EP2112277B1 - Engin de terrassement et godet de chargement pour un tel engin de terrassement - Google Patents

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EP2112277B1
EP2112277B1 EP09305318.9A EP09305318A EP2112277B1 EP 2112277 B1 EP2112277 B1 EP 2112277B1 EP 09305318 A EP09305318 A EP 09305318A EP 2112277 B1 EP2112277 B1 EP 2112277B1
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EP
European Patent Office
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bucket
articulated arm
support system
earthmoving vehicle
accordance
Prior art date
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EP09305318.9A
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English (en)
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EP2112277A2 (fr
EP2112277A3 (fr
Inventor
Maxime Boni
Henri Marchetta
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Groupe Mecalac SAS
Original Assignee
Groupe Mecalac SAS
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Publication date
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Publication of EP2112277A3 publication Critical patent/EP2112277A3/fr
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/30Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom
    • E02F3/307Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom the boom and the dipper-arm being connected so as to permit relative movement in more than one plane
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02F3/308Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working outwardly
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
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    • E02F3/34Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with bucket-arms, i.e. a pair of arms, e.g. manufacturing processes, form, geometry, material of bucket-arms directly pivoted on the frames of tractors or self-propelled machines
    • E02F3/352Buckets movable along a fixed guide
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
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    • E02F3/96Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
    • E02F3/961Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements with several digging elements or tools mounted on one machine
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/085Ground-engaging fitting for supporting the machines while working, e.g. outriggers, legs

Definitions

  • the present invention relates to the field of public works. More specifically, it relates to an earthmoving machine such as a loader-excavator, as well as a loading bucket for such an earthmoving machine.
  • a conventional loader comprises a self-propelled frame and a front loading bucket, supported by one or more rigid arms and articulated to this self-propelled frame.
  • An excavator is used to dig into the ground. It conventionally comprises an articulated arm for maneuvering a toothed tool designed to be driven into the ground and dismember it.
  • An excavator can be designed so that it can also be used as a loader. It is then a loader-excavator whose articulated arm can be equipped, with the choice, of a digging tool or a bucket of loading. Such a bucket is loaded by being pushed on the ground, forwards, in the material to be picked up. The thrust then exerted on the loading bucket to advance it results from a displacement of the loader-excavator itself and it is transmitted by the articulated arm which, therefore, can be subjected to multiple efforts. In particular, this articulated arm can be biased when the pushed bucket encounters a resistance near only one of its two lateral ends.
  • the articulated arm While it can therefore be subjected to very high value twists, the articulated arm must have a reasonable mass, especially in order to be able to easily maneuver a digging tool.
  • the problem resulting from the fact that the articulated arm can be subjected to high torsion is even more acute when the articulated arm is offset laterally, insofar as this results in an increase in the lever arm of the left or right side of the bucket. loading, relative to the hinge area of this bucket on the articulated arm.
  • the invention is at least intended to improve the ability of an earthmoving machine to exert a thrust on a loading bucket fitted to this machine.
  • an earthmover comprising a chassis carried by a rolling assembly, as well as an articulated arm for supporting and operating a tool such as a loading bucket.
  • This earthmoving machine also comprises at least one support device for a loading bucket in a low pickup position. Through this support device, the chassis is able to exert a thrust on the loading bucket in a direction of movement of the earthmover, when the articulated arm holds the bucket in the low position of pickup.
  • an earthmoving machine can be designed so as to be able to exert many strong thrusts on a bucket, without that ensues a malfunction or premature wear of the support arm of this bucket.
  • the loading bucket is a tool that can be mounted on the articulated arm via a tool holder and that is part of a work head articulated to this arm. It will be noted that the invention has the advantage of being compatible with proven and effective architectures for coupling the working head to the actuating actuator of this working head around its tilting axis.
  • this machine comprises a second support device through which the frame can exert a thrust on a loading bucket, in said direction of movement, when the articulated arm holds this bucket in the low position of pickup, the one and the other support device being offset horizontally from one another.
  • the one and the other support device are positioned in such a way that, when it holds the bucket in the lower pickup position, the articulated arm is located between these two support devices so that be that little or no stress in torsion when loading the bucket by moving the bucket on the ground.
  • the earth-moving machine is more precisely a loader-excavator which comprises a reversible coupling tool holder of a tool at a distal end of said articulated arm, that is to say at the furthest end of the chassis, and of which this articulated arm comprises a succession of several tilting segments in substantially vertical planes.
  • the tilting segments of the articulated arm comprise a distal segment and several other tilting segments, each of which is movable between first and second end-of-travel positions such that, when each of these several other tilting segments is immobilized in its first end position stroke, the low bucket loading position is reached by only tilting the distal segment around a proximal end of this distal segment.
