<Desc/Clms Page number 1>
MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'INVENTION formée par
GENERAL MINING UNION CORPORATION LIMITED pour : "Dispositif de chargement" Priorité de deux demandes de brevet en République SudAfricaine déposées le 20 septembre 1982, sous les n 82/6879 et n 82/6880.
Inventeur : Dieter Gerhard LUCK.
<Desc/Clms Page number 2>
"Dispositif de chargement"
La présente invention est relative à un dispositif de chargement à utiliser dans un tunnel ou pour le transport dans une mine, où il y a peu d'espace pour manoeuvrer.
Dans le brevet aux Etats-Unis d'Amérique nO 4. 188. 165, on a décrit un dispositif de chargement qui comprend un godet monté à l'extrémité d'un bras qui pivote sur un élément transversal d'une fourche dressée. Le bras de godet pivote entre les montants de la fourche pour permettre au godet de ramasser le matériau d'un côté et de le déposer de l'autre côté. Sous certains aspects, ce dispositif de chargement est satisfaisant, mais il souffre du sérieux désavantage que le godet s'étend entre des supports espacés et que par conséquent, lorsqu'il est nécessaire de déplacer un grand matériau qui s'étend éventuellement au-delà d'au moins un des côtés du godet, le matériau peut être coincé entre le godet et les montants ou, d'une autre manière, il peut être simplement poussé au-dehors du godet.
Cet inconvénient réduit sensiblement l'efficacité du dispositif de chargement.
La présente invention a pour but de mettre au point un dispositif de chargement dans lequel le désavantage précité soit réduit au minimum.
Un autre objet de la présente invention consis-
<Desc/Clms Page number 3>
te à prévoir un dispositif de chargement qui puisse, dans certaines conditions, manipuler un matériau de dimensions plus grandes que le godet.
Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un dispositif de chargement dont la construction demande moins de matériel et moins d'éléments constitutifs que ne le fait le dispositif de chargement auquel on a fait référence ci-dessus.
On résout ces problèmes, suivant l'invention, par un dispositif de chargement qui comprend un élément de base, un unique montant relié à l'élément de base, un seul bras de godet qui est relié de manière à pouvoir pivoter au montant, un arbre en porte-à-faux qui fait saillie à partir du bras de godet, un godet qui est monté sur l'arbre et qui s'étend d'un côté du bras de godet, le godet étant capable de pivoter par rapport au bras de godet, et un moyen pour déplacer le bras de godet entre une première position où le godet est orienté pour creuser et une seconde position où le godet est orienté pour décharger.
Le moyen destiné à déplacer le bras de godet peut comprendre une première tige de liaison qui est reliée de manière à pouvoir pivoter à une extrémité du montant, une seconde tige de liaison qui est reliée, de manière à pouvoir pivoter, à une extrémité du bras de godet, les extrémités libres des deux tiges de liaison étant reliées l'une à l'autre de manière à pouvoir pivoter, et un vérin, qui est relié entre le montant et les deux tiges de liaison.
Le terme"vérin", tel qu'utilisé dans ce mémoire descriptif, désigne dans un premier cas un vérin hydraulique ou un dispositif semblable, mais il est éga-
<Desc/Clms Page number 4>
lement destiné à comprendre tout autre dispositif qui est capable de réaliser un mouvement de transmission de force dans deux sens opposés.
La longueur de la seconde tige de liaison peut être ajustable.
Le dispositif de chargement peut comprendre un moyen d'orientation du godet qui comprend un premier tambour qui est monté à l'extrémité supérieure du montant, un second tambour qui est monté de façon excentrique sur l'arbre en porte-à-faux, un premier élément flexible dont les extrémités sont fixées aux premier et respectivement seconds tambours, un troisième tambour qui est monté de manière coaxiale au premier tambour, un second élément flexible dont une extrémité est fixée au troisième tambour, et un vérin qui coopère avec l'autre extrémité du second élément flexible.
Les deux éléments flexibles peuvent être des cables, des filins ou des éléments analogues, mais ils sont de préférence constitués par des chaînes.
