FR2466573A2 - Pelleteur-excavateur - Google Patents

Abstract

Ce pelleteur-excavateur comporte une roue-pelle 5 montée rotative autour d'un axe horizontal X-X entre les branches 1a, 1b du châssis en forme de U. Ce châssis est porté par trois organes de roulement 2a, 2b, 2c dont les organes 2a, 2b sont orientables. Ainsi, l'engin peut être déplacé en translation tout en étant dirigé par la commande de l'orientation des organes de roulement 2a, 2b, commande sur laquelle peut agir en permanence le conducteur de l'engin. Un convoyeur 19 est monté, de préférence orientable autour d'un axe vertical, sur le châssis 1 par des moyens de support indépendants de ceux 6, 7 sur lesquels est montée la roue-pelle 5. Le troisième organe de roulement 2c peut être entraîné à une vitesse dépendant de celle des autres organes de roulement 2a, 2b et de l'angle sur lequel ils pivotent pour l'orientation de l'engin. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

On a décrit au brevet principal un pelleteur-excavateur destiné à être utilisé pour le terrassement, dans les travaux publics ou pour la reprise ou l'extraction de matériaux en vrac, par exemple pour la desserte d'un stock de tels produits ou pour l'extraction dans des mi- nes à ciel ouvert.

Le pelleteur-excavateur automoteur du brevet principal comporte un châssis présentant dans son plan horizontal ê peu près la forme d'un U, une roue-pelle tournant sur elle-même et montée rotative autour d'un axe horizontal fixe par rapport audit châssis, tout en étant engagée au moins partiellement entre les branches de ce dernier, des moyens d'évacuation montés sur le châssis et destinés a évacuer le produit repris par la roue-pelle, trois organes porteurs définissant dans ledit plan horizontal trois points d'appui situés aux sommets d'un triangle isocèle, ceux des organes porteurs correspondant aux angles â la base du triangle étant au cours du travail de l'engin en permanence moteurs et orientables autour d'axes verticaux respectifs, ces organes moteurs et orientables étant situés de part et d'autre du châssis en étant associés aux branches de celui-ci, l'angle d'orientation de l'un des organes moteurs étant toujours égal et de sens opposé par rapport à celui de l'autre organe moteur.

La présente addition a pour but d'apporter à cet engin plusieurs perfectionnements qui permettent d'en augmenter la maniabilité, notamment dans le cas ot son cnâssis présente des dimensions importantes.

Suivant un premier de ces perfectionnements, l'engin du type défini ci-dessus est caractérisé en ce que le troisième organe porteur placé à l'angle au sommet du triangle isocèle est également moteur, et en ce qu'il est prévu un dispositif pour asservir la vitesse de roulement du troisième organe porteur à la vitesse et à l'angle d'orientation des deux autres organes porteurs.

Grâce à cette caractéristique, la progression de l'engin peut être réalisée sans difficultés, même si sa longueur est considérable ou si le troisième organe porteur comporte un truck à chenille.

Suivant un autre perfectionnement de l'engin décrit au brevet principal, les moyens permettant d'orienter les organes porteurs situés aux angles à la base du triangle isocèle comprennent un-dispositif actionneur inséré dans une chaine de réglage permanent de l'orientation de ces organes porteurs autour de leur axe vertical de pivotement, cette chalne comportant un dispositif de commande accessible à l'opérateur au cours du travail de l'engin.

Grâce à ces caractéristiques, le conducteur de l'engin peut orienter toujours la roue-pelle perpendiculairement par rapport au front du tas de produit même si oe front est sinueux en manoeuvrant par pivotement les organes porteurs orientables. Dans ces conditions, il peut agir sur la profondeur de passe de l'engin pendant que celui-ci se déplace en translation latérale devant le front du tas.

