EP1373646B1 - Engin de travaux publics polyvalent du type chargeuse-pelleteuse - Google Patents
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- EP1373646B1 EP1373646B1 EP02722353A EP02722353A EP1373646B1 EP 1373646 B1 EP1373646 B1 EP 1373646B1 EP 02722353 A EP02722353 A EP 02722353A EP 02722353 A EP02722353 A EP 02722353A EP 1373646 B1 EP1373646 B1 EP 1373646B1
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- E02F9/20—Drives; Control devices
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- E02F9/2278—Hydraulic circuits
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- E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
- E02F3/963—Arrangements on backhoes for alternate use of different tools
- E02F3/964—Arrangements on backhoes for alternate use of different tools of several tools mounted on one machine
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- E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
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- E02F9/0875—Arrangement of valve arrangements on superstructures
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- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2004—Control mechanisms, e.g. control levers
Definitions
- the present invention relates to the field of public works machinery, and more particularly to earth-moving machines that can work indifferently as loader as a backhoe, machines which in the following description, will be designated by the expression " loader / backhoe. "
- This frame supports in its central part a driving and control station.
- a loader assembly At the front of the chassis is a loader assembly and, at the rear, an excavator assembly.
- each work tool has its own control means for feeding the hydraulic cylinders actuating the constituent elements of each work tool.
- Each control cylinder can therefore be controlled selectively via a hydraulic distributor operable by a manipulator, manipulator which can be either a mechanical control lever and linkage, or a hydraulic control or an electrical control.
- the document US 5,471,908 describes a machine of the loader / excavator type, the hydraulic circuit comprises a distributor dedicated to the configuration of the loader assembly, and a second distributor dedicated to the displacement of the excavator assembly, hydraulically interconnected by a priority valve.
- the distributors controlling the loader assembly there are at least two in number, one for controlling the parallel arms articulated by articulated relative to the frame and supporting the bucket and a second distributor controlling the orientation of the bucket relative to the arms and the frame.
- an additional command may act on the configuration of the bucket, usually called 4 in 1 command.
- control valves of the charger assembly are therefore grouped on the chassis, and this substantially at the level of the driving members.
- the distributors supplying the power of the control cylinders are grouped on a separate module mounted at the rear of the chassis.
- the operator rotates his seat for the one hand, set up the lateral stabilizers, and secondly, actuate the control means of the cylinders allowing the implementation of the shovel.
- Such a shovel assembly thus implies, in order to ensure its operation, the presence of at least six distributors, namely two for the control of the lateral stabilizers that the machine comprises, one for the control of the boom, one for the control of the arm articulated on said boom, one for the control of the articulated bucket at the end of the arm, and the last for the control of the rotation of the boom.
- the first problem to be solved by the invention thus concerns the production of a multi-purpose machine comprising a hydraulic control system for the tools of the machine of simplified design, easy to set up and of great reliability during its operation. use.
- Such a circuit also makes it possible to have priority steering control.
- the invention also aims to arrange the elementary distributors so that the controls for performing the excavator function are central, while those to fulfill the loader function are distributed on both sides of the aforementioned elements.
- the distributors supplying the cylinders that comprises the shovel assembly are manually controlled (but could also be hydraulically controlled) and the distributors of the jacks of the loader assembly are, in turn, hydraulically controlled .
- the distributors of the loader assembly are arranged laterally with respect to those of the excavator assembly, thus making it possible to facilitate the hydraulic connection with said loader assembly which is situated at the front of the machine.
- the invention therefore relates to a public works vehicle loader / backhoe type.
- This machine essentially comprises a frame, designated by the general reference (1), supported by two axles (2,3), the front axle (2) being provided with steering wheels and drive (4) and the rear axle of driving wheels (5) of large diameter.
- a heat engine which drives a gearbox with converter connected by transmission to the two front and rear axles and the hydraulic circuit for controlling the work equipment also mounted on said frame.
- Said work equipment is, on the one hand, constituted by a loader type assembly designated by the general reference (6), mounted at the front of said frame and, on the other hand, by a "backhoe” type assembly or “Excavator”, designated by the general reference (7) mounted meanwhile at the rear of the frame.
- the charger assembly (6) comprises two arms (8) articulated at (9) on the chassis and arranged on either side of the cover (10). These arms (8) can be moved under the action of two arm cylinders (11) also laterally on the frame (12), and whose rod acts on the intermediate portion (13) of the side arms. (8) .
- a bucket (9) associated with rods (14,15) forming a deformable parallelogram.