  • the machine comprises a joint between a distal end of the articulated arm and the bucket carried by this articulated arm, the support device defining a substantially horizontal alignment axis with which the axis of said articulation substantially coincides, when the articulated arm holds the bucket in said lower pickup position, and around which the bucket tilts while resting on the support device when the axis of the joint and the alignment axis coincide.
  • the support device comprises a bearing surface of the bucket in its low collector position, this bearing surface having a concavity which has a constant radius of curvature and centered on said alignment axis.
  • the support device comprises a guide slot pierced in the bearing surface.
  • the support device comprises a scraping transverse blade movable between a low scraping position and a high position in which the bucket can come into abutment against the support device by placing itself in its low collection position, said surface bearing at a front face of the transverse scraping blade.
  • the support device comprises a support shoe and a hinge whose axis of rotation forms said alignment axis and through which the shoe is hinged so as to tilt about this axis of rotation.
  • said shoe is constituted by the foot of a stabilizer and is movable between a low support position of a portion of the earthmover and a high position in which the bucket can come into abutment against this shoe by placing itself in its low pickup position.
  • the earthmoving machine comprises a loading bucket that carries said articulated arm, this articulated arm being able to bring the bucket into a position where the bucket is resting on the support device and which is said low position pickup.
  • the invention also relates to a loading bucket for a earthmoving machine.
  • This bucket comprises at least one pusher for receiving a thrust from the rear and transmission of this thrust generally in a direction of movement corresponding to the advance of the bucket forward for a pickup.
  • the pusher comprises a rear rolling device on a bearing surface of the earthmoving machine.
  • the rear rolling device comprises two rollers which have respective substantially horizontal axes of rotation and which are angularly offset from one another about a substantially horizontal axis of tilting of the bucket.
  • This excavator-loader 1 comprises a chassis 2 supported by four driving wheels 3.
  • This chassis 2 is equipped with a mobile turret 4, which is mounted so as to be pivotable about a vertical axis and which carries a driving cabin 5 and an articulated arm 6 for supporting and operating a tool.
  • the articulated arm 6 comprises three tilting segments in substantially vertical planes, that is to say around substantially horizontal axes. These three segments are mounted following each other by being articulated between them. The first of these is referenced 7 and is classically called the arrow. It is connected to the turret 4 by a hinge 8, so as to tilt about a substantially horizontal axis X 1 -X ' 1 .
  • the other two segments of the articulated arm 6 are the counter-arrow, referenced 9, and the arm, referenced 10.
  • the counter-arrow 9 is connected to the arrow 7 by a hinge 11, so as to be able to tilt relative to the arrow 7, about a substantially horizontal axis X 2 -X ' 2 .
  • the counter-boom 9 carries the arm 10, which is connected to it by a hinge 12 so as to be able to tilt about an axis X 3 -X ' 3 substantially horizontal and which is the distal segment of the articulated arm 6.
  • the distal end of the arm 10 is provided with a tool holder 14, which is articulated to it by means of a hinge 15 and on which can be mounted reversibly several removable tools of different types.
  • the arm 10 carries a cylinder 13 for operating the tool holder 14 around the substantially horizontal axis X 4 -X ' 4 of the articulation 15.
  • the coupling device of the tool holder 14 to the cylinder 13 comprises two links articulated to one another, namely a first rod articulated to the arm 10 and a second link articulated to the tool holder 14.
  • these two links, a portion of the arm 10 and at least a portion of the tool holder 14 together form a deformable parallelogram on which the cylinder 13 acts to manipulate the tool holder 14 and, more generally, the working head that together form this tool holder and a tool equipping it.
  • the tool held by the tool holder 14 is a loading bucket 16 horizontally elongated. Its back, facing back, carries two left and right rear pushers 17, which are laterally offset from one another and which project in a direction inclined towards the rear. The pushers 17 protrude towards the rear of the back of the bucket 16.
  • the excavator-loader 1 further comprises two left and right stabilizers 18, each of which is articulated to the frame 2 so that it can be operated by a jack 19 between two positions.
  • One of these two positions is that of Figures 1 to 3 , on which each stabilizer 18 forms a support device for the bucket 16.
  • these stabilizers 18 are directed towards the ground, in a manner known per se, so as to be able to bear on this ground.
  • Each stabilizer 18 comprises a leg 20 and a pivoting shoe 21, which is articulated at the distal end of this leg by means of a hinge 22 and which more precisely forms a foot of the stabilizer 18.
  • a tool other than the loading bucket 16 may be mounted on the tool holder 14.
  • it may be a digging bucket, narrower than the bucket 16 and mounted so that its back is generally rotated to the top.
  • the articulated arm 6 performs complex movements during which each of its segments 7, 9 and 10 tilts around its proximal end.
  • the loader-excavator 1 When its articulated arm 6 is provided with the loading bucket 7, the loader-excavator 1 is intended to function as a loader.