Afin de pouvoir utiliser ce pelleteur-excavateur pour réhausser un tas de produit existant, il est avanta bgeux suivant un autre perfectionnement, que lesdits moyens d'évacuation comportent un transporteur sans fin orientable vers l'arrière ét vers l'avant pour pouvoir assurer au choix de l'opérateur la reprise au tas d'un produit qui sera alors déversé sur un camion, sur un convoyeur d'évacuation ou autre, ou des travaux de rehausse du stock, le produit étant fourni à l'engin par des moyens de manutention déversant le produit sur le transporteur.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig.l est une vue schématique en élévation latérale d'un pelleteur-excavateur suivant l'invention;
- la Fig.2 est une vue en élévation frontale de cet engin;
- la Fig.3 en montre une vue en plan;
- la Fig.4 est une vue partielle en coupe et en élévation de l'un des organes porteurs de l'engin;
- la Fig.5 montre une vue schématique partielle des moyens de réglage de l'orientation des organes porteurs de l'engin;
- la Fig.6 est un schéma explicatif illustrant la commande de la vitesse du troisième organe porteur; et
- la Fig.7 est un schéma très simplifié d'un dispositif d'asservissement de la vitesse de ce troisième organe porteur.

L'exemple représenté aux Fig.l à 7 concerne donc un pelleteur-excavateur selon l'invention qui comprend un châssis 1 présentant en plan une configuration en U dont les branches la et lb (Fig.3) sont destinées à s'étendre en direction du talus T dont il s'agit de prélever un produit P, par exemple. Le châssis 1 est monté sur des organes-porteurs de roulement 2a, 2b et 2c qui dans l'exemple représenté sont formés par des roues à bandage pneumatique.

L'organe de roulement 2c est monté fixe par rapport au châssis 1 et n'est donc pas orientable pendant que l'engin fonctionne. Par contre, les organes de roulement 2a et 2b peuvent pivoter par rapport au châssis autour d'axes verticaux respectifs. Les trois organes de roulement définissent ensemble trois points d'appui a, b et c (Fig.3 et 5) dans le plan horizontal du châssis 1 situés aux sommets d'un triangle isocèle dont les angles à la base sont matérialisés par les organes de roulement orientables 2a et 2b, et dont l'angle au sommet est matérialisé par le troisième organe porteur, non orientable.

L'espace ou n encoche " 4 menagé entre les branches dans le châssis 1 est occupé par une roue-pelle 5 montée à rotation autour d'un axe horizontal X-X qui s'étend parallèlement au plan vertical défini par les points de pivotement a et b des roues 2a et 2b.

Pour faciliter la compréhension, on rappelle cidessous brièvement la construction de la roue-pelle et de sa suspension sur le châssis.

La roue-pelle 5 est montée à rotation sur deux supports ou cadres verticaux 6 et 7 dressés sur le châssis 1 de part et d'autre de l'encoche 4, respectivement. Chaque cadre 6 et 7 porte-un premier galet de roulement 8 inférieur et un second galet de roulement 9 supérieur, le galet inférieur étant monté sur le montant extérieur du cadre et le galet supérieur'ur la traverse horizontale de ce dernier.

Le galet supérieur 9 est monté sur des bras oscillants 10 connectes respectivement aux cadres 6 et 7 et s'appuyant sur ceux-ci par l'intermédiaire de coins 11 pouvant être actionnés par des vérins associés 12 pour faire monter et descendre les galets supérieurs 9 ce qui permet d'ajuster la hauteur de la roue-pelle 5.

La roue-pelle 5 elle-même présente une forme annulaire et elle comporte notamment deux anneaux espacés I3 sur lesquels sont montés des godets d'excavation 14 et qui reposent respectivement sur les couples de galets 8 et 9 montés à rotation sur leurs cadres respectifs 6 et 7.

Des couronnes dentées 15 sont fixées à chaque anneau 13 et engrènent avec un couple de pignons 16 entraînes un moteur 17 et montés à rotation sur des.supports 17a fixés aux cadres 6 et 7.

Une trémie 18 à parois très inclines est placée entre les deux cadres 6 et 7. Elle communique avec un transporteur 19 à courroie sans fin monté sur le châssis.

Ce transporteur est orientable dans le cas représenté.

La force motrice des organes mobiles de l'excavateur peut être engendrée de façon classique par un groupe hydraulique ou électrique 20 alimentant notamment le moteur 17 et les moteurs d'entraînement 21a, 21b et 21c des organes porteurs 2a, 2b et 2c respectivement.

Les Fig. 4 et 5 montrent plus en détail la construction des moyens de réglage de l'orientation des organes porteurs 2a et 2b. Sur la Fig. 4, on voit que chacun de ces organes comportent une zone à bandage pneumatique 22 montée àrotation dans une chape 23 à laquelle est fixée un arbre de pivotement vertical 24. Ce dernier est couplé au châssis 1 par une butée à billes 25. L'arbre 24 est monté dans des paliers 26 fixé dans un manchon 27 solidaire du châssis 1.