Le godet peut être relié de manière détachable à l'arbre au moyen d'organes de serrage détachables, qui sont situés sur la face arrière du godet.
Le dispositif de chargement peut comprendre un moyen de support du montant sur l'élément de base, de façon qu'il présente un angle souhaitable d'inclinaison par rapport à l'élément de base.
L'élément de base est de préférence une plaque tournante ou un élément analogue, de façon que l'orientation du dispositif de chargement puisse être ajustée.
Le dispositif de chargement peut être prévu sur rails ou être un autre véhicule.
<Desc/Clms Page number 5>
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 représente une vue latérale d'un dispositif de chargement suivant l'invention.
La figure 2 représente une vue frontale d'une partie du dispositif de chargement représenté sur la figure 1.
Les dessins illustrent un dispositif de chargement 8 suivant l'invention, qui est monté sur un véhicule sur rails 10 qui peut former une partie terminale d'un train de job ment de tunnel. Le véhicule 10 comprend un élément de base qui est constitué d'une table tournante 12, laquelle est capable de pivoter autour d'un axe vertical 14.
Le dispositif de chargement 8 comprend un seul montant 16 qui est relié à la plaque tournante 12, de manière à pouvoir pivoter, un seul bras de godet 18, qui est relié de manière à pouvoir pivoter à l'extrémité supérieure du bras 16, ainsi qu'il ressort plus clairement de la figure 2, un arbre en porte-à-faux 20 qui est monté sur le bras de godet, à son extrémité libre et qui fait saillie sur le côté du bras de godet dans le sens opposé au montant 16, l'arbre étant tourillonné pour pivoter dans des paliers, et un godet 22 qui est serré de manière détachable sur l'arbre 20 au moyen d'organes de serrage 24 prévus sur la face arrière du godet.
Les organes de serrage 24 peuvent être constitués de dispositifs appropriés quelconques. L'avantage de l'agencement des organes de serrage sur la face arrière du godet
<Desc/Clms Page number 6>
est qu'une structure compacte est prévue dans laquelle le côté du godet qui est le plus près du bras de godet peut se déplacer librement sans que l'organe de serrage respectif n'entrave le bras de godet et dans laquelle l'organe de serrage de l'autre côté du godet n'est'mise en danger en aucune manière. Cela permet l'utilisation du godet pour le chargement de matériau qui peut être situé contre une paroi ou analogue.
Le véhicule sur rails 10 comprend deux vérins hydrauliques, non représentés, pour faire tourner la plaque tournante 12 en vue de faire virer le dispositif de chargement. Les vérins sont utilisés pour centraliser le dispositif de chargement 8 dans la position représentée sur la figure 1.
Le montant 16 est supporté sur un vérin hydraulique 26 qui s'étend entre le véhicule et le montant.
Ce vérin est utilisé pour faire varier l'inclinaison du bras 16 et pour le retirer dans une position de déplacement de faible hauteur, lorsque le dispositif de chargement est déplacé par exemple dans un tunnel.
Un vérin hydraulique 28 a une de ses extrémités fixée sur le montant 16 et son autre extrémité est reliée de manière à pouvoir pivoter à une tringlerie à leviers constituée des tiges de liaison 30 et 32. La tige de liaison 30 s'étend entre le montant 18 et l'extrémité externe du vérin 28 tandis que la tige de liaison 32 s'étend entre l'extrémité externe du vérin 28 et un point de pivotement sur le bras de godet 18. La tige de liaison 32 est télescopique et pendant un fonctionnement normal du dispositif de chargement elle est verrouillée dans une position d'extension, illustrée sur la figure 1.
<Desc/Clms Page number 7>
La tige de liaison 32 est télescopée pour permettre l'abaissement du dispositif de chargement dans sa position de déplacement de faible hauteur.
Le dispositif de chargement comprend un agencement de commande de l'orientation du godet qui est destiné à maintenir le godet dans une position de retenue de la charge, lorsqu'il est déplacé depuis sa position de creusement jusqu'à sa position de décharge.