  • the joints 8 and 11 are fixed, since only the arm 10 is maneuvered.
  • the arrow 7 and the counter-arrow 9 form a fixed subset.
  • the arrow 7 is then immobilized in one of its two extreme positions or end positions, in which she is in abutment. It is the same with the counter-arrow 9.
  • the configuration of the fixed subassembly of the articulated arm 6 is easily reached by placing the arrow 7 and the counter-arrow 9 in abutment .
  • the arm 10 can move the loading bucket 16 between an upper discharge position and a lower pickup position, which is that of the Figures 1 to 3 and in which the pushers 17 are supported on the lower faces of the shoes 21 as long as the latter are in their high position.
  • the loader-excavator 1 When the loader-excavator 1 is in its configuration of Figures 1 to 3 its bucket 16 can be filled by scraping on the ground. To do this, the loader-excavator 1 is moved forward in the direction of advance symbolized by the arrow A, so that the bucket 6 is driven forwards, on the ground, in the material to load. When this is done, the chassis 2 transmits its movement to the bucket 16 not only via the articulated arm 6. In fact, it also exerts a thrust via the stabilizers 18, which then form support devices for the 16. The pushers 17 receive this thrust and transmit it to the back of the bucket 16.
  • the articulated arm 6 is not stressed during the pickup phase. In particular, it is not stressed in torsion, even if the cup 16 encounters resistance in the vicinity of one of its two lateral ends.
  • the bucket 16 When filling is completed, the bucket 16 is lifted by the arm 10 which, to this end, swings upward in the direction indicated by arrow B 1, while the arrow 7 and the boom-against 9 remain immobile in relation to the turret 4.
  • FIG. 4 On the figure 4 is shown a loader-excavator 101 according to a second embodiment of the invention.
  • this excavator-loader 101 is only described as distinguishing it from the excavator-loader 1.
  • a reference used hereinafter to refer to a similar or equivalent portion of the loader-excavator 101 referenced to a portion of the loader excavator 1 is constructed by adding the reference 100 denoting that portion in the loader excavator 1.
  • references of the articulated arm 106, boom 107, the joint 108, the counter-boom 109, the arm 110, the joints 111, 112 and 115 of the excavator-loader 101 are obtained including references of the articulated arm 106, boom 107, the joint 108, the counter-boom 109, the arm 110, the joints 111, 112 and 115 of the excavator-loader 101.
  • the frame 102 of the loader excavator 101 is supported by a rolling assembly that comprises two side tracks 103 instead of the four wheels 3.
  • the chassis 102 is not provided with stabilizer. However, it is equipped with a scraping assembly which comprises a front blade 150 carried by a tilting support 151.
  • This support 151 is articulated to the frame 102 so that the blade 150 can be operated by a cylinder 119 between a low position of scraping and a high position which is that of Figures 4 to 6 .
  • the front face 152 of the blade 150 forms a transversely elongate concavity. At this concavity, the front face 152 carries two plates 153, each of which is pierced with a generally vertical guide slot 154.
  • each pusher 117 is provided with a rolling device which consists of two rollers 155 angularly offset from one another about the axis.
  • each plate 153 forms a running surface 156 for a pair of rollers 155, each of which has a substantially horizontal axis of rotation X 6 -X ' 6 .
  • the running surfaces 156 form a concavity facing forward.
  • the rolling surfaces 156 are cylindrical and centered on an alignment axis X 5 -X ' 5 with which the axis X 4 -X' 4 substantially coincides when the bucket 116 is in its low pickup position. Thanks to this, this bucket 116 can tilt around its pivot axis X 4 -X ' 4 while remaining in abutment against the plates 153, which is apparent from a comparison of figures 5 and 6 .
  • the rollers 155 roll on the surfaces 156 being guided by the cooperation of the longitudinal edges of the slots 154 with peripheral ribs 157, one team each roller 155.

Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • La présente invention se rapporte au domaine des travaux publics. Plus précisément, elle concerne un engin de terrassement tel qu'une chargeuse-excavatrice, ainsi qu'un godet de chargement pour un tel engin de terrassement.
  • TECHNIQUES ANTERIEURES
  • Il existe plusieurs types d'engins de travaux publics, parmi lesquels il y a les chargeuses classiques et les excavatrices. Les chargeuses ont pour fonction de ramasser des matériaux au niveau du sol, afin de pouvoir les déverser ensuite à un endroit différent, par exemple dans une benne ou sur tas. Une chargeuse classique comprend un châssis automoteur et un godet avant de chargement, que supportent un ou plusieurs bras rigides et articulés à ce châssis automoteur.
  • Une excavatrice sert à creuser dans le sol. Elle comprend classiquement un bras articulé de manoeuvre d'un outil denté conçu pour pouvoir être enfoncé dans le sol et le démembrer.