- the inclination of the bucket (9) is obtained via a jack (16).
- the bucket (9) may optionally be constituted by an assembly comprising two distinct elements offset relative to one another, and allowing to adopt several configurations that allow it to fulfill, in addition to the loader function, that of blade of a bulldozer, or pliers, or an opening dump.
- the shovel assembly (7) is, in turn, mounted at the rear of the frame on a rigid transverse frame (20) set back from the drive wheels (5).
- This excavator is conventional and consists essentially of an arrow (23) associated with an arm (24) at the end of which is mounted a bucket (25).
- the boom (23) receives a rotational movement about a vertical axis relative to the frame. Furthermore, the boom (23) is hinged relative to the frame, the arm (24) being articulated relative to the end of said boom (23) and the bucket (25) relative to the end of the arm (24).
- two lateral stabilizers are also mounted on the frame.
- the driving position and control of the machine is mounted on the central part of the chassis.
- This control station thus comprises conventional driving means and manipulators, preferably of the hydraulic type, to ensure the selection of the distributors controlling the various cylinders of the charger assembly.
- This driving position is designed so that by simply pivoting the seat, we can use the backhoe set arranged at the rear.
- the excavator assembly is controlled by six distributors operable by individual manual controls.
- all the distributors supplying the control cylinders of both the loader and the excavator are grouped in the form of a module (30) as shown in Figures 3 and 4.
- This block or module (30) is mounted on a transverse beam (31) integral with the two longitudinal members constituting the frame, and this through damping assemblies for recovering the stresses experienced by said frame during work operations.
- valve block (30) comprises six mechanically controlled distributors (30a to 30f) intended to carry out the controls of the excavator which are located at the rear of the machine.
- a seventh distributor (38g) is also expected to originate in the event that the machine is likely to receive additional options.
- the distributors (32,33,34) intended to feed the cylinders of the loader assembly are arranged laterally with respect to those of the shovel assembly thus facilitating the mechanical connection with the loader controls which are located at the front of the machine.
- This circuit (35) is associated with a priority valve (37) on the direction function.
- each of the distributors is carried out at a shared rate.
- an electro-distributor (38) for the immobilization cylinders of the shovel is also associated with the block (30) of distributors.
- control of the distributors is mixed, namely mechanical and hydraulic, these controls could also be performed in a fully hydraulic manner.
- the solution according to the invention has many advantages among which we can mention ease of assembly, maintenance, account because all functions are integrated into a single block.
Description
- La présente invention se rapporte au domaine des engins de travaux publics, et plus particulièrement aux engins de terrassement pouvant travailler indifféremment en tant que chargeur qu'en tant que pelleteuse, engins qui dans la suite de la description, seront désignés par l'expression "chargeuse/pelleteuse".
- De très nombreuses propositions ont été faites à ce jour pour réaliser des engins de travaux publics polyvalents.
- Parmi ces solutions, ainsi que cela ressort notamment du
FR 1 483 942 US 3 484 005 ), ainsi que de l'EP 0 084 067 il a été proposé de réaliser des engins qui, d'une manière générale, comportent un châssis supporté par deux essieux, l'un pourvu de roues motrices, l'autre de roues directrices. - Ce châssis supporte dans sa partie centrale un poste de conduite et de commande. A l'avant du châssis, est monté un ensemble chargeur et, à l'arrière, un ensemble excavateur.
- Sur les types d'engins proposés à ce jour, chaque outil de travail comporte ses propres moyens de commande permettant d'alimenter les vérins hydrauliques actionnant les éléments constitutifs de chaque outil de travail. Chaque vérin de commande peut donc être commandé sélectivement par l'intermédiaire d'un distributeur hydraulique actionnable par un manipulateur, manipulateur qui peut être soit une commande mécanique par levier et tringlerie, soit une commande hydraulique soit une commande électrique.
- Ainsi, le document
US 5 471 908 décrit un engin du type chargeur/excavateur, dont le circuit hydraulique comporte un distributeur dédié à la configuration de l'ensemble chargeur, et un second distributeur dédié au déplacement de l'ensemble pelleteuse, reliés entre eux hydrauliquement par une valve de priorité. - Concernant les distributeurs assurant la commande de l'ensemble chargeur, ils sont au moins au nombre de deux, un pour commander les bras parallèles articulés par articulés par rapport au châssis et qui supportent le godet et un second distributeur commandant l'orientation du godet par rapport aux bras et au châssis.