L'agencement de commande est constitué d'un premier tambour 34 qui est monté de manière à pouvoir pivoter sur un axe situé entre les extrémités supérieures du montant 16 et du bras de godet 18, un second tambour 36 qui est fixé de manière excentrique à l'arbre 20, et une chaîne 38 dont les extrémités sont fixées aux tambours 34 et respectivement 36. L'agencement comprend en outre un tambour 40 qui est fixé coaxialement au tambour 34, un vérin 42 qui est monté sur le montant 16, et une chaîne 44 dont les extrémités sont fixées au tambour 40 et respectivement au vérin 42.
Lorsque le vérin 42 est en extension, les tambours 40 et 34 sont, sur la figure 1, déplacés dans le sens des aiguilles d'une montre et, sous l'action de la gravité, le tambour 36 est également déplacé dans le sens des aiguilles d'une montre. Le godet 22 est par conséquent abaissé dans sa position de creusement. Le creusement, c'est-à-dire le remplissage du godet, est effectué par un mouvement des vérins 28 et 42. Lorsque le vérin 28 effectue une extension et un retrait, un mouvement alternatif est conféré au bras de godet 18 par l'intermédiaire de la tige de liaison 32, le vérin 42 étant par ailleurs mis en marche pour prendre le godet rempli,
<Desc/Clms Page number 8>
car il provoque le changement de l'orientation du godet.
Lorsque le godet est totalement chargé, le vérin 42 est amené totalement en position de retrait et les tambours 40 et 34 sont amenés à pivoter dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre, au moyen de la chatne 44. La chaîne 38 se déplace vers le haut et le tambour 36 est amené à pivoter dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre en basculant le godet vers le haut dans une position de retenue de la charge.
La figure 1 illustre, en traits mixtes la position du godet 22 et du bras de godet 18 lorsque le godet a été déplacé dans une position de décharge. Le mouvement vers cette position est obtenu par extension du vérin 28. Comme la tige de liaison 30 est fixée au montant 16, l'extension du vérin 28 a pour effet de déplacer le bras de godet 18 dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre autour de l'axe du montant sur lequel le bras de godet est monté. Il faut noter qu'une action de came est obtenue par le fait que cet axe est décalé par rapport à l'axe sur lequel le bras de godet est fixé au montant.
Au cours de ce mouvement, la longueur de la chatne 38 entre les tambours 34 et 36 est modifiée de manière effective, étant donné le montage excentrique du tambour 36 et l'action de came dont on vient de faire référence, et ainsi l'orientation du godet est maintenue dans une position de retenue de la charge. Lorsque le bras de godet a pivoté au-delà du montant vers la position de décharge, la chatne 38 provoque la rotation du tambour 36 et de ce fait du godet 22, de sorte que, bien que le godet soit maintenu dans une position de support de charge, il est graduellement incliné jusqu'à ce que soit at-
EMI8.1
1
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
teinte une position dans laquelle la gravité prend la relève, en faisant tourner le godet dans la position de décharge représentée en traits mixtes sur la figure l.
Un récipient approprié, également représenté en traits mixtes, reçoit le matériau déchargé.
Lorsque le godet est amené à pivoter vers sa position de creusement, la longueur effective de la chaîne 38 varie à nouveau de façon que le godet soit à nouveau orienté dans une position de support de charge. Lorsque le bras de godet atteint la position représentée sur la figure 1, le vérin 42 est à nouveau en extension pour abaisser le godet dans une position de creusement.
Le dispositif de chargement peut être déplacé vers une position de déplacement de faible hauteur par un retrait partiel du vérin 42 de façon que le godet soit amené à pivoter vers le bras supérieur, et par un retrait du vérin 26 pour abaisser à la fois le montant 16 et le bras de godet 18, ainsi que par un déverrouillage du bras 32 et un retrait du vérin 28.
