EP3399108B1 - Bras d'aspiration articulé d'une excavatrice aspiratrice, muni d'une buse inclinable - Google Patents

Bras d'aspiration articulé d'une excavatrice aspiratrice, muni d'une buse inclinable Download PDF

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EP3399108B1
EP3399108B1 EP18170314.1A EP18170314A EP3399108B1 EP 3399108 B1 EP3399108 B1 EP 3399108B1 EP 18170314 A EP18170314 A EP 18170314A EP 3399108 B1 EP3399108 B1 EP 3399108B1
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EP
European Patent Office
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nozzle
articulated
arm
axis
suction
Prior art date
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Revoked
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EP18170314.1A
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EP3399108A1 (fr
Inventor
Marc Dupire
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Lomaroute
Original Assignee
Lomaroute
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Publication date
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Application filed by Lomaroute filed Critical Lomaroute
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
    • E02F3/90—Component parts, e.g. arrangement or adaptation of pumps
    • E02F3/905—Manipulating or supporting suction pipes or ladders; Mechanical supports or floaters therefor; pipe joints for suction pipes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
    • E02F3/8816—Mobile land installations
    • E02F3/8825—Mobile land installations wherein at least a part of the soil-shifting equipment is mounted on a dipper-arm, backhoes or the like

Definitions

  • the present invention relates to the field of Public Works, more particularly to the “Roads and Miscellaneous Networks” branch of Public Works, the invention relating to an articulated suction arm which is arranged on a suction excavator.
  • the invention also relates to a suction excavator equipped with such an articulated suction arm.
  • Suction excavators also called rubble suction trucks, are commonly used when carrying out roadwork and various networks (more commonly called VRD) of the earthmoving type, in order to excavate, vacuum and evacuate the rubble when making trenches in soils already congested by distribution networks such as water pipes, gas conduits or electric cables with strong currents and / or weak currents, so as not to damage or tear these networks.
  • CA 2982509 A1 describes such an excavator.
  • a suction excavator comprises an articulated suction arm making it possible to maintain and guide a flexible suction duct which is connected to a suction turbine arranged inside the enclosure of a vehicle of the truck type.
  • the movement of the arm makes it possible to guide a nozzle arranged at its end, this nozzle being connected to the front end of the flexible suction duct.
  • the present invention overcomes this drawback by designing an articulated suction arm capable of excavating and sucking the entire surface of the trench whatever its location, including on sloping grounds or near walls.
  • the invention relates to an articulated suction arm of a suction excavator.
  • This articulated suction arm comprises at least two parts defined in the same plane and articulated to one another in a pivot connection along a first axis perpendicular to the plane. These arm parts in pivotal connection between them define a rear end and a front end.
  • the articulated suction arm comprises a base part on which said rear end is articulated in a pivot connection along a second axis perpendicular to the plane.
  • Pivot connection means are arranged on the base part to pivot said parts along a third axis defined in the plane.
  • the articulated suction arm also includes a nozzle arranged at said front end and configured to be connected to a front end of a flexible suction duct, while the rear end of the flexible suction duct is connected to. a suction system arranged in the enclosure of the suction excavator.
  • the nozzle defines a fourth axis which is arranged in the plane according to an initial position of this nozzle on the arm.
  • the articulated suction arm comprises a tilting device configured to modify the orientation of the nozzle so as to tilt said fourth axis to one side or the other of the plane.
  • the tilt device allows the front end of the nozzle to move through the trenches to excavate and vacuum up the rubble without the need to rotate the entire arm or when the swing of the entire arm is no longer possible. , for example due to the presence of a wall adjoining the trench.
  • the present invention therefore advantageously makes it possible to properly excavate and suck up the rubble in the trenches located near walls.
  • the tilting device is configured to tilt said fourth axis to one side or the other of the plane, by an angle of between five degrees and fifteen degrees. Preferably, this angle is equal to ten degrees. However, variants could be provided with a greater or lesser angle, in particular greater in order to access steeper terrain on which trenches can be made.
  • the tilting device comprises a movable plate on which the nozzle is mounted and two jacks each arranged on one side of the plane.
  • Each jack comprises a body and a piston, the body having one end which is mounted in a pivot connection with respect to said front end of the arm along a fifth axis parallel to the plane and the piston having one end which is mounted in a pivot connection. vis-à-vis the movable plate along a sixth axis parallel to the fifth axis (and to the plane).
  • the nozzle passes through the movable plate.
  • the tilting device comprises a fixed plate secured to said front end of the arm.
  • the fixed plate has an opening through which passes a rear part of the nozzle.
  • This opening has dimensions greater than the section of said rear part of the nozzle to ensure the inclination.
  • section is understood to mean that defined along a plane perpendicular to the fourth axis of the nozzle. In other words, the sizing of the opening ensures that the rear portion of the nozzle will not abut against said opening upon actuation of the tilt device. This implementation minimizes the size of the articulated suction arm.
  • the fixed plate comprises two oblong holes in which a part of the jacks, preferably the pistons, pass respectively. This also aims to reduce the size of the tilting device, the jacks being able to be housed in the downstream part of the arm at its front end.
  • the articulated suction arm which is the subject of the invention, the latter comprises a device for rotating the nozzle along the fourth axis.
  • This rotation of the nozzle facilitates the excavation and suction of rubble in the trench.
  • this device for rotating the nozzle comprises a support secured to the movable plate of the aforementioned tilting device.
  • the nozzle is mounted in a pivot connection with respect to the support along the fourth axis.
  • the nozzle passes through said support, centering means being arranged between the nozzle and the support.