  • Une excavatrice peut être conçue de manière à pouvoir être également utilisée comme chargeuse. Il s'agit alors d'une chargeuse-excavatrice dont le bras articulé peut être équipé, au choix, d'un outil de creusement ou d'un godet de chargement. Un tel godet est chargé en étant poussé sur le sol, vers l'avant, dans le matériau à ramasser. La poussée alors exercée sur ce godet de chargement pour le faire avancer résulte d'un déplacement de la chargeuse-excavatrice elle-même et elle est transmise par le bras articulé qui, de ce fait, peut alors être soumis à de multiples efforts. En particulier, ce bras articulé peut être sollicité en torsion lorsque le godet poussé rencontre une résistance à proximité de l'une seulement de ses deux extrémités latérales. Alors qu'il peut donc être soumis à des torsions de valeurs très élevées, le bras articulé doit posséder une masse raisonnable, notamment afin de pouvoir manoeuvrer aisément un outil de creusement. Le problème résultant de ce que le bras articulé peut être soumis à une torsion élevée est encore plus aigu lorsque ce bras articulé est déporté latéralement, dans la mesure où cela se traduit par une augmentation du bras de levier de la partie gauche ou droite du godet de chargement, par rapport à la zone d'articulation de ce godet sur le bras articulé.
  • Dans le document FR-2 119 625 , il est décrit un engin de terrassement comportant un organe sur lequel un bras portant une pelle peut prendre appui. La poussée provoquée par une avance de l'engin de terrassement est d'abord transmise du châssis au bras, avant de parvenir à la pelle elle-même. Ce bras est donc sollicité lors de poussées sur la pelle, plus ou moins selon que la direction de la réaction ou force d'accrochage de la pelle dans le sol passe loin ou non de la zone d'appui du bras sur l'élément de transmission. En outre, l'articulation entre la pelle et le bras est traversée par toutes les poussées exercées sur la pelle et elle est donc très exposée.
  • Le document US 4,464,093 décrit un engin conforme au préambule de la revendication 1
  • RESUME L'INVENTION
  • L'invention a au moins pour but d'améliorer la capacité d'un engin de terrassement d'exercer une poussée sur un godet de chargement équipant cet engin.
  • Selon l'invention, ce but est atteint grâce à un engin de terrassement, comprenant un châssis porté par un ensemble roulant, ainsi qu'un bras articulé de support et de manoeuvre d'un outil tel qu'un godet de chargement. Cet engin de terrassement comporte également au moins un dispositif d'appui pour un godet de chargement dans une position basse de ramassage. Par l'intermédiaire de ce dispositif d'appui, le châssis est à même d'exercer une poussée sur le godet de chargement dans un sens de déplacement de l'engin de terrassement, lorsque le bras articulé tient ce godet dans la position basse de ramassage.
  • Lorsque le godet porte sur le dispositif d'appui, celui-ci est à même d'effectuer une reprise d'effort de manière à soulager le bras articulé, ainsi qu'une articulation entre ce bras et le godet. En particulier, grâce à l'invention, un engin de terrassement peut être conçu de manière à pouvoir exercer de nombreuses poussées fortes sur un godet, sans qu'il s'ensuivent une disfonctionnement ou une usure prématurées du bras de support de ce godet.
  • Le godet de chargement est un outil qui peut être monté sur le bras articulé par l'intermédiaire d'un porte-outil et qui fait partie d'une tête de travail articulée à ce bras. On notera que l'invention présente l'avantage d'être compatible avec des architectures éprouvées et performantes d'accouplement de la tête de travail à l'actionneur de manoeuvre de cette tête de travail autour de son axe de basculement
  • Avantageusement, cet engin comporte un deuxième dispositif d'appui par l'intermédiaire duquel le châssis peut exercer une poussée sur un godet de chargement, dans ledit sens de déplacement, lorsque le bras articulé tient ce godet dans la position basse de ramassage, l'un et l'autre dispositif d'appui étant décalés horizontalement l'un de l'autre.
  • Avantageusement, l'un et l'autre dispositif d'appui sont positionnés de telle manière que, lorsqu'il tient le godet dans la position basse de ramassage, le bras articulé se trouve entre ces deux dispositifs d'appui de manière à n'être que peu voire pas sollicité en torsion lors du chargement du godet par déplacement de ce godet sur le sol.
  • Avantageusement, l'engin de terrassement est plus précisément une chargeuse-excavatrice qui comporte un porte-outil d'accouplement réversible d'un outil à une extrémité distale dudit bras articulé, c'est-à-dire à l'extrémité la plus éloignée du châssis, et dont ce bras articulé comporte une succession de plusieurs segments basculants dans des plans sensiblement verticaux.
