 free to allow the distance between the sprocket to be adjusted: the upper chain and the lower chain sprocket carrier. The internal lateral proi 108 of the support 107 of the commando assembly is
EMI10.1
fixed conuaod6mont to the part forming the extension of the adjacent element 60 of the carrier frame.
When this is done, the control assembly 82 can be adjusted longitudinally together with the extension portion. Since the carrier support bar 70 is attached to the non-adjustable portion of the frame members 60, each of the side walls 108 and 108a of the control assembly support is provided with a slot 110 extending downward. up and back, through which the
EMI10.2
ba: t ...... \ -70.
Hydraulic fluid to operate the engine 84 is supplied to the engine and escapes from the engine by means of conduits from a hydraulic pump 112 which locates the tractor 48 or other like machine. As can be seen, pump 112 is mounted on the rear of the tractor frame and is controlled by the tractor operator via a movable control rod 114.
A conventional pump control valve is provided on the pump 112 and is disposed to be actuated by the rod 114 by means of a link 118. Each of the supply and return conduits connected to the motor 84 includes a formed part
<Desc / Clms Page number 11>
by a flexible pipe 120 which goes from the pump 112 to a rigid tubular part 122 mounted on the top of one of the gooseneck arms 42 and another part 124 formed by a flexible pipe which is connected to the motor 84. It is obvious that the hydraulic system comprises the usual safety and regulating members such as safety valves and bypass pipes conventionally provided in hydraulic systems.
Although the pump has been shown mounted on tractor 48, it could be mounted on excavator 10, as desired.
In the embodiment shown in Figure 4, on which marks, provided with the index: rhyme designate parts which are the same as the parts already described or which are anal to said parts, the hydraulic motor 84 'is rigidly fixed to the upper part of the gooseneck structure at the junction of the arms 42 'and the rod 46'. The pump 112 'is placed, as before, on the rear of the' tractor 48 'and is provided with a control valve 116', a control rod 114 'and flexible hoses 120' which terminate in the engine 84 '.
The gear reducer 86 ', in the embodiment of Figure 4, is spaced from the motor 84' and is mounted on the upper end of the right side member 60 'of the conveyor Cissis by means of a bracket 107'. U-shaped, in the same way as in the case of the combined control assembly of the embodiment of Figures 1 to 3. A telescopic control shaft 126, provided at each end with a conventional universal joint 128, connects the motor 84 'in-
<Desc / Clms Page number 12>
trea of the gear reducer assembly 86 '. The drive shaft 126 is conventional, except that it is relatively heavy in weight, so as to provide the effect of inertia of a flywheel.
Alternatively, and as shown in Figure 5, the shaft 126 'can be of relatively light construction and an independent flywheel 130 can be interposed between the motor 84' and the front universal joint 128. Although the arrangement according to Figures 4 and 5 gives satisfactory results, the construction according to Figure 1 was preferred from the points of view of simplicity, price and convenience.
The excavator 10 is used in the conventional manner, to scrape soil from the surface of the ground and to discharge the scraped soil in the form of a layer extending along a desired path.
To scrape dirt, the tractor driver lowers the front of the excavator by deploying the jack 52 to engage the grader 40 into the ground surface. The excavator is then pulled forward by the tractor 48 so that the excavator 40 digs into the ground. The loosened earth 80 passes over the shovel 40 and it can then be subjected to the action of the pallets 68 of the conveyor 58.
During a scraping operation, the conveyor is operated clockwise, observing Figure 1, by pump 112 and control assembly 82. Conveyor vanes 68 engage. loosened soil 80 and move it backwards in the tractor and thus fill the excavator in one step
<Desc / Clms Page number 13>
shorter than that which would be necessary if one did not have a carrier. making an unloading operation, shown in figure 2, the front of the excavator 10 is lifted, the unloading doors 16 and 18 are rotated clockwise and the unloading doors 16 and 18 can be rotated. the transporter counterclockwise while the excavator 10 is moved forward.
With the construction described above which allows the lower end of the conveyor to pass over rocks and other debris, the jamming of the pallets and the resulting stresses as well as the breaks in the mechanical control clas sic are relatively few. Consequently. it was initially considered that the substitution of a hydraulic control for a mechanical control would be a simple matter, But it was found during the installation of a hydraulic control for the conveyor and during the operation of the latter that, even under optimum conditions, the hydraulic system deteriorated rapidly due to excessive wear the cause of which was not apparent.
