Domaine de l'invention
La présente invention concerne un engin de chantier comportant
des moyens de roulement avec un châssis (ensemble pivotant)
portant un mât, éventuellement télescopique muni d'un outil, par un
moyen de liaison et de pivotement pour relever et abaisser le mât autour
d'un axe, avec des vérins.
Il existe de multiples réalisations d'engins de chantier du
type défini ci-dessus, comportant des mâts télescopiques, ou des flèches
porte-outil recevant divers outils notamment une pelle ou un godet, pour
des applications extrêmement diverses. Mais ces engins de chantier ont en
commun la complexité de leurs moyens de commande et de fonctionnement
et l'encombrement du mât ou de la flèche en position rétractée ou
encore les possibilités de mouvement relativement limitées du fait de
l'encombrement des différents organes composant par exemple les moyens
de levage ou plus généralement de commande du mât et des outils.
La présente invention a pour but de développer un engin de
chantier d'encombrement très réduit offrant néanmoins de grandes possibilités
d'action par le mouvement du mât entre des positions extrêmes
d'abaissement ou de relevage, tout en ayant un encombrement extrêmement
réduit en position de repos ou de transport.
Objet et avantages de l'invention
A cet effet l'invention concerne un engin de chantier du type
défini ci-dessus caractérisé en ce que le moyen de liaison et de pivotement
du mât comprend
- une embase reliée au châssis et portant l'axe de pivotement du mât,
- une bielle montée pivotante sur l'embase,
- un premier vérin reliant la bielle au mât,
- un second vérin reliant l'embase à la bielle.
Cet engin de chantier présente l'avantage d'un encombrement
extrêmement réduit grâce aux deux vérins commandant le pivotement
du mât et de l'interposition de la bielle reliant les deux vérins et
l'ensemble au châssis et au mât. Cela permet d'utiliser des vérins relativement
longs, permettant un pivotement important du mât entre une position
très relevée et une position abaissée à l'extrême pour qu'un outil
installé à l'avant du mât puisse intervenir très près du châssis de l'engin.
Cela permet également d'utiliser l'engin dans des situations
d'encombrement extrêmement réduites à l'intérieur d'un bâtiment, d'un
tunnel, d'une fosse ou entre des constructions, tout en permettant à
l'engin et en particulier à son mât de passer d'une position extrême
d'abaissement à une position extrême de relevage. Ces résultats sont obtenus
avec des moyens simples à réaliser, à entretenir et à utiliser, se traduisant
par de très grandes facilités et souplesse d'utilisation, un
entretien réduit et une grande robustesse du fait du nombre réduit de pièces
sensibles tels que des vérins ou des moyens d'alimentation des vérins.
De manière avantageuse, la bielle est montée pivotante autour
de l'axe du mât. Cela permet de disposer d'une bielle ayant un rayon
important et permettant ainsi d'avoir un vérin principal et un vérin secondaire
de longueur importante, intéressante en position déployée sans que
cette longueur importante ne gêne le repliement du mât en position très
abaissée.
Suivant une autre caractéristique la bielle a une forme de L
dont :
- la concavité est tournée vers le mât,
- l'extrémité d'une branche est reliée à son axe de pivotement du mât,
- l'extrémité de l'autre branche est reliée au deuxième vérin,
- le sommet est relié au premier vérin.
Grâce à cette forme particulière de la bielle, les efforts sont
transmis efficacement entre les deux vérins et les appuis de ces vérins
sans que ces efforts ne sollicitent de manière excessive l'axe portant la
bielle et qui constitue en même temps l'axe de pivotement du mât.
Cette réalisation utilise l'avantage de la hauteur de l'embase
dont le sommet porte l'axe de pivotement du mât. Cette position relativement
haute de l'axe de pivotement permet d'incliner le mât suivant un angle
très important sans qu'il ne rencontre le châssis supérieur portant le
mât ou le châssis inférieur, dans le cas de deux châssis reliés par des
moyens de pivotement permettant la rotation de la partie supérieure de
l'engin notamment du mât autour d'un axe par exemple vertical.
Cette réalisation de la bielle et de l'embase permet également
d'avoir pour un même encombrement des vérins de longueur maximale,
autorisant à leur tour un pivotement maximum du mât entre sa
position relevée et sa position abaissée.
De façon avantageuse l'embase est constituée de deux chapes
de forme générale triangulaire, identiques, parallèles dont la base est
fixée au châssis et le sommet porte l'axe du mât l'embase recevant la bielle
entre les deux chapes.