  • Avantageusement, les segments basculants du bras articulé comprennent un segment distal et plusieurs autres segments basculants dont chacun est déplaçable entre des première et deuxième positions de fin de course telles que, lorsque chacun de ces plusieurs autres segments basculants est immobilisé dans sa première position de fin de course, la position basse de chargement du godet est atteinte moyennant seulement un basculement du segment distal autour d'une extrémité proximale de ce segment distal.
  • Avantageusement, l'engin comporte une articulation entre une extrémité distale du bras articulé et le godet porté par ce bras articulé, le dispositif d'appui définissant un axe d'alignement sensiblement horizontal avec lequel l'axe de ladite articulation coïncide sensiblement, lorsque le bras articulé tient le godet dans ladite position basse de ramassage, et autour duquel le godet bascule en restant en appui sur le dispositif d'appui lorsque l'axe de l'articulation et l'axe d'alignement coïncident.
  • Avantageusement, le dispositif d'appui comporte une surface d'appui du godet dans sa position basse de ramassage, cette surface d'appui comportant une concavité qui possède un rayon de courbure constant et centré sur ledit axe d'alignement.
  • Avantageusement, le dispositif d'appui comporte une fente de guidage percée dans la surface d'appui.
  • Avantageusement, le dispositif d'appui comporte une lame transversale de raclage déplaçable entre une position basse de raclage et une position haute dans laquelle le godet peut venir en appui contre le dispositif d'appui en se plaçant dans sa position basse de ramassage, ladite surface d'appui se trouvant au niveau d'une face avant de la lame transversale de raclage.
  • Avantageusement, le dispositif d'appui comporte un sabot d'appui et une articulation dont un axe de rotation forme ledit axe d'alignement et par l'intermédiaire de laquelle le sabot est articulé de manière à pouvoir basculer autour de cet axe de rotation.
  • Avantageusement, ledit sabot est constitué par le pied d'un stabilisateur et est déplaçable entre une position basse de support d'une partie de l'engin de terrassement et une position haute dans laquelle le godet peut venir en appui contre ce sabot en se plaçant dans sa position basse de ramassage.
  • Avantageusement, l'engin de terrassement comporte un godet de chargement que porte ledit bras articulé, ce bras articulé étant à même d'amener le godet dans une position où le godet est en appui sur le dispositif d'appui et qui est ladite position basse de ramassage.
  • L'invention a également pour objet un godet de chargement pour un engin de terrassement. Ce godet comporte au moins un poussoir de réception d'une poussée depuis l'arrière et de transmission de cette poussée globalement dans un sens de déplacement correspondant à l'avance du godet vers l'avant pour un ramassage.
  • Avantageusement, le poussoir comporte un dispositif arrière de roulement sur une surface d'appui de l'engin de terrassement.
  • Avantageusement, le dispositif arrière de roulement comporte deux galets qui ont des axes de rotation respectifs sensiblement horizontaux et qui sont décalés angulairement l'un de l'autre autour d'un axe sensiblement horizontal de basculement du godet.
  • BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
  • L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins annexés, parmi lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'une chargeuse-excavatrice selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
    • les figures 2 et 3 sont des élévations latérales et schématiques analogues, qui représentent la même chargeuse-excavatrice que la figure 1 et qui en illustrent un fonctionnement en montrant deux positions possibles d'un godet de chargement de cette chargeuse-excavatrice ;
    • la figure 4 est une vue en perspective de la portion avant d'une chargeuse-excavatrice selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 5 est une élévation latérale de la chargeuse-excavatrice partiellement représentée à la figure 4 ; et
    • la figure 6 est une élévation latérale qui représente partiellement la même chargeuse-excavatrice que la figure 4, mais dans une configuration différente de celle de la figure 5. et qui montre comment un godet de cette chargeuse-excavatrice.
    MANIERES POSSIBLES DE REALISER L'INVENTION
  • Sur la figure 1 est représenté un premier mode de réalisation d'une chargeuse-excavatrice automotrice 1 conforme à l'invention. Cette chargeuse-excavatrice 1 comprend un châssis 2 supporté par quatre roues motrices 3. Ce châssis 2 est équipé d'une tourelle mobile 4, qui est montée de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe vertical et qui porte une cabine de pilotage 5 et un bras articulé 6 de support et de manoeuvre d'un outil.
  • De manière connue en soi, le bras articulé 6 comporte trois segments basculants dans des plans sensiblement verticaux, c'est-à-dire autour d'axes sensiblement horizontaux. Ces trois segments sont montés à la suite les uns des autres en étant articulés entre eux. Le premier d'entre eux est référencé 7 et s'appelle classiquement la flèche. Il est relié à la tourelle 4 par une articulation 8, de manière à pouvoir basculer autour d'un axe sensiblement horizontal X1-X'1.