Un avantage principal de l'invention est obtenu par le fait que le godet 22 s'étend d'un côté du bras de godet 18, ainsi qu'il ressort de la figure 2, sans qu'aucun support ne soit prévu du côté du godet opposé au bras de godet. Cela signifie dans le premier cas que le godet peut être utilisé pour déblayer un matériau situé à proximité d'une paroi et dans le deuxième cas qu'un matériau qui est nominalement de plus grande dimension que la du godet peut être chargé par le godet. Ce matériau ne devrait naturellement pas s'étendre au-dessus du côté du godet qui est adjacent au bras de godet, mais par ailleurs il peut s'étendre sur le côté du godet qui
<Desc/Clms Page number 10>
est opposé au bras de godet.
Un autre avantage de l'invention est que l'utilisation est faite d'un seul bras de support 16 et d'un seul bras de godet 18 ce qui, à l'opposé du dispositif suivant la technique antérieure, décrit dans le brevet aux Etats-Unis d'Amérique nO 4. 188.165, représente une économie considérable en matériel et en éléments constitutifs. Un autre point est que la largeur du godet peut être augmentée car cette dimension n'est plus limitée par l'espacement de deux montants.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
Par exemple les tambours 34 et 36 pourraient être déplacés vers droite, si l'on se réfère à la figure 2, de façon que le tambour 36 soit sensiblement adjacent au côté respectif du godet. Cette configuration peut, sous certaines conditions, augmenter la stabilité du dispositif de chargement. Les tambours 34 et 40, bien que décrits sous la forme d'unités séparées, peuvent être et de préférence sont constitués de parties différentes d'une unité solidaire et les références à ces tambours doivent être interprétées dans ce sens.
<Desc / Clms Page number 1>
DESCRIPTIVE MEMORY filed in support of a request for
PATENT OF INVENTION formed by
GENERAL MINING UNION CORPORATION LIMITED for: "Loading device" Priority for two patent applications in the South African Republic filed on September 20, 1982, under the numbers 82/6879 and n 82/6880.
Inventor: Dieter Gerhard LUCK.
<Desc / Clms Page number 2>
"Charging device"
The present invention relates to a loading device for use in a tunnel or for transportation in a mine, where there is little space to maneuver.
In U.S. Patent No. 4,188,165, a loading device has been described which includes a bucket mounted at the end of an arm that pivots on a cross member of an upright fork. The bucket arm pivots between the fork posts to allow the bucket to pick up material on one side and deposit it on the other side. In certain aspects, this loading device is satisfactory, but it suffers from the serious disadvantage that the bucket extends between spaced supports and that consequently, when it is necessary to move a large material which possibly extends beyond on at least one side of the bucket, the material can be trapped between the bucket and the uprights or, in another way, it can be simply pushed out of the bucket.
This drawback significantly reduces the efficiency of the loading device.
The present invention aims to develop a charging device in which the aforementioned disadvantage is reduced to a minimum.
Another object of the present invention consists
<Desc / Clms Page number 3>
te to provide a loading device which can, under certain conditions, handle a material of larger dimensions than the bucket.
Another object of the invention is to provide a loading device, the construction of which requires less material and fewer components than does the loading device to which reference was made above.
These problems are solved, according to the invention, by a loading device which comprises a basic element, a single upright connected to the basic element, a single bucket arm which is connected so as to be able to pivot to the upright, a cantilevered shaft which projects from the bucket arm, a bucket which is mounted on the shaft and which extends from one side of the bucket arm, the bucket being capable of pivoting relative to the arm bucket, and means for moving the bucket arm between a first position where the bucket is oriented to dig and a second position where the bucket is oriented to discharge.
The means for moving the bucket arm may comprise a first connecting rod which is connected so as to be able to pivot at one end of the upright, a second connecting rod which is connected so as to be able to pivot at one end of the arm bucket, the free ends of the two connecting rods being connected to each other so as to be able to pivot, and a jack, which is connected between the upright and the two connecting rods.
The term "cylinder", as used in this specification, designates in a first case a hydraulic cylinder or a similar device, but it is also
<Desc / Clms Page number 4>
LEMENT intended to include any other device which is capable of performing a force transmission movement in two opposite directions.