  • the rotation device additionally comprises means for driving the nozzle in rotation on the support, along the fourth axis.
  • the articulated suction arm comprises four parts defined in the plane and successively hinged to each other in a pivot connection along three first axes mutually parallel and perpendicular to the plane.
  • the articulated suction arm comprises at least one cylinder arranged between each successive part of said arm for activating the downstream part with respect to the upstream part.
  • two jacks are arranged between each successive part of the arm, in order to limit the forces on these jacks.
  • the latter comprises at least one cylinder arranged between the base and the upstream part of said arm in connection with this base.
  • two jacks are arranged between said part and said base, in order to limit the forces on these jacks.
  • the latter comprises means for receiving a flexible suction duct.
  • These receiving means make it possible to properly maintain the flexible suction duct along the arm which deforms during its movements due to the articulations between its successive parts.
  • the base comprises a mast pivoting along the third axis and a head arranged at the upper end of the mast. This head receives in a pivot connection said rear end of the arm along the second axis.
  • the invention also relates to a suction excavator, which comprises a vehicle, an articulated suction arm having one or other of the characteristics defined above, the base of the arm being articulated in a pivot connection on the vehicle along the third axis .
  • the suction excavator comprises a flexible suction duct, said flexible duct being arranged on said arm and having its downstream end connected to the nozzle.
  • the suction excavator also comprises a suction system to which the upstream end of said flexible suction duct is connected, the suction system being arranged on the vehicle.
  • arm will be used to denote the articulated suction arm according to the invention.
  • the following description will relate more particularly to the arm which is designed to be arranged on a suction excavator (not illustrated), which comprises in particular a vehicle allowing the movement of this suction excavator on the sites where it will be used.
  • This suction excavator further comprises a flexible suction duct which is arranged along the arm and a suction system to which the upstream end of said duct is connected. All the components of this excavator are mounted either directly on the vehicle frame or on an enclosure receiving the suction system.
  • Those skilled in the art will refer to the suction excavators currently on the market, which does not exclude the use of the arm on suction excavators comprising other innovations, for example as regards the design of the suction system.
  • the invention also relates to a suction excavator provided with such an arm.
  • the arm 1 comprises a base part 2 which is designed to be mounted on the chassis of the vehicle of the suction excavator, or even on the enclosure of this suction excavator receiving the suction system.
  • this base part 2 comprises a mast 21 which comprises a tube 211 and a shaft 212 mounted in rotation in this tube 211 along an axis X1, the lower end 212a of this shaft 212 being arranged to be coupled to a motor d 'drive (not shown), which allows the entire arm 1 to be pivoted along this axis X1.
  • a base 22 is fixed to the lower part 211a of the tube and allows the reinforcement and the fixing of the mast 21 on the vehicle (not shown).
  • the base part comprises a head 23 fixed to the upper end 212b of the shaft 212.
  • the arm 1 extends longitudinally in a plane P which defines a plane of symmetry on this arm 1.
  • This plane P pivots with the arm 1 along the axis X1 which is defined in said plane P.
  • the arm 1 is composed of several parts articulated between them successively.
  • the arm 1 comprises four parts 3, 4, 5, 6.
  • the upstream part 3 comprises a rear end 31 which is mounted in a pivot connection with respect to screw of the head 23 of the base part 2, along an axis X2 which is perpendicular to the plane P.
  • the front end 32 of the upstream part 3 is mounted in a pivot connection with respect to the rear end 41 of a first intermediate part 4, along an axis X31 which is perpendicular to the plane P.
  • the front end 42 of the first intermediate part 4 is mounted in a pivot connection with respect to the rear end 51 of a second intermediate part 5, along an axis X32 which is perpendicular to the plane P.
  • the front end 52 of the second intermediate part 5 is mounted in a pivot connection with respect to the rear end 61 of a downstream part 6, along an axis X33 which is perpendicular to the plane P.
  • the front end 62 of the downstream part 6 receives a nozzle 7 which is present on these figures 2 to 4 in the form of a rigid conduit defines along an X4 axis.
  • This nozzle 7 is mounted on the downstream part 6 by means of a tilting device 8.
  • This tilting device 8 comprises a fixed plate 81 which is fixed with the front end 62 of the upstream part 6, for example by welding.
  • This fixed plate 81 comprises an opening 611 through which passes a rear part 71 of the nozzle 7, as shown in particular by figure 2 .
  • the diameter of the opening 811 is greater than the diameter of the rear part 71 of the nozzle 7, in order to leave freedom of movement of the nozzle 7 for its inclination with respect to the downstream part 6.
  • the fixed plate 81 comprises two oblong holes 812, 813 arranged transversely on the arm, that is to say perpendicular to the plane P.
  • the tilting device 8 comprises two jacks 82, 83 which each comprise a body 821, 831 and a piston 822, 832.
  • the pistons 822, 832 pass respectively through the oblong holes 812, 813, which leave a degree of freedom for transverse movements of these pistons 822, 832.
  • the rear ends 821a, 831a of the bodies 821, 831 are respectively mounted in a pivot connection with respect to two lateral branches 63, 63 of the downstream part 6 of the arm, along axes X51, X52 which are parallel to the plane P and arranged symmetrically with respect to said plane P , as illustrated in particular by figure 4 .
  • the tilting device 8 comprises a movable plate 84 on which are mounted in a pivot connection the front ends 822a, 832a of the piston 822, 832, respectively along two axes X61, X62 which are parallel to the axes X51, X52 and to the plane P
  • the nozzle 7 is mounted on the movable stage 84, the axis X4 being defined perpendicular to the movable stage 84.