  • Les deux autres segments du bras articulé 6 sont la contre-flèche, référencée 9, et le bras, référencé 10. La contre-flèche 9 est reliée à la flèche 7 par une articulation 11, de manière à pouvoir basculer par rapport à la flèche 7, autour d'un axe X2-X'2 sensiblement horizontal.
  • A l'opposé de l'articulation 11, la contre-flèche 9 porte le bras 10, qui lui est relié par une articulation 12 de manière à pouvoir basculer autour d'un axe X3-X'3 sensiblement horizontal et qui est le segment distal du bras articulé 6.
  • Les manoeuvres de la flèche 7 par rapport à la tourelle 4, de la contre-flèche 9 par rapport à cette flèche 7 et du bras 10 par rapport à cette contre-flèche 9 sont le fait de vérins hydrauliques, qui sont disposés d'une manière connue en soi et dont un seul est visible et référencé 6A à la figure 1.
  • L'extrémité distale du bras 10 est pourvue d'un porte-outil 14, qui lui est articulé au moyen d'une articulation 15 et sur lequel peuvent être montés de manière réversible plusieurs outils amovibles de différents types. Le bras 10 porte un vérin 13 de manoeuvre du porte-outil 14 autour de l'axe sensiblement horizontal X4-X'4 de l'articulation 15. Le dispositif d'accouplement du porte-outil 14 au vérin 13 comporte deux biellettes articulées l'une à l'autre, à savoir une première biellette articulée au bras 10 et une deuxième biellette articulée au porte-outil 14. Ainsi, ces deux biellettes, une portion du bras 10 et au moins une portion du porte-outil 14 forment ensemble un parallélogramme déformable sur lequel le vérin 13 agit pour manoeuvrer le porte-outil 14 et, plus généralement, la tête de travail que forment ensemble ce porte-outil et un outil l'équipant.
  • Sur la figure 1, l'outil tenu par le porte-outil 14 est un godet de chargement 16 allongé horizontalement. Son dos, tourné vers l'arrière, porte deux poussoirs arrière gauche et droit 17, qui sont latéralement décalés l'un de l'autre et qui sont en saillie selon une direction inclinée vers l'arrière. Les poussoirs 17 dépassent vers l'arrière du dos du godet 16.
  • La chargeuse-excavatrice 1 comporte encore deux stabilisateurs gauche et droit 18, dont chacun est articulé au châssis 2 de manière à pouvoir être manoeuvré par un vérin 19 entre deux positions. L'une de ces deux positions est celle des figures 1 à 3, sur lesquelles chaque stabilisateur 18 forme un dispositif d'appui pour le godet 16. Dans leur autre position, ces stabilisateurs 18 sont dirigés vers le sol, d'une manière connue en soi, de manière à pouvoir prendre appui sur ce sol. Chaque stabilisateur 18 comporte une jambe 20 et un sabot pivotant 21, qui est articulé à l'extrémité distale de cette jambe au moyen d'une articulation 22 et qui forme plus précisément un pied du stabilisateur 18.
  • Un outil autre que le godet de chargement 16 peut être monté sur le porte-outil 14. Par exemple, il peut s'agir d'un godet de creusement, moins large que le godet 16 et monté de manière que son dos soit globalement tourné vers le haut. Lorsqu'un tel godet de creusement non représenté équipe la chargeuse-excavatrice 1, le bras articulé 6 effectue des mouvements complexes au cours desquels chacun de ses segments 7, 9 et 10 bascule autour de son extrémité proximale.
  • Lorsque son bras articulé 6 est pourvu du godet de chargement 7, la chargeuse-excavatrice 1 est destinée à fonctionner en chargeuse. Dans ce cas, les articulations 8 et 11 sont figées, dans la mesure où seul le bras 10 est manoeuvré. En d'autres termes, la flèche 7 et la contre-flèche 9 forment un sous-ensemble fixe. La flèche 7 est alors immobilisée dans l'une de ses deux positions extrêmes ou positions de fin de course, dans lesquelles elle est en butée. Il en est de même de la contre-flèche 9. De ce fait, la configuration du sous-ensemble fixe du bras articulé 6 est facilement atteinte par mise en butée de la flèche 7 et de la contre-flèche 9.
  • En basculant autour de l'axe X3-X'3, le bras 10 peut déplacer le godet de chargement 16 entre une position haute de déversement et une position basse de ramassage, qui est celle des figures 1 à 3 et dans laquelle les poussoirs 17 sont en appui sur les faces inférieures des sabots 21 pour peu que ces derniers soient dans leur position haute.
  • Lorsque les sabots 21 sont dans leur position haute, c'est-à-dire dans leur position des figures 1 à 3, leurs axes de pivotement respectifs sont alignés, c'est-à-dire coïncident. Ils forment alors ensemble un axe d'alignement X5-X'5 avec lequel vient coïncider l'axe X4-X'4, c'est-à-dire l'axe de basculement du godet 16, lorsque ce dernier se place dans sa position basse de ramassage. Grâce à cela, le godet 16 dans sa position basse de ramassage peut basculer autour de l'axe X4-X'4 tout en restant en appui contre les sabots 21, ce qu'illustre une comparaison des figures 2 et 3.