- Eventuellement, une commande supplémentaire peut agir sur la configuration du godet, commande généralement appelée 4 en 1.
- Une telle commande est utilisée lorsque l'on utilise un godet constitué de deux éléments distincts décalés l'un par rapport à l'autre. Selon la position relative des deux portions du godet, l'engin peut alors effectuer différentes fonctions, à savoir :
- ■ dans une première configuration, de disposer les deux bords du godet de façon jointive pour former un godet dont l'ouverture est dirigée sensiblement vers le haut et vers l'avant pour remplir une fonction de chargeur;
- ■ dans une deuxième configuration, de disposer les deux parties du godet l'une au dessus de l'autre dans un agencement sensiblement vertical pour former l'outil servant de lames de bulldozers et ;
- ■ dans une troisième configuration, de disposer les deux parties du godet dans une configuration sensiblement horizontale, de telle sorte qu'elles puissent être écartées l'une de l'autre de façon progressive pour assurer une fonction de pince pour la prise d'objets disposés sur le sol ; et
- ■ dans une quatrième configuration, de positionner également les deux parties du godet dans une position sensiblement horizontale afin qu'elles puissent être écartées l'une de l'autre pour laisser chuter les matériaux que le godet transporte afin de remplir une fonction de benne ouvrante.
- Cette possibilité entraîne donc la présence d'un manipulateur additionnel pour provoquer le déplacement des deux parties constitutives du godet, et qui agit donc sur un distributeur additionnel.
- Dans ce type d'engin, les distributeurs de commande de l'ensemble chargeur sont donc regroupés sur le châssis, et ce sensiblement au niveau des organes de conduite.
- Concernant l'ensemble pelleteur, monté à l'arrière du châssis, les distributeurs assurant l'alimentation des vérins de commande sont regroupés sur un module séparé monté à l'arrière du châssis.
- Lorsque l'ensemble pelleteur est utilisé, après avoir arrêté l'engin, l'opérateur fait pivoter son siège pour d'une part, mettre en place les stabilisateurs latéraux, et d'autre part, actionner les moyens de commande des vérins permettant la mise en oeuvre de la pelle.
- Un tel ensemble pelleteur implique donc, pour assurer son fonctionnement, la présence d'au moins six distributeurs, à savoir deux pour la commande des stabilisateurs latéraux que comporte l'engin, un pour la commande de la flèche, un pour la commande du bras articulé sur ladite flèche, un pour la commande du godet articulé à l'extrémité du bras, et le dernier pour la commande de la rotation de la flèche.
- Une telle conception de matériel dans laquelle les distributeurs des ensembles chargeur et pelleteur sont dissociés l'un de l'autre, implique donc un circuit hydraulique depuis la pompe d'alimentation en fluide et le retour au réservoir de stockage de fluide relativement complexe, ainsi qu'une difficulté d'accès aux distributeurs.
- Le premier problème que se propose de résoudre l'invention concerne donc la réalisation d'un engin polyvalent comportant un circuit hydraulique de commande des outils de l'engin de conception simplifiée, facile à mettre en place et d'une grande fiabilité lors de son utilisation.
- Par ailleurs, un tel circuit permet également d'avoir une commande de direction prioritaire.
- Par ailleurs, l'invention vise également à disposer les distributeurs élémentaires de telle sorte que les commandes permettant de remplir la fonction excavateur soient centrales, alors que celles permettant de remplir la fonction chargeur soient distribuées de part et d'autre des éléments précités.
- D'une manière générale, l'invention concerne donc un engin de travaux publics polyvalent du type chargeuse/pelleteuse comprenant un châssis mobile dans la partie centrale duquel est monté un poste de conduite et de commande, ledit châssis supportant, à l'avant, un ensemble chargeuse et, à l'arrière, un ensemble pelleteuse ou excavateur, pouvant être commandés indépendamment l'un de l'autre par l'intermédiaire d'un circuit hydraulique alimentant de manière sélective une pluralité de distributeurs actionnables par un manipulateur et qui commandent les vérins hydrauliques des éléments constitutifs de chaque outil de travail, et il se caractérise en ce que :
- l'ensemble des distributeurs alimentant les vérins de commande des outils, sont regroupés sous la forme d'un module unique monté transversalement sur le châssis, et ce entre l'essieu arrière et le cadre supportant l'ensemble pelleteur ;
- l'alimentation en fluide hydraulique est réalisée par l'intermédiaire d'une pompe à débit variable alimentant une valve de priorité sur la fonction direction, associée au bloc regroupant les distributeurs ;
- la distribution du fluide à chaque distributeur est réalisée avec une balance de compensation permettant d'ajuster les débits par tranche.