After extensive experimentation, it has been found by continuously measuring the pressure inside the hydraulic system that extremely high pressure surges occur whenever a conveyor pallet engages and peels. - nested in loosened earth. In fact, even with a control system having the same power as that used in the device,
<Desc / Clms Page number 14>
canic, the transporter came to a
EMI14.1
strrter, every time a pallet penetrates the ground.
An adjustment of the power of the hydraulic system with a corresponding increase in the price has tended to maintain a continuous movement of the conveyor, but it has still been found to occur.
EMI14.2
duiso.it sudden pressure surges of such a nature as to destroy the torque pipes and ultimately destroy the pump and motor. In fact, it has been found that by incorporating a flywheel or an equivalent inertia element in the hydraulic control of the conveyor, the conveyor can be kept in continuous motion, and that it occurs.
EMI14.3
In addition, unexpectedly results in overpressure from surges and high pressure surges in the jybl system:
t.3..ru. In addition, and unexpectedly, <1 '] .. niré> .ntaltex, obtained in a relatively flat power system, so that the power of the pump and that of the motor do not need to be to be increased against reversal to what one had was new. sairo ^ Y1ieurCalex :.
An example of the advantages of the present invention has been given below. A 7.645 m3 excavator
EMI14.4
ét1t.équip with a transporter of the type described above. Normally, a machine of this type requires
EMI14.5
a conveyor demand of about 30 OV when using a conventional mechanical control.
However, it has been found that a 30 hp hydraulic system making use of an engine running at 1,450 r.p.m. and avnay a 22.1 reducer assembly to rotate the conveyor developing surges,
<Desc / Clms Page number 15>
EMI15.1
destructive, 1 (1 press 1L 0 2 '\ 0 kdcI'! \ 2 shocked fô'i'sr that a palette of 'trarcpartu: attnqaailt la tut'r (. al.lOU ... blie * In addition., the transporter ma "c", U has a short stopping time with each attack dt;: ;, 1 pallets, which prevented by connèqu ent a f'On.ctiOM (H.1ent fold and produced a tendency to jamming in the presence of large stones Substitution of a hydraulic system of 90 HP
EMI15.2
the 30 OV system does not significantly improve the operation.
With the cO..JrJW1r; more powerful, the transporter did not actually stop each time a pallet came into contact with the earth, but the sudden, destructive, pressure watches in the system were not eliminated.
But when we have incorporated in the order,
EMI15.3
between the motor described below :: J1: and the reduction assembly, as shown in figure 1, a 25 kg flywheel having a diameter of 298 mm, the transporter has increased to a constant speed. The main advantage, however, was in the substantial and unexpected elimination of destructive surges of pressure in the hydraulic system.
EMI15.4
Under normal operating conditions, the pressure inside the system has been found to remain
EMI15.5
would be appreciably constant at bzz ', / arn2 with variations of only 14 kg / cm2 so producing when entering cone and a pallet with loose ivy.
EMI15.6
We realize, from what pre-obtains, that the main advantage of the present invention lies in the realization of an excavator having a
EMI15.7
transporter, con1lnandé f hydrul.i: quetaent, which is offi-
<Desc / Clms Page number 16>
cient, safe and durable, while previous attempts have been made to substitute a hydraulic control for the E !. Conventional mechanical control in an excavator-transporter combination has had little or no success.
Therefore, the incorporation of a flywheel or equivalent element of inertia taught by the invention not only ensures proper operation of an excavator-transporter combination, but in addition allows: 'a hydraulic system are used in the combination.
It is quite obvious, for example, that any jamming of the conveyor 58 by large stones or by other cutouts can be easily corrected by means of a temporary reversal of the direction of rotation of the motor 84 and of the conveyor 58 to the left. In addition, and even more importantly, the control system of the conveyor is greatly simplified since there is no need for teeshafts, universal joints and bearings. to the:
,,, links between the chain sprocket controlling the transporter and the power source on the otuer machine instead of the complicated and expensive mechanical links which must transmit the rotational movement from a power take-off on the driving machine and, i mulally allowing relative movement between the excavator and the driving machine, a hydraulic system only requires flexible pipes mounted between the excavator and the driving machine. Consequently, the cavator can be engaged on very uneven ground and in hard turns without the risk of injury.
<Desc / Clms Page number 17>
'deterioration or breakage of the power transmission control for the carrier.
Naturally, the invention should not be considered as limited to the embodiments described and shown, which have not been given as non-limiting examples and which are liable to receive various variants falling within the scope and spirit. of the invention.