  • Lorsque la chargeuse-excavatrice 1 est dans sa configuration des figures 1 à 3, son godet 16 peut se remplir en effectuant un ramassage par raclage sur le sol. Pour ce faire, on fait se déplacer la chargeuse-excavatrice 1 vers l'avant dans le sens d'avance symbolisé par la flèche A, de manière que le godet 6 soit entraîné vers l'avant, sur le sol, dans le matériau à charger. Lors de cela, le châssis 2 transmet son mouvement au godet 16 pas uniquement par l'intermédiaire du bras articulé 6. En effet, il exerce également une poussée par l'intermédiaire des stabilisateurs 18, qui forment alors des dispositifs d'appui pour le godet 16. Les poussoirs 17 reçoivent cette poussée et la transmettent au dos du godet 16.
  • Il ressort de ce qui précède que le bras articulé 6 est peu sollicité lors de la phase du ramassage. Il est en particulier peu sollicité en torsion, même si le godet 16 rencontre une résistance au voisinage de l'une de ses deux extrémités latérales.
  • Lorsque son remplissage est achevé, le godet 16 est soulevé par le bras 10 qui, pour ce faire, bascule vers le haut dans le sens indiqué par la flèche B1, tandis que la flèche 7 et la contre-flèche 9 restent immobiles par rapport à la tourelle 4.
  • Pour ramener le godet 16 dans sa position basse de ramassage, il suffit de faire basculer le bras 10 dans le sens B2 inverse, jusqu'à ce que les poussoirs 17 butent contre les stabilisateurs 18. L'action de ramener le godet 6 dans sa position basse de ramassage est donc extrêmement aisée à piloter.
  • Sur la figure 4 est représentée une chargeuse-excavatrice 101 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans ce qui suit, on ne décrit de cette chargeuse-excavatrice 101 que ce par quoi elle se distingue de la chargeuse-excavatrice 1. En outre, une référence utilisée ci-après pour désigner une partie de la chargeuse-excavatrice 101 semblable ou équivalente à une partie référencée de la chargeuse-excavatrice 1 est construite en augmentant de 100 la référence désignant cette partie dans la chargeuse-excavatrice 1. Ainsi sont obtenues notamment les références du bras articulé 106, de la flèche 107, de l'articulation 108, de la contre-flèche 109, du bras 110, des articulations 111, 112 et 115 de la chargeuse-excavatrice 101.
  • Le châssis 102 de la chargeuse-excavatrice 101 est supporté par un ensemble roulant qui comprend deux chenilles latérales 103 au lieu des quatre roues 3. Ce châssis 102 n'est pas pourvu de stabilisateur. En revanche, il est équipé d'un ensemble de raclage qui comprend une lame avant 150 portée par un support basculant 151. Ce support 151 est articulé au châssis 102 de manière que la lame 150 puisse être manoeuvrée par un vérin 119 entre une position basse de raclage et une position haute qui est celle des figures 4 à 6.
  • La face avant 152 de la lame 150 forme une concavité allongée transversalement. Au niveau de cette concavité, la face avant 152 porte deux plaques 153, dont chacune est percée d'une fente globalement verticale de guidage 154.
  • L'extrémité arrière de chaque poussoir 117 est pourvue d'un dispositif de roulement qui est constitué de deux galets 155 décalés angulairement l'un de l'autre autour de l'axe
  • X4-X'4 de basculement du godet 116, d'un angle noté α à la figure 6. La face avant de chaque plaque 153 forme une surface de roulement 156 pour une paire de galets 155, dont chacun possède un axe de rotation X6-X'6 sensiblement horizontal. Comme la face avant 152, les surfaces de roulement 156 forment une concavité tournée vers l'avant.
  • Lorsque le godet 116 est dans sa position basse de ramassage, ses deux poussoirs 117 sont en appui sur les lames 150, par l'intermédiaire de leurs galets 155. Les surfaces de roulement 156 sont cylindriques et centrées sur un axe d'alignement X5-X'5 avec lequel l'axe X4-X'4 coïncide sensiblement lorsque le godet 116 est dans sa position basse de ramassage. Grâce à cela, ce godet 116 peut basculer autour de son axe de basculement X4-X'4 tout en restant en appui contre les plaques 153, ce qui ressort d'une comparaison des figures 5 et 6. Lors de cela, les galets 155 roulent sur les surfaces 156 en étant guidés par la coopération des bords longitudinaux des fentes 154 avec des nervures périphériques 157, dont une équipe chaque galet 155.