- Selon une forme préférentielle de réalisation, les distributeurs alimentant les vérins que comporte l'ensemble pelleteur sont à commande manuelle (mais pourraient également être à commande hydraulique) et les distributeurs des vérins de l'ensemble chargeur sont, quant à eux, à commande hydraulique. Dans un tel cas, les distributeurs de l'ensemble chargeur sont disposés latéralement par rapport à ceux de l'ensemble pelleteuse, permettant ainsi de faciliter la connexion hydraulique avec ledit ensemble chargeuse qui est situé à l'avant de l'engin.
- La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront mieux de la description du mode de réalisation qui suit, illustré par les figures annexées dans lesquelles :
- la figure 1 est une vue générale de côté d'un engin du type chargeuse/pelleteuse ;
- la figure 2 est une vue schématique, de dessus, illustrant la manière dont est réalisé le châssis d'un tel engin ainsi que le montage des distributeurs de commande sur ce châssis;
- la figure 3 est une vue détaillée de la réalisation du bloc comportant les distributeurs élémentaires de commande et la manière dont ils sont montés sur le châssis de l'engin ;
- la figure 4 est un schéma simplifié du circuit hydraulique alimentant les distributeurs d'un engin réalisé conformément à l'invention.
- En se reportant à la figure 1 annexée, l'invention concerne donc un engin de travaux publics du type chargeuse/pelleteuse.
- Cet engin comprend donc essentiellement un châssis, désigné par la référence générale (1), supporté par deux essieux (2,3), l'essieu avant (2) étant pourvu de roues directrices et motrices (4) et l'essieu arrière des roues motrices (5) de grand diamètre.
- Sur le châssis, est monté un moteur thermique qui entraîne une boite de vitesse avec convertisseur reliés par transmission aux deux ponts avant et arrière ainsi que le circuit hydraulique permettant de commander les équipements de travail montés également sur ledit châssis.
- Lesdits équipements de travail sont, d'une part, constitués par un ensemble de type chargeuse désigné par la référence générale (6), monté à l'avant dudit châssis et, d'autre part, par un ensemble de type "pelleteuse" ou "excavateur", désigné par la référence générale (7) monté quant à lui à l'arrière du châssis.
- D'une manière générale, la structure d'un tel engin est comparable à celle faisant l'objet du brevet
EP 84067 - Dans le mode de réalisation illustré, l'ensemble chargeur (6) comprend deux bras (8) articulés en (9) sur le châssis et disposés de part et d'autre du capot (10). Ces bras (8) peuvent être déplacés sous l'action de deux vérins de bras (11) situés également latéralement sur le châssis en (12), et dont la tige agit sur la partie intermédiaire (13) des bras latéraux.(8).
- A l'extrémité des bras latéraux (8), est montée, de manière connue, un godet (9) associé à des biellettes (14,15) formant un parallélogramme déformable.
- L'inclinaison du godet (9) est obtenue par l'intermédiaire d'un vérin (16). Le godet (9) peut éventuellement être constitué par un ensemble comportant deux éléments distincts décalés l'un par rapport à l'autre, et permettant d'adopter plusieurs configurations lui permettant de remplir, outre la fonction de chargeur, celle de lame d'un bulldozer, ou d'une pince, ou d'une benne ouvrante.
- L'ensemble pelleteur (7) est, quant à lui, monté à l'arrière du châssis sur un cadre transversal (20) rigide situé en retrait par rapport aux roues motrices (5). Cet ensemble pelleteuse est conventionnel et se compose essentiellement d'une flèche (23) associée à un bras (24) à l'extrémité duquel est monté un godet (25). La flèche (23) reçoit un mouvement de rotation autour d'un axe vertical par rapport au châssis. Par ailleurs, la flèche (23) est articulée par rapport au châssis, le bras (24) étant quant à lui articulé par rapport à l'extrémité de ladite flèche (23) et le godet (25) par rapport à l'extrémité du bras (24).
- La commande de la position des éléments les uns par rapport aux autres est réalisée par l'intermédiaire de vérins (26,27,28).
- Par ailleurs, deux stabilisateurs latéraux, non représentés sur les schémas annexés, sont également montés sur le châssis.
- Le poste de conduite et de commande de l'engin est monté sur la partie centrale du châssis. Ce poste de commande comporte donc des moyens de conduite conventionnels ainsi que les manipulateurs, de préférence de type hydraulique, permettant d'assurer la sélection des distributeurs commandant les différents vérins de l'ensemble chargeur.
- Ce poste de conduite est conçu de telle sorte que par simple pivotement du siège, on puisse utiliser l'ensemble pelleteuse disposé à l'arrière.
- Dans l'exemple concret donné, l'ensemble pelleteuse est commandé par six distributeurs actionnables par des commandes manuelles individuelles.
- Conformément à l'invention, l'ensemble des distributeurs alimentant les vérins de commande tant de la chargeuse que de la pelleteuse, sont regroupés sous la forme d'un module (30) tel que représenté aux figures 3 et 4. Ce bloc ou module (30) est monté sur une poutre transversale (31) solidaire des deux longerons constituant le châssis, et ce par l'intermédiaire d'ensembles amortisseurs permettant d'encaisser les contraintes subies par ledit châssis lors des opérations de travail.
- Dans l'exemple concret de réalisation donné, et qui est illustré par les figures 3 et 4, le bloc de distributeurs (30) comporte six distributeurs (30a à 30f), à commande mécanique destinés à assurer les commandes de la pelleteuse qui sont situées à l'arrière de l'engin. Un septième distributeur (38g) est également prévu d'origine dans l'hypothèse où l'engin est susceptible de recevoir des options additionnelles.
- Les distributeurs (32,33,34) destinés à alimenter les vérins de l'ensemble chargeuse sont disposés latéralement par rapport à ceux de l'ensemble pelleteuse permettant ainsi de faciliter la connexion mécanique avec les commandes du chargeur qui sont situées à l'avant de l'engin.
- Grâce à une telle conception dans laquelle les distributeurs de commande des vérins des deux ensembles de travail sont regroupés, il est donc possible d'avoir un circuit hydraulique qui ne comporte qu'une seule connexion (35) à une pompe hydraulique à débit variable (36).
- Ce circuit (35) est associé à une valve de priorité (37) sur la fonction direction.
- Par ailleurs, l'alimentation de chacun des distributeurs est réalisée à débit partagé.
- De plus, un électro distributeur (38) pour les vérins d'immobilisation de la pelle est également associé au bloc (30) de distributeurs.
- Enfin, si dans l'exemple donné, la commande des distributeurs est mixte, à savoir mécanique et hydraulique, ces commandes pourraient être également réalisées de manière entièrement hydraulique.
- Par rapport aux solutions antérieures dans lesquelles les distributeurs de l'ensemble chargeuse et ceux de l'ensemble pelleteuse sont dissociés, la solution conforme à l'invention présente de nombreux avantages parmi lesquels on peut citer une facilité de montage, d'entretien, compte tenu du fait que toutes les fonctions sont intégrées dans un bloc unique.
Claims (3)
- Engin de travaux publics polyvalent du type chargeuse/pelleteuse comprenant un châssis mobile dans la partie centrale duquel est monté un poste de conduite et de commande, ledit châssis supportant, à l'avant, un ensemble chargeuse et, à l'arrière, un ensemble pelleteuse ou excavateur, pouvant être commandés indépendamment l'un de l'autre par l'intermédiaire d'un circuit hydraulique alimentant de manière sélective une pluralité de distributeurs actionnables par des manipulateurs, et qui commandent les vérins hydrauliques des éléments constitutifs de l'ensemble chargeuse et de l'ensemble pelleteuse ou excavateur, caractérisé en ce que :- l'ensemble des distributeurs alimentant lesdits vérins hydrauliques, sont regroupés sous la forme d'un module unique (30) monté transversalement sur le châssis, et ce entre l'essieu arrière et le cadre supportant l'ensemble pelleteuse ;- l'alimentation en fluide hydraulique est réalisée par l'intermédiaire d'une pompe (36) à débit variable alimentant une valve de priorité (37) sur la fonction direction, associée au bloc (30) regroupant les distributeurs ;- la distribution du fluide à chaque distributeur est réalisée avec une balance de compensation permettant d'ajuster les débits par tranche.
- Engin de travaux publics selon la revendication 1, caractérisé en ce que les distributeurs alimentant les vérins que comporte l'ensemble pelleteuse (7) sont à commande manuelle ou hydraulique et les distributeurs des vérins de l'ensemble chargeuse (6) sont à commande hydraulique.
- Engin de travaux publics selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les distributeurs (32, 33, 34) de l'ensemble chargeuse sont disposés latéralement par rapport à ceux de l'ensemble pelleteuse.
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