  • the strokes of the pistons 822, 832 and the opening 811 and the oblong holes 812, 813 on the fixed plate 81 are dimensioned so that the inclination of the axis X4 to one side or the other of the plane P can reach an angle a of between five degrees and fifteen degrees, preferably equal to ten degrees.
  • the embodiment of the arm 1 on the figures 1 to 4 comprises a device 85 for rotating the nozzle 7 along its axis X4. This rotation device 85 is integrated into the tilting device 8 described above.
  • the rotation device 85 comprises a support 851 which is fixed to the movable plate 84.
  • the support 851 comprises a plate 8511 and a sleeve 8512 which passes through the movable plate 84, the nozzle 7 being mounted in a pivot connection of axis X4 in the sleeve 8512.
  • Centering studs 8513 are arranged on the sleeve 8512 and allow the nozzle 7 to be properly positioned in the sleeve 8512 so that said elements are coaxial.
  • a toothed wheel 852 is fixed around the nozzle 7 and a motor 853 is fixed on the plate 8511, this motor 853 rotating a pinion 854 along an axis X7 parallel to the axis X4.
  • a toothed belt (not illustrated) meshes on the one hand with the toothed wheel 852 and on the other hand with the pinion 854.
  • the rotation of the motor 853 allows the rotational drive of the nozzle 7 with respect to the sleeve 8512 along axis X4.
  • Knives or teeth can be provided at the front end 72 of the nozzle (not shown) which will make it possible to scrape the ground with the aid of excavating and sucking up the rubble.
  • the upstream part 3 and the first intermediate part 4 of the arm 1 each comprise a sheath 10, 11 allowing the reception of the flexible suction duct of the suction excavator.
  • a third sheath 12 can also be provided on the second intermediate part 5, as illustrated by the variant of the arm 1 on the figure 5 .
  • Rollers 16 are also provided on the upstream part 3 and on the two intermediate parts 4, 5, as illustrated by figures 1 and 5 , in order to participate in guiding and maintaining the flexible suction duct along the arm 1 while avoiding friction of said flexible suction duct on the arm 1 during its deformations.
  • the downstream end of the flexible suction duct (not shown) is connected to the rear part 71 of the nozzle 7; provision will be made for a pivot connection of axis X4 between said elements, in particular for the embodiment of figures 1 to 4 where the nozzle 7 rotates along the axis X4 under the action of rotating device 85.
  • the rear end of the flexible vacuum duct is connected to the vacuum system (not shown) on the vacuum excavator.
  • first cylinders 131, 132 are arranged symmetrically with respect to the plane P and each mounted between the upstream part 3 and the first intermediate part 4. It is observed for one of the first jacks 131 that its two ends 131a, 131b are mounted in a pivot connection along two axes X81, X82 respectively vis-à-vis the upstream part 3 and the first intermediate part 4. It is the same for the other first cylinder 132.
  • two second cylinders 141, 142 are arranged between the first intermediate part 4 and the second intermediate part 5 and two third cylinders 151, 152 are arranged between the second intermediate part 5 and the part downstream 6.
  • a system of jacks 17 comprising two jacks 171, 172 is arranged between the base part 2 and the upstream part 3.
  • These jack systems 13, 14, 15, 17 ensure the deployment of arm 1 in the P plane; they are managed by an automated system (not illustrated) and control means (not illustrated) allowing the operation of the arm 1, which will also allow the operation of the tilting device 8 of the nozzle 7 (for the two embodiments of the figures 1 to 4 and figures 5 to 7 ) and the rotating device 85 of the nozzle 7 (for the embodiment of figures 1 to 4 ).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Manipulator (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

    Domaine technique
  • La présente invention se rapporte au domaine des Travaux Publics, plus particulièrement à la branche « Voiries et Réseaux Divers » des Travaux Publics, l'invention portant sur un bras d'aspiration articulé qui est agencé sur une excavatrice aspiratrice. L'invention concerne également une excavatrice aspiratrice équipée d'un tel bras d'aspiration articulé.
    • Etat de la technique
  • Les excavatrices aspiratrice, également appelées camions d'aspiration de gravats, sont couramment utilisées lors de la réalisation de travaux de Voiries et Réseaux Divers (plus couramment appelé VRD) de type terrassement, afin d'excaver, d'aspirer et d'évacuer les gravats lors de la réalisation de tranchées dans des sols déjà encombrés par des réseaux de distribution tels que des canalisations d'eau, des conduits de gaz ou des câbles électriques courants forts et/ou courants faibles, pour ne pas détériorer ou arracher ces réseaux. CA 2982509 A1 décrit une telle excavatrice.
  • Traditionnellement, une excavatrice aspiratrice comprend un bras d'aspiration articulé permettant de maintenir et de guider un conduit d'aspiration souple qui est raccordé à une turbine d'aspiration agencée à l'intérieure de l'enceinte d'un véhicule de type camion. Le déplacement du bras permet de guider une buse agencée à son extrémité, cette buse étant raccordée à l'extrémité avant du conduit d'aspiration souple.
  • Les excavatrices aspiratrices actuelles ne sont pas efficaces dans toutes les situations de travaux. En effet, la demanderesse a constaté que les bras d'aspiration articulés ne sont pas en mesure d'excaver et d'aspirer convenablement les gravats dans les tranchées lorsque celles-ci sont situées à proximité d'un mur, le bras d'aspiration articulé étant limité en déplacement du fait de la présence dudit mur.