The length of the second connecting rod can be adjustable.
The loading device may include bucket orientation means which includes a first drum which is mounted at the upper end of the upright, a second drum which is mounted eccentrically on the cantilever shaft, a first flexible element whose ends are fixed to the first and respectively second drums, a third drum which is mounted coaxially with the first drum, a second flexible element whose one end is fixed to the third drum, and a jack which cooperates with the other end of the second flexible element.
The two flexible elements can be cables, ropes or the like, but they are preferably formed by chains.
The bucket can be detachably connected to the shaft by means of detachable clamps, which are located on the rear side of the bucket.
The loading device may include means for supporting the upright on the base member so that it has a desirable angle of inclination relative to the base member.
The base member is preferably a turntable or the like, so that the orientation of the loading device can be adjusted.
The loading device can be provided on rails or be another vehicle.
<Desc / Clms Page number 5>
Other details and particularities of the invention will emerge from the description given below, without implied limitation and with reference to the attached drawings.
Figure 1 shows a side view of a loading device according to the invention.
FIG. 2 represents a front view of a part of the loading device shown in FIG. 1.
The drawings illustrate a loading device 8 according to the invention, which is mounted on a rail vehicle 10 which can form an end part of a tunnel train. The vehicle 10 comprises a basic element which consists of a rotary table 12, which is capable of pivoting about a vertical axis 14.
The loading device 8 comprises a single upright 16 which is connected to the turntable 12, so as to be able to pivot, a single bucket arm 18, which is connected so as to be able to pivot at the upper end of the arm 16, thus that more clearly emerges from FIG. 2, a cantilevered shaft 20 which is mounted on the bucket arm, at its free end and which projects on the side of the bucket arm in the opposite direction to the upright 16, the shaft being journalled to pivot in bearings, and a bucket 22 which is detachably clamped on the shaft 20 by means of clamping members 24 provided on the rear face of the bucket.
The clamping members 24 may consist of any suitable devices. The advantage of the arrangement of the clamping members on the rear face of the bucket
<Desc / Clms Page number 6>
is that a compact structure is provided in which the side of the bucket which is closest to the bucket arm can move freely without the respective clamping member obstructing the bucket arm and in which the clamping member on the other side of the bucket is in no way endangered. This allows the use of the bucket for loading material which may be located against a wall or the like.
The rail vehicle 10 includes two hydraulic cylinders, not shown, for rotating the turntable 12 in order to rotate the loading device. The jacks are used to centralize the loading device 8 in the position shown in FIG. 1.
The upright 16 is supported on a hydraulic cylinder 26 which extends between the vehicle and the upright.
This jack is used to vary the inclination of the arm 16 and to withdraw it in a position of displacement of low height, when the loading device is moved for example in a tunnel.
A hydraulic cylinder 28 has one of its ends fixed on the upright 16 and its other end is connected so as to be able to pivot to a lever linkage constituted by the connecting rods 30 and 32. The connecting rod 30 extends between the upright 18 and the external end of the jack 28 while the connecting rod 32 extends between the external end of the jack 28 and a pivot point on the bucket arm 18. The connecting rod 32 is telescopic and during operation normal loading device it is locked in an extended position, illustrated in Figure 1.
<Desc / Clms Page number 7>
The connecting rod 32 is telescoped to allow the lowering of the loading device in its position of displacement of low height.
The loading device comprises a bucket orientation control arrangement which is intended to maintain the bucket in a load-retaining position when it is moved from its digging position to its unloading position.
The control arrangement consists of a first drum 34 which is mounted so as to be able to pivot on an axis situated between the upper ends of the upright 16 and of the bucket arm 18, a second drum 36 which is fixed eccentrically to the shaft 20, and a chain 38 the ends of which are fixed to the drums 34 and respectively 36. The arrangement further comprises a drum 40 which is fixed coaxially to the drum 34, a jack 42 which is mounted on the upright 16, and a chain 44 whose ends are fixed to the drum 40 and respectively to the jack 42.