Claims (10)

  1. Engin de terrassement, comprenant un châssis (2 ; 102) porté par un ensemble roulant (3 ; 103), ainsi qu'un bras articulé (6 ; 106) de support et de manoeuvre d'un outil tel qu'un godet de chargement (16 ; 116), au moins un dispositif d'appui (18 ; 150, 151, 153) pour un godet de chargement (16 ; 116) dans une position basse de ramassage, caractérisé en ce que le dispositif d'appui (18 ;150,151,153) par l'intermédiaire duquel le châssis (2 ; 102) est à même d'exercer une poussée sur ce godet de chargement (16 ; 116) dans un sens (A) de déplacement de l'engin de terrassement, lorsque le bras articulé (6; 106) tient le godet (16; 116) dans la position basse de ramassage, et
    en ce qu'il comporte une articulation (15 ; 115) entre une extrémité distale du bras articulé (6; 106) et le godet (16; 116) porté par ce bras articulé, le dispositif d'appui (18 ; 150, 151, 153) définissant un axe d'alignement sensiblement horizontal (X5-X'5) avec lequel l'axe (X4-X'4) de ladite articulation (15 ; 115) coïncide sensiblement, lorsque le bras articulé (6 ; 106) tient le godet (16 ; 116) dans ladite position basse de ramassage, et autour duquel le godet (16 ; 116) bascule en restant en appui sur le dispositif d'appui (18 ; 150,151,153) lorsque l'axe (X4-X'4) de l'articulation (15 ; 115) et l'axe d'alignement (X5-X'5) coïncident.
  2. Engin de terrassement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'appui (150,151,153) comporte une surface (156) d'appui du godet (116) dans sa position basse de ramassage, cette surface d'appui (156) comportant une concavité qui possède un rayon de courbure constant et centré sur ledit axe d'alignement (X5-X'5).
  3. Engin de terrassement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d'appui (150, 151,153) comporte une fente de guidage (153) percée dans la surface d'appui (156).
  4. Engin de terrassement selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le dispositif d'appui (150,151,153) comporte une lame transversale de raclage (150) déplaçable entre une position basse de raclage et une position haute dans laquelle le godet (116) peut venir en appui contre le dispositif d'appui en se plaçant dans sa position basse de ramassage, ladite surface d'appui (156) se trouvant au niveau d'une face avant (152) de la lame transversale de raclage (150).
  5. Engin de terrassement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'appui (18) comporte un sabot d'appui (21) et une articulation (22) dont un axe de rotation (X5-X'5) forme ledit axe d'alignement et par l'intermédiaire de laquelle le sabot (21) est articulé de manière à pouvoir basculer autour de cet axe de rotation (X5-X'5).
  6. Engin de terrassement selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit sabot est constitué par le pied (21) d'un stabilisateur (18) et est déplaçable entre une position basse de support d'une partie de l'engin de terrassement et une position haute dans laquelle le godet (16) peut venir en appui contre ce sabot (21) en se plaçant dans sa position basse de ramassage.
  7. Engin de terrassement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il s'agit d'une chargeuse-excavatrice qui comporte un porte-outil (14) d'accouplement réversible d'un outil (16 ; 116) à une extrémité distale dudit bras articulé (6 ; 106) et dont ce bras articulé comporte une succession de plusieurs segments (7, 9, 10 ; 107, 109, 110) basculants dans des plans sensiblement verticaux.
  8. Engin de terrassement selon la revendication 7, caractérisé en ce que les segments basculants du bras articulé (6 ; 106) comprennent un segment distal (10 ; 110) et plusieurs autres segments basculants (7, 9 ; 107, 109) dont chacun est déplaçable entre des première et deuxième positions de fin de course telles que, lorsque chacun de ces plusieurs autres segments basculants (7, 9 ; 107, 109) est immobilisé dans sa première position de fin de course, la position basse de chargement du godet (16 ; 116) est atteinte moyennant seulement un basculement (B2) du segment distal (10 ;110) autour d'une extrémité proximale de ce segment distal.
  9. Engin de terrassement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième dispositif d'appui (18 ; 150,151,153) par l'intermédiaire duquel le châssis (2 ; 102) peut exercer une poussée sur un godet de chargement (16; 116), dans ledit sens de déplacement (A), lorsque le bras articulé (6 ; 106) tient ce godet dans ladite position basse de ramassage, l'un et l'autre dispositif d'appui (18 ; 150,151,153) étant décalés horizontalement l'un de l'autre.
  10. Engin de terrassement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un godet de chargement (16 ; 116) que porte ledit bras articulé (6 ; 106), ce bras articulé étant à même d'amener le godet (16 ; 116) dans une position où le godet (16 ; 116) est en appui sur le dispositif d'appui (18 ; 150, 151,153) et qui est ladite position basse de ramassage.
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