Des plaques horizontales 28 formant levier sont boulonnées sur la chape 23. Elles sont couplées respectivement à des tringles 29 se réunissant sur un palonnier 30. Ce dernier est connecté à la tige 31 d'un vérin 32 à double effet monté dans le châssis 1. Le vérin à double effet peut être commandé par un manipulateur 33 comprenant un distributeur 34 actionné par un levier de commande 35 se trouvant dans la cabine de pilotage de l'engin. Le distributeur 34 est alimenté par la pompe 36 de la centrale hydraulique 20.

Les Fig. 1 et 3 montrent que le dispositif de support (cadres 6 et 7) de la roue-pelle sur le châssis est différent de celui au moyen duquel le transporteur d 'éva- cuation 19 est monté sur ce même châssis. Cette pa.rticularité de la construction de l'engin le distingue nettement des engins classiques comportant une roue-pelle montée au bout d'une flèche. Dans un tel engin classique, les moyens d'évacuation du produit comprennent nécessairement un transporteur sans fin qui reçoit le produit de la rouepelle pour le ramener vers l'arrière le long de la flè che. Il n'est donc pas possible dans ce cas d'évacuer le produit vers l'avant, par exemple. pour augmenter la hauteur d'un tas en reprenant du produit à la base de celui-ci.

L'engin suivant l'invention peut, grâce à l'indépendance des supports de la roue-pelle d'une part et du transporteur d'autre part, prendre plusieurs configurations qui peuvent être soit fixes, soit réglables. Dans le cas représenté, on a choisi à titre d'exemple le second cas, bien qu'il soit possible de rendre le transporteur 19 fixe par rapport au châssis, cas auquel il s'étend vers l'avant et vers le haut -en direction du tas de produit. Sur les Fig. 1 et 3 , on voit que le transporteur sans fin 9 est orientable par rapport au châssis 1. A cet effet, il comporte une ossature 37 sur laquelle sont montés le moteur d'entraine- ment et la bande sans fin, par ailleurs classiques.Cette ossature est,montée sur un plateau tournant 38 pouvant être entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un arbre 39 monté verticalement sur le châssis 1. Le plateau est solidaire en rotation d'une couronne dentée 40 entraî- née par un moteur moto-réducteur 41.

Grâce à cette disposition, il est possible de con férer à l'engin notamment les deux configurations particulières décrites ci-dessus et éventuellement toute con figuration intermédiaire obtenue en agissant sur le motoréducteur 1 et représentées respectivement en traits pleins et en pointillés sur les Fig. 1 et 3. Dans la configuration en traits pleins, le pelleteur-excavateur peut reprendre du produit P à la base du talus T pour le déverser en haut du tas. Cette configuration peut être utilisée notamment si le produit P est déversé sur l'aire de stockage par des camions, par exemple, pendant que le pelleteur-excavateur remonte le produit pour qu'il soit stocké jusqu'à la hauteur maximale possible.

Dans la configuration en traits mixtes, le pelleteur prend prend du produit à la base dutalus T, pour le déverser dans des camions, sur un convoyeur, etc.

On remarquera également que, dans le cas ou le transporteur est monté pivotant, la goulotte 18 présente une sortie circulaire dont le centre est situé sur l'axe de pivotement de l'ossature 37 du transporteur sans fin.

Au cours du passage en translation devant le tas, l'opérateur peut corriger à chaque instant la trajectoire de celui-ci en agissant sur l'orientation des organes porteurs 2a et 2b par I'intermédiaire de la manette 35.

L'opérateur dispose d'une seconde manette (non représentee) au moyen de laquelle il peut agir sur la vitesse de rotation des moteurs d'entraînement 21 des organes porteurs 2a et 2b ce qui règle la vitesse de translation de l'engin.

Selon l'invention, le paramètre de vitesse des organes porteurs 2a et 2b est utilisé comme information d'.en- trée d'un dispositif d'asservissement 41 (Fig. 7) assurant le réglage de la vitesse de roulement du troisième organe porteur 2c.

La Fig. 6 montre un diagramme illustrant la réalisation de cet asservissement.

On suppose que le point O est le centre instantané de pivotement