When the jack 42 is in extension, the drums 40 and 34 are, in FIG. 1, moved clockwise and, under the action of gravity, the drum 36 is also moved in the direction of Clockwise. The bucket 22 is therefore lowered to its digging position. The digging, that is to say the filling of the bucket, is carried out by a movement of the jacks 28 and 42. When the jack 28 performs an extension and a withdrawal, an alternating movement is imparted to the bucket arm 18 by the intermediate of the connecting rod 32, the jack 42 also being started to take the filled bucket,
<Desc / Clms Page number 8>
because it causes the orientation of the bucket to change.
When the bucket is fully loaded, the jack 42 is brought fully into the withdrawn position and the drums 40 and 34 are caused to pivot in the anti-clockwise direction, by means of the chain 44. The chain 38 moves upwards and the drum 36 is made to pivot anticlockwise by tilting the bucket upwards in a load retaining position.
FIG. 1 illustrates, in phantom lines, the position of the bucket 22 and of the bucket arm 18 when the bucket has been moved to a discharge position. The movement towards this position is obtained by extension of the jack 28. As the connecting rod 30 is fixed to the upright 16, the extension of the jack 28 has the effect of moving the bucket arm 18 in the opposite direction to the needles of a shows around the axis of the upright on which the bucket arm is mounted. It should be noted that a cam action is obtained by the fact that this axis is offset with respect to the axis on which the bucket arm is fixed to the upright.
During this movement, the length of the rod 38 between the drums 34 and 36 is effectively modified, given the eccentric mounting of the drum 36 and the cam action which has just been referred to, and thus the orientation of the bucket is held in a load retaining position. When the bucket arm has pivoted beyond the upright to the discharge position, the cat 38 causes the drum 36 and therefore the bucket 22 to rotate, so that, although the bucket is held in a support position load, it is gradually tilted until
EMI8.1
1
<Desc / Clms Page number 9>
EMI9.1
tint a position in which gravity takes over, by rotating the bucket in the discharge position shown in phantom in Figure l.
A suitable container, also shown in phantom, receives the discharged material.
When the bucket is made to pivot towards its digging position, the effective length of the chain 38 again varies so that the bucket is again oriented in a load support position. When the bucket arm reaches the position shown in Figure 1, the cylinder 42 is again extended to lower the bucket to a digging position.
The loading device can be moved to a position of displacement of low height by a partial withdrawal of the jack 42 so that the bucket is caused to pivot towards the upper arm, and by a withdrawal of the jack 26 to lower both the amount 16 and the bucket arm 18, as well as by unlocking the arm 32 and removing the jack 28.
A main advantage of the invention is obtained by the fact that the bucket 22 extends on one side of the bucket arm 18, as it emerges from FIG. 2, without any support being provided on the side of the bucket opposite the bucket arm. This means in the first case that the bucket can be used to clear material near a wall and in the second case that a material which is nominally larger than the size of the bucket can be loaded by the bucket. This material should naturally not extend over the side of the bucket which is adjacent to the bucket arm, but otherwise it may extend over the side of the bucket which
<Desc / Clms Page number 10>
is opposite the bucket arm.
Another advantage of the invention is that the use is made of a single support arm 16 and a single bucket arm 18 which, unlike the device according to the prior art, described in the patent to United States of America No. 4. 188.165, represents a considerable saving in material and constituent parts. Another point is that the width of the bucket can be increased because this dimension is no longer limited by the spacing of two uprights.
It should be understood that the present invention is in no way limited to the embodiment described above and that many modifications can be made thereto without departing from the scope of this patent.
For example, the drums 34 and 36 could be moved to the right, if one refers to FIG. 2, so that the drum 36 is substantially adjacent to the respective side of the bucket. This configuration can, under certain conditions, increase the stability of the loading device. The drums 34 and 40, although described in the form of separate units, can be and preferably consist of different parts of an integral unit and the references to these drums should be interpreted in this sense.