De manière intéressante la bielle est formée de deux pièces
en L dont les extrémités des branches et le sommet sont reliés par les axes
de la bielle et de liaison des vérins.
Enfin suivant une autre caractéristique avantageuse pour
gagner de l'encombrement au niveau de la taille des vérins, le premier vérin
reliant le châssis à la bielle est dédoublé.
Dessins
La présente invention sera décrite ci-après de manière plus
détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement
dans les dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue de côté de la partie supérieure d'un engin de
chantier sans le châssis de roulement mais avec le châssis supérieur
portant le mât et le moyen de liaison et de pivotement du mât, dans
une première position,
- la figure 2 est une vue en perspective de la bielle,
- la figure 2A est une vue d'un flasque de la bielle de la figure 2,
- la figure 3 est une vue de côté de la partie supérieure de l'engin selon la
figure 1 mais montrant le mât en position d'inclinaison extrême, le vérin
principal et le vérin secondaire étant en position complètement rétractée
(vérins fermés),
- la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 3 pour le vérin primaire
ouvert et le vérin secondaire fermé,
- la figure 5 est une vue de côté correspondant à celle de la figure 3 pour
le vérin primaire et le vérin secondaire tous deux ouverts.
Description d'un mode de réalisation
Selon la figure 1, l'invention concerne un engin de chantier
comportant des moyens de roulement tels que des roues ou des chenilles
avec un châssis inférieur, non représenté, portant un châssis supérieur 1,
par exemple pivotant par rapport au châssis de roulement autour d'un axe
sensiblement vertical. L'engin est également équipé de préférence d'une
cabine non représentée ainsi que d'un tableau de commande avec des
manettes pour commander les mouvements et en particulier l'alimentation
des vérins.
Le châssis supérieur 1 porte un mât 2 simplement figuré
par un rectangle. Ce mât est en général télescopique à deux ou plusieurs
éléments. Il peut également s'agir d'une flèche. L'extrémité du mât ou de
la flèche porte des outils tels que des godets, des lames de raclage ou des
fourches, en fonction de l'application de l'engin ou des opérations à effectuer
telles que des opérations d'excavation, de nivellement, de soulèvement
ou de transport et de levage.
Les différents outils qui peuvent équiper le mât de façon
définitive ou interchangeable ne sont pas représentés.
Ce mât 2 est monté basculant autour d'un axe 3, horizontal
par rapport au châssis. Cet axe est relié à une embase 4 portée par le
châssis supérieur 1. L'embase 4 est constituée de préférence par deux
flasques de forme sensiblement triangulaire, portées par le châssis supérieur
1. Une bielle 5 est montée pivotante sur l'embase 4 en particulier
autour de l'axe 3 de basculement du mât 2. Cette bielle 5 a sensiblement
une forme de L dont une branche 51 est reliée à l'axe 3 et l'autre branche
52 de forme relativement triangulaire, munie de caissons de renforcement
53, 54 détaillés ultérieurement, porte à l'une de ses extrémités
une articulation 55 et à la jonction des deux branches, une articulation
56.
La forme du L de la bielle 5 est telle que la branche 52 est
tournée vers la droite selon la figure 1, qui correspond à l'avant de l'engin
ou le côté de travail de l'engin ou du mât 2. Réciproquement, l'autre articulation
56 est située à l'arrière de la branche 52 par rapport à
l'articulation 55.
Un premier vérin ou vérin primaire (ici dédoublé) 6 est installé
entre l'articulation 56 et une chape 22 portée par le mât 2, à l'avant
de l'axe 3. Cet axe 3 est d'ailleurs relié à une chape 21 pour l'articulation
du mât 2.
Ainsi le pied du vérin 6 est relié à l'articulation 56 de la
bielle 5 et sa tête 6 est reliée à la chape 22 du mât 2. L'allongement du
vérin 6, son articulation 56 restant fixe, produit le relèvement du mât 2.
Un second vérin ou vérin secondaire (ici un vérin unique) 7
relie une chape 11 portée par le châssis supérieur 1 à l'articulation 55 à
l'avant de la branche 52 de la bielle 5. Ainsi comme le montre la vue de
côté de la figure 1, les vérins 6, 7 sont disposés de manière « croisée », le
pied du vérin 6 venant entre l'articulation du pied du vérin secondaire 7 et
celle 55 de sa tête.