  • Cette problématique apparaît également lorsque l'excavatrice aspiratrice est située sur un terrain en pente, le bras d'aspiration articulé suivant l'inclinaison du véhicule tandis que la tranchée est creusée à la verticale.
    • Résumé de l'invention
  • La présente invention pallie cet inconvénient en concevant un bras d'aspiration articulé capable d'excaver et d'aspirer toute la surface de la tranchée quelle que soit sa localisation, y compris sur les terrains en pente ou à proximité des murs.
  • A cet effet, l'invention concerne un bras d'aspiration articulé d'une excavatrice aspiratrice. Ce bras d'aspiration articulé comprend au moins deux parties définies dans un même plan et articulées entre elles en liaison pivot selon un premier axe perpendiculaire au plan. Ces parties de bras en liaison pivot entre elles définissent une extrémité arrière et une extrémité avant. Le bras d'aspiration articulé comprend une pièce d'embase sur laquelle est articulée en liaison pivot ladite extrémité arrière selon un deuxième axe perpendiculaire au plan. Des moyens de liaison pivot sont agencés sur la pièce d'embase pour pivoter lesdites parties selon un troisième axe défini dans le plan. Le bras d'aspiration articulé comprend également une buse agencée au niveau de ladite extrémité avant et configurée pour être raccordée à une extrémité avant d'un conduit d'aspiration souple, tandis que l'extrémité arrière du conduit d'aspiration souple est raccordée à un système d'aspiration agencé dans l'enceinte de l'excavatrice aspiratrice. La buse définit un quatrième axe qui est disposé dans le plan selon une position initiale de cette buse sur le bras. En outre, selon l'invention, le bras d'aspiration articulé comprend un dispositif d'inclinaison configuré pour modifier l'orientation de la buse de sorte à incliner ledit quatrième axe d'un côté ou de l'autre du plan.
  • Les termes « arrière », « amont », « avant » et « aval » seront utilisés en considération du sens du bras d'aspiration articulé, la pièce d'embase définissant l'arrière ou l'amont dudit bras et la buse définissant l'avant ou l'aval dudit bras.
  • Ainsi, le dispositif d'inclinaison permet à l'extrémité avant de la buse de se déplacer dans les tranchées pour excaver et aspirer les gravats sans nécessiter de pivoter la totalité du bras ou lorsque le pivotement de la totalité du bras n'est plus possible, par exemple en raison de la présence d'un mur attenant à la tranchée. La présente invention permet donc avantageusement d'excaver et d'aspirer convenablement les gravats dans les tranchées situées à proximité de murs.
  • Cette inclinaison possible de la buse facilite également l'excavation et l'aspiration de tous les gravats dans les tranchées situées sur des terrains en pente. En effet, le véhicule sur lequel est agencée l'excavatrice aspiratrice suit nécessairement la pente du terrain, ce qui modifie l'inclinaison de l'angle de pivotement de la totalité du bras et celle du quatrième axe de la buse dans sa position initiale sur le bras. On comprend donc qu'une position figée de cette buse sur le bras ne permettrait pas de balayer toute la surface du fond de la tranchée. Au contraire, le bras d'aspiration articulé selon l'invention atteint cet objectif grâce au dispositif d'inclinaison de la buse.
  • Dans une réalisation préférentielle du bras d'aspiration articulé, le dispositif d'inclinaison est configuré pour incliner ledit quatrième axe d'un côté ou de l'autre du plan, d'un angle compris entre cinq degrés et quinze degrés. De préférence, cet angle est égal à dix degrés. On pourrait toutefois prévoir des variantes avec un angle plus ou moins important, notamment plus important afin d'accéder à des terrains plus pentus sur lesquels peuvent être réalisées des tranchées.
  • Selon le bras d'aspiration articulé objet de l'invention, le dispositif d'inclinaison comprend une platine mobile sur laquelle est montée la buse et deux vérins agencés chacun d'un côté du plan. Chaque vérin comprend un corps et un piston, le corps ayant une extrémité qui est montée en liaison pivot vis-à-vis de ladite extrémité avant du bras selon un cinquième axe parallèle au plan et le piston ayant une extrémité qui est montée en liaison pivot vis-à-vis de la platine mobile selon un sixième axe parallèle au cinquième axe (et au plan).
  • Dans une réalisation du bras d'aspiration articulé objet de l'invention, la buse traverse la platine mobile. En outre, le dispositif d'inclinaison comprend une platine fixe assujettie à ladite extrémité avant du bras. La platine fixe comprend une ouverture au travers de laquelle passe une partie arrière de la buse. Cette ouverture est de dimensions supérieures à la section de ladite partie arrière de la buse pour assurer l'inclinaison. On entend par section, celle définie selon un plan perpendiculaire au quatrième axe de la buse. En d'autres termes, le dimensionnement de l'ouverture garantit que la partie arrière de la buse ne butera pas contre ladite ouverture lors de l'actionnement du dispositif d'inclinaison. Cette mise en œuvre minimise l'encombrement du bras d'aspiration articulé. Cela facilite en outre le raccordement de la buse avec le conduit d'aspiration souple en disposant ledit conduit dans l'alignement des parties du bras. Bien entendu, on pourrait envisager des variantes selon lesquelles la buse serait fixée à la platine mobile sans passer au travers de celle-ci, grâce à une pièce de maintien ; cela augmenterait toutefois l'encombrement du bras d'aspiration articulé et nécessiterait de déporter le conduit d'aspiration souple par rapport aux parties du bras, afin d'effectuer son raccordement avec la buse.
  • Selon cette réalisation du bras d'aspiration articulé, la platine fixe comprend deux trous oblongs dans lesquels passent respectivement une partie des vérins, de préférence les pistons. Cela vise également à réduire l'encombrement du dispositif d'inclinaison, les vérins pouvant être logés dans la partie aval du bras au niveau de son extrémité avant.
  • Selon le bras d'aspiration articulé objet de l'invention, celui-ci comprend un dispositif de rotation de la buse selon le quatrième axe. Cette rotation de la buse facilite l'excavation et l'aspiration des gravats dans la tranchée. On peut toutefois envisager des variantes de bras d'aspiration articulés équipées simplement d'un dispositif d'inclinaison de la buse, le dispositif de rotation de la buse étant optionnel.
  • Dans une réalisation du bras d'aspiration articulé, ce dispositif de rotation de la buse comprend un support assujetti à la platine mobile du dispositif d'inclinaison précité. En outre, la buse est montée en liaison pivot vis-à-vis du support selon le quatrième axe. Dans une réalisation du bras d'aspiration articulé, la buse passe au travers dudit support, des moyens de centrage étant agencés entre la buse et le support. Dans une réalisation du bras d'aspiration articulé, le dispositif de rotation comprend en complément des moyens d'entrainement en rotation de la buse sur le support, selon le quatrième axe.
  • Dans une réalisation du bras d'aspiration articulé, celui-ci comprend quatre parties définies dans le plan et articulées successivement entre elles en liaison pivot selon trois premiers axes parallèles entre eux et perpendiculaires au plan. On pourrait envisager des variantes avec deux ou trois parties, voire avec plus de quatre parties. Ce choix de quatre parties offre une possibilité de déplacement convenable et suffisante sur l'excavatrice aspiratrice et permet de limiter le nombre d'actionneurs de type vérin agencés entre les parties successives. A ce titre, le bras d'aspiration articulé comprend au moins un vérin agencé entre chaque partie successive dudit bras pour l'activation de la partie aval vis-à-vis de la partie amont. De préférence, deux vérins sont agencés entre chaque partie successive du bras, afin de limiter les efforts sur ces vérins.
  • Selon une réalisation du bras d'aspiration articulé, celui-ci comprend au moins un vérin agencé entre l'embase et la partie amont dudit bras en liaison vis-à-vis de cette embase. De préférence, deux vérins sont agencés entre ladite partie et ladite embase, afin de limiter les efforts sur ces vérins.
  • Selon une réalisation du bras d'aspiration articulé, celui-ci comprend des moyens de réception d'un conduit d'aspiration souple. Ces moyens de réception permettent de maintenir convenablement le conduit d'aspiration souple le long du bras qui se déforme durant ses déplacements du fait des articulations entre ses parties successives.
  • Selon une réalisation du bras d'aspiration articulé, l'embase comprend un mât pivotant selon le troisième axe et une tête agencée à l'extrémité supérieure du mât. Cette tête reçoit en liaison pivot ladite extrémité arrière du bras selon le deuxième axe.
  • L'invention concerne également une excavatrice aspiratrice, laquelle comprend un véhicule, un bras d'aspiration articulé présentant l'une ou l'autre des caractéristiques définies précédemment, l'embase du bras étant articulée en liaison pivot sur le véhicule selon le troisième axe. En outre, l'excavatrice aspiratrice comprend un conduit d'aspiration souple, ledit conduit souple étant agencé sur ledit bras et ayant son extrémité aval raccordée à la buse. L'excavatrice aspiratrice comprend également un système d'aspiration sur lequel est raccordé l'extrémité amont dudit conduit d'aspiration souple, le système d'aspiration étant agencé sur le véhicule.
    • Brève description des figures
  • Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante s'appuyant sur des figures, parmi lesquelles :
    • La figure 1 illustre une réalisation du bras d'aspiration articulée selon l'invention dans une position initiale de la buse ;
    • Les figures 2 à 4 illustrent plus en détail, selon différents angles de vue, la partie avant du bras d'aspiration articulée de la figure 1 ;
    • La figure 5 illustre une autre réalisation du bras d'aspiration articulé selon l'invention dans une position inclinée de la buse ;
    • Les figures 6 à 7 illustrent plus en détail, selon différents angles de vue, la partie avant du bras d'aspiration articulée de la figure 5.
    Description détaillée
  • Dans la suite de la description, le terme bras sera utilisé pour désigner le bras d'aspiration articulé selon l'invention.
  • En outre, les mêmes références seront utilisées pour désigner les mêmes caractéristiques selon les diverses variantes décrites.
  • La description qui suit portera tout particulièrement sur le bras qui est conçu pour être agencé sur une excavatrice aspiratrice (non illustrée), laquelle comporte notamment un véhicule permettant le déplacement de cette excavatrice aspiratrice sur les chantiers où elle sera utilisée. Cette excavatrice aspiratrice comprend en outre un conduit d'aspiration souple qui est agencé le long du bras et un système d'aspiration sur lequel est raccordé l'extrémité amont dudit conduit. L'ensemble des composants de cette excavatrice sont montés soit directement sur le châssis du véhicule soit sur une enceinte recevant le système d'aspiration. L'homme du métier se réfèrera aux excavatrices aspiratrices existant actuellement sur le marché, ce qui n'exclut pas la mise en œuvre du bras sur des excavatrices aspiratrices comportant d'autres innovations, par exemple quant à la conception du système d'aspiration. Bien entendu, l'invention concerne également une excavatrice aspiratrice munie d'un tel bras.
  • Tel qu'illustré en figure 1, le bras 1 comprend une pièce d'embase 2 qui est conçue pour être montée sur le châssis du véhicule de l'excavatrice aspiratrice, voire sur l'enceinte de cette excavatrice aspiratrice recevant le système d'aspiration. Sur la figure 2, cette pièce d'embase 2 comprend un mât 21 qui comporte un tube 211 et un arbre 212 montée en rotation dans ce tube 211 selon un axe X1, l'extrémité inférieure 212a de cet arbre 212 étant agencée pour être accouplée à un moteur d'entrainement (non illustré), ce qui permet de pivoter la totalité du bras 1 selon cet axe X1. Un socle 22 est fixé en partie inférieure 211a du tube est permet le renfort et la fixation du mât 21 sur le véhicule (non illustré). La pièce d'embase comprend une tête 23 fixée à l'extrémité supérieure 212b de l'arbre 212.
  • Tel qu'illustré en figure 1, le bras 1 s'étend longitudinalement dans un plan P qui définit un plan de symétrie sur ce bras 1. Ce plan P pivote avec le bras 1 selon l'axe X1 qui est définit dans ledit plan P. Le bras 1 est composé de plusieurs parties articulées entre elles successivement. Sur la figure 1, le bras 1 comprend quatre parties 3, 4, 5, 6. On pourrait toutefois un nombre plus ou moins important de parties sur ce bras 1. La partie amont 3 comprend une extrémité arrière 31 qui est montée en liaison pivot vis-à-vis de la tête 23 de la pièce d'embase 2, selon un axe X2 qui est perpendiculaire au plan P. L'extrémité avant 32 de la partie amont 3 est montée en liaison pivot vis-à-vis de l'extrémité arrière 41 d'une première partie intermédiaire 4, selon un axe X31 qui est perpendiculaire au plan P. L'extrémité avant 42 de la première partie intermédiaire 4 est montée en liaison pivot vis-à-vis de l'extrémité arrière 51 d'une seconde partie intermédiaire 5, selon un axe X32 qui est perpendiculaire au plan P. De même, l'extrémité avant 52 de la second partie intermédiaire 5 est montée en liaison pivot vis-à-vis de l'extrémité arrière 61 d'une partie aval 6, selon un axe X33 qui est perpendiculaire au plan P.
  • Tel qu'illustré plus en détail sur les figures 2 à 4, l'extrémité avant 62 de la partie aval 6 reçoit une buse 7 qui se présente sur ces figures 2 à 4 sous la forme d'un conduit rigide définit selon un axe X4. Cette buse 7 est montée sur la partie aval 6 par l'intermédiaire d'un dispositif d'inclinaison 8.
  • Ce dispositif d'inclinaison 8 comprend une platine fixe 81 qui est fixée avec l'extrémité avant 62 de la partie amont 6, par exemple par soudure. Cette platine fixe 81 comprend une ouverture 611 au travers de laquelle passe une partie arrière 71 de la buse 7, comme le montre notamment la figure 2. On constate sur cette figure 2 que le diamètre de l'ouverture 811 est supérieure au diamètre de la partie arrière 71 de la buse 7, afin de laisser toute liberté de déplacement de la buse 7 pour son inclinaison vis-à-vis de la partie aval 6.
  • Comme l'illustre la figure 2, la platine fixe 81 comprend deux trous oblongs 812, 813 agencés transversalement sur le bras, c'est-à-dire perpendiculairement au plan P. Le dispositif d'inclinaison 8 comprend deux vérins 82, 83 qui comprennent chacun un corps 821, 831 et un piston 822, 832. Les pistons 822, 832 passent respectivement au travers des trous oblongs 812, 813, lesquels laissent un degré de liberté pour des déplacements transversaux de ces pistons 822, 832. Les extrémités arrière 821a, 831a des corps 821, 831 sont respectivement montées en liaison pivot vis-à-vis de deux branches latérales 63, 63 de la partie aval 6 du bras, selon des axes X51, X52 qui sont parallèles au plan P et disposés symétriquement vis-à-vis dudit plan P, comme l'illustre notamment la figure 4.
  • Comme l'illustrent les figures 2 à 4, le dispositif d'inclinaison 8 comprend une platine mobile 84 sur laquelle sont montées en liaison pivot les extrémités avant 822a, 832a des piston 822, 832, respectivement selon deux axes X61, X62 qui sont parallèles aux axes X51, X52 et au plan P. La buse 7 est montée sur la platine mobile 84, l'axe X4 étant défini perpendiculairement à la platine mobile 84.
  • Toutes les caractéristiques décrites précédemment pour le mode de réalisation des figures 1 à 4 se retrouvent également sur le mode de réalisation des figures 5 à 7 ; celles-ci ne sont donc pas détaillées à nouveau. En comparant notamment les figures 2 à 4 avec les figures 6 et 7, on constate que l'actionnement des vérins 82, 83 permet d'incliner la platine mobile 84 et, ainsi, l'axe X4 de la buse 7 par rapport au plan P. Dans une position initiale de la buse 7 sur le bras 1, illustrée notamment sur la figure 4, l'axe X4 de la buse 7 est confondu avec le plan P. Au contraire, lorsque l'on sort le piston 822 du premier vérin 82 et que l'on rentre simultanément le piston 832 du second vérin 83, l'axe X4 de la buse 7 s'incline d'un côté du plan P. L'inclinaison de l'axe X4 par rapport au plan P sera inversée en rentrant le piston 822 et en sortant simultanément le piston 832. De préférence, les courses des pistons 822, 832 et l'ouverture 811 et les trous oblongs 812, 813 sur la platine fixe 81 sont dimensionnés pour que l'inclinaison de l'axe X4 d'un côté ou de l'autre du plan P puisse atteindre un angle a compris entre cinq degrés et quinze degrés, de préférence égal à dix degrés.
  • Comparé au mode de réalisation du bras 1 sur les figures 5 à 7 qui prévoit une fixation de la buse 7 vis-à-vis de la platine mobile 84, le mode de réalisation du bras 1 sur les figures 1 à 4 comprend un dispositif de rotation 85 de la buse 7 selon son axe X4. Ce dispositif de rotation 85 est intégré au dispositif d'inclinaison 8 décrit précédemment.
  • Comme l'illustre notamment la figure 3, le dispositif de rotation 85 comprend un support 851 qui est fixé à la platine mobile 84. Le support 851 comprend une plaque 8511 et un manchon 8512 qui traverse la platine mobile 84, la buse 7 étant montée en liaison pivot d'axe X4 dans le manchon 8512. Des plots de centrage 8513 sont agencés sur le manchon 8512 est permettent de positionner convenablement la buse 7 dans le manchon 8512 afin que lesdits éléments soient coaxiaux. Une roue dentée 852 est fixée autour de la buse 7 et un moteur 853 est fixé sur la plaque 8511, ce moteur 853 entraînant en rotation un pignon 854 selon un axe X7 parallèle à l'axe X4. Une courroie dentée (non illustrée) engrène d'une part avec la roue dentée 852 et d'autre part avec le pignon 854. Ainsi, la rotation du moteur 853 permet l'entraînement en rotation de la buse 7 vis-à-vis du manchon 8512 selon l'axe X4. On pourra prévoir à l'extrémité avant 72 de la buse des couteaux ou des dents (non illustrés) qui permettront de gratter le sol avec de faciliter l'excavation et l'aspiration des gravats.
  • Sur la figure 1, la partie amont 3 et la première partie intermédiaire 4 du bras 1 comprennent chacune une gaine 10, 11 permettant la réception du conduit d'aspiration souple de l'excavatrice aspiratrice. Une troisième gaine 12 peut également être prévue sur la seconde partie intermédiaire 5, comme l'illustre la variante du bras 1 sur la figure 5. Ainsi, ces gaines 10, 11, 12 maintiennent et guident convenablement le conduit d'aspiration souple le long du bras 1 durant sa déformation, c'est-à-dire lorsque lesdites parties 3, 4, 5, 6 se déplacent entre elles. Des rouleaux 16 sont également prévus sur la partie amont 3 et sur les deux parties intermédiaires 4, 5, comme l'illustrent les figures 1 et 5, afin de participer au guidage et au maintien du conduit d'aspiration souple le long du bras 1 tout en évitant les frottements dudit conduit d'aspiration souple sur le bras 1 durant ses déformations. L'extrémité aval du conduit d'aspiration souple (non illustré) vient se raccorder sur la partie arrière 71 de la buse 7 ; on prévoira un montage en liaison pivot d'axe X4 entre lesdits éléments, en particulier pour le mode de réalisation des figures 1 à 4 où la buse 7 tourne selon l'axe X4 sous l'action du dispositif de rotation 85. L'extrémité arrière du conduit d'aspiration souple est raccordé au système d'aspiration (non illustré) sur l'excavatrice aspiratrice.
  • L'actionnement entre les parties 3, 4, 5, 6 du bras 1 est réalisé au moyen de systèmes de vérins 13, 14, 15 agencés entre lesdites parties. En regard des figures 1 et 5, dont les conceptions des systèmes de vérins 13, 14, 15 correspondent, on constate que deux premiers vérins 131, 132 sont disposés symétriquement par rapport au plan P et montés chacun entre la partie amont 3 et la première partie intermédiaire 4. On constate pour l'un des premiers vérins 131 que ses deux extrémités 131a, 131b sont montés en liaison pivot selon deux axes X81, X82 respectivement vis-à-vis de la partie amont 3 et de la première partie intermédiaire 4. Il en est de même pour l'autre premier vérin 132. De la même manière, deux seconds vérins 141, 142 sont agencés entre la première partie intermédiaire 4 et la seconde partie intermédiaire 5 et deux troisièmes vérins 151, 152 sont agencés entre la seconde partie intermédiaire 5 et la partie aval 6. De manière similaire, on constate qu'un système de vérins 17 comprenant deux vérins 171, 172 est agencé entre la pièce d'embase 2 et la partie amont 3. Ces systèmes de vérins 13, 14, 15, 17 assurent le déploiement du bras 1 dans le plan P ; ils sont gérés par un système automatisé (non illustré) et des moyens de commande (non illustrés) permettant la manœuvre du bras 1, lesquels permettront également la manœuvre du dispositif d'inclinaison 8 de la buse 7 (pour les deux modes de réalisation des figures 1 à 4 et des figures 5 à 7) et du dispositif de rotation 85 de la buse 7 (pour le mode de réalisation des figures 1 à 4).
  • La description qui précède n'a aucun caractère limitatif quant à la portée de l'invention, de nombreuses variantes pouvant être envisagées, en particulier quant à la mise en œuvre du dispositif d'inclinaison 8 de la buse 7 et quant à la mise en œuvre du dispositif de rotation 85 de cette buse 7. Le nombre de parties sur le bras 1 peut également varier ; on peut par exemple supprimer la seconde partie intermédiaire 5 ou, au contraire, ajouter une troisième partie intermédiaire (non illustrée) entre la seconde partie intermédiaire 5 et la partie aval 6, avec un système de vérins additionnel (non illustré).

Claims (15)

  1. Bras d'aspiration articulé (1) d'une excavatrice aspiratrice, comprenant au moins deux parties (3, 4, 5, 6) définies dans un même plan (P) et articulées entre elles en liaison pivot selon un premier axe (X31, X32, X33) perpendiculaire au plan (P), lesdites au moins deux parties définissant une extrémité arrière (31) et une extrémité avant (62), une pièce d'embase (2) qui est articulée en liaison pivot avec ladite extrémité arrière (31) selon un deuxième axe (X2) perpendiculaire au plan (P), des moyens de liaison pivot étant agencés sur la pièce d'embase (2) pour pivoter les au moins deux parties (3, 4, 5, 6) selon un troisième axe (X1) défini dans le plan (P), et une buse (7) agencée au niveau de ladite extrémité avant (62) et configurée pour être raccordée à une extrémité avant d'un conduit d'aspiration, ladite buse définissant un quatrième axe (X4) définit dans le plan (P) selon une position initiale caractérisé en ce que ledit bras (1) comprend un dispositif d'inclinaison (8) configuré pour modifier l'orientation de la buse (7) de sorte à incliner ledit quatrième axe (X4) d'un côté ou de l'autre du plan (P).
  2. Bras d'aspiration articulé (1) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif d'inclinaison (8) est configuré pour incliner ledit quatrième axe (X4) d'un côté ou de l'autre du plan (P), d'un angle (α) compris entre cinq degrés et quinze degrés, de préférence dix degrés.
  3. Bras d'aspiration articulé (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif d'inclinaison (8) comprend une platine mobile (84) sur laquelle est montée la buse (7) et deux vérins (82, 83) agencés chacun d'un côté du plan (P), chaque vérin comprenant un corps (821, 831) et un piston (822, 832), le corps ayant une extrémité qui est montée en liaison pivot vis-à-vis de ladite extrémité avant (62) selon un cinquième axe (X51, X52) parallèle au plan (P) et le piston ayant une extrémité qui est montée en liaison pivot vis-à-vis de la platine mobile (84) selon un sixième axe (X61, X62) parallèle au cinquième axe.
  4. Bras d'aspiration articulé (1) selon la revendication 3, dans lequel la buse (7) traverse la platine mobile (84), le dispositif d'inclinaison (8) comprenant une platine fixe (81) assujettie à ladite extrémité avant (62), ladite platine fixe comprenant une ouverture (811) au travers de laquelle passe une partie arrière (71) de la buse (7), ladite ouverture étant de dimensions supérieures à la section de ladite partie arrière pour assurer l'inclinaison de la buse.
  5. Bras d'aspiration articulé (1) selon la revendication 4, dans lequel la platine fixe (81) comprend deux trous oblongs (812, 813) dans lesquels passent respectivement les pistons (822, 832) des vérins (82, 83).
  6. Bras d'aspiration articulé (1) selon l'une des revendications précédentes, lequel comprend un dispositif de rotation (85) de la buse (7) selon le quatrième axe (X4).
  7. Bras d'aspiration articulé (1) selon la revendication 6 rattachée à l'une des revendications 3 à 5, dans lequel le dispositif de rotation (85) comprend un support (851) assujetti à la platine mobile (84), la buse (7) étant montée en liaison pivot vis-à-vis du support selon le quatrième axe (X4).
  8. Bras d'aspiration articulé (1) selon la revendication 7, dans lequel la buse (7) passe au travers du support (851), des moyens de centrage (8513) étant agencés entre la buse et le support.
  9. Bras d'aspiration articulé (1) selon l'une des revendications 7 ou 8, dans lequel le dispositif de rotation (85) comprend des moyens d'entrainement (852, 853, 854) en rotation de la buse (7) sur le support (851), selon le quatrième axe (X4).
  10. Bras d'aspiration articulé (1) selon l'une des revendications précédentes, lequel comprend quatre parties (3, 4, 5, 6) définies dans le plan (P) et articulées successivement entre elles en liaison pivot selon trois premiers axes (X31, X32, X33) parallèles entre eux et perpendiculaires au plan (P).
  11. Bras d'aspiration articulé (1) selon l'une des revendications précédentes, lequel comprend au moins un vérin (131, 132, 141, 142, 151, 152) agencé entre chaque partie (3, 4, 5, 6) successive dudit bras (1) pour l'activation de sa partie aval (6) vis-à-vis de sa partie amont (3).
  12. Bras d'aspiration articulé (1) selon l'une des revendications précédentes, lequel comprend au moins un vérin (171, 172) agencé entre la pièce d'embase (2) et la partie (3) en liaison vis-à-vis de cette pièce embase.
  13. Bras d'aspiration articulé (1) selon l'une des revendications précédentes, lequel comprend des moyens de réception (10, 11, 12) d'un conduit d'aspiration souple.
  14. Bras d'aspiration articulé (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la pièce d'embase (2) comprend un mât (21) pivotant selon le troisième axe (X1) et une tête (23) agencée à l'extrémité supérieure (212b) du mât, ladite tête recevant en liaison pivot ladite extrémité arrière (31) selon le deuxième axe (X2).
  15. Excavatrice aspiratrice, laquelle comprend un véhicule, un bras d'aspiration articulé (1) selon l'une des revendications 1 à 14, la pièce d'embase (2) étant articulée en liaison pivot sur le véhicule selon le troisième axe (X1), un conduit d'aspiration souple, ledit conduit étant agencé sur ledit bras (1) et ayant son extrémité aval raccordée à la buse (7), et un système d'aspiration sur lequel est raccordé l'extrémité amont dudit conduit, le système d'aspiration étant agencé sur le véhicule.
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