Pour des raisons d'encombrement (diamètre du fût d'un vérin)
et de course (longueur d'un vérin) il est particulièrement intéressant
de remplacer le vérin primaire 6 par deux vérins 6, jumelés, identiques,
travaillant exactement en parallèle alors que le vérin secondaire 7 exécutant
une course plus courte peut être plus encombrant.
Pour simplifier la description les vérins 6 seront appelés
dans la suite « le vérin jumelé 6 » ou simplement « le vérin 6 ».
Dans la figure 1 le vérin 7 est représenté ouvert c'est-à-dire
en position allongée alors que le vérin 6 est représenté en position fermée
c'est-à-dire rétractée.
La figure 2 montre de manière plus détaillée la forme de la
bielle 5. Cette bielle a une structure symétrique par rapport au plan médian
perpendiculaire à l'axe 3 simplement figuré par un trait interrompu.
La bielle est composée de deux flasques 5a, 5b ayant chacun une branche
51 montante reliée à l'axe 3 et une branche basse 52.
Au niveau de la partie basse de la bielle 5, les deux branches
52 sont reliées par les deux caissons latéraux 53 placés de part et
d'autre du caisson central 54. Le caisson central porte l'axe 55 de la tête
du vérin 7 et les deux axes 56A, 56B pour recevoir le pied des deux vérins
6 primaires.
Cette structure des caissons 53, 54 avec les axes de liaison
donne à la partie de la bielle 5 subissant les efforts principaux au moment
du levage et plus généralement du travail avec le mât 2, une excellente
rigidité, sans en augmenter l'encombrement. Le caisson central 54 permet
en effet au vérin secondaire 7 d'arriver jusqu'à son axe 56 tout en permettant
le passage de part et d'autre des vérins 6 avec une bonne transmission
des efforts.
La figure 2A montre la forme d'un flasque 5A, 5B décrit et
représenté aux figures 1 et 2.
La position des axes 3, 55, 56 est représentée dans cette figure
par des références entre parenthèses.
La figure 3 montre la position repliée du mât 2, le ou les vérins
primaires 6 et le vérin secondaire 7 étant rétracté (position fermée).
Cette figure montre de manière très claire la disposition et l'imbrication
partielle des vérins 6 et 7 grâce aux possibilités de dégagement offertes
par la bielle 5.
Cette position repliée du mât 6 est utile pour avoir
l'encombrement le plus réduit ou pour que l'outil porté par l'extrémité
avant du mât puisse venir aussi près que possible de l'avant du châssis
ou passer entre les deux parties latérales du châssis si le châssis de roulement
est constitué par des chenilles.
Cette figure montre également le bord avant 41 des flasques
de l'embase 4, qui permettent ce mouvement de retrait maximum ou de
repliage maximum.
La figure 4 montre une autre position d'utilisation dans
laquelle le vérin primaire 6 est complètement déployé alors que le vérin
secondaire 7 est replié. Le mât 2 est alors relevé sans toutefois se trouver
en position de relèvement maximum. La comparaison de la figure 4 avec la
figure 3 montre que le vérin secondaire 7 n'étant pas déployé, la bielle 5 a
conservé sa position. Cette comparaison montre également les positions
de basculement extrême pour le mât 2 avec uniquement le vérin primaire
6 entre la position abaissée, extrême (figure 3) et la position relevée
(figure 4).
La figure 5 montre la position de relèvement maximal du
mât 2 par le déploiement du vérin secondaire 7, le vérin primaire 6 étant
déjà déployé.
Là encore la comparaison des positions des figures 5 et 4
montre que dans la position de la figure 5, la bielle 5 a été pivotée autour
de l'axe 3 par le déploiement du vérin secondaire 7, l'ensemble formé par
la bielle 5, le vérin 6 déjà déployé et le mât 2 étant un ensemble alors rigide,
qui est globalement basculé par le déploiement du vérin 7.
Cette position de la figure 5 est la position de relèvement
maximal.
Les vérins 6 et 7 sont alimentés en liquide hydraulique par
une centrale hydraulique, commandée en fonction des mouvements à exécuter.
Les figures présentent les positions extrêmes du vérin principal
6 et du vérin secondaire 7. Toutefois en fonction des commandes, ces
vérins peuvent occuper toutes les positions intermédiaires, puisque les
commandes sont continues et les mouvements des vérins peuvent être
commandés séparément ou simultanément.
Le circuit hydraulique des vérins 6, 7 comporte également
des moyens de protection sous forme de capteurs de fin de course ou de
surcharge pour n'autoriser la commande des mouvements du mât que
dans les limites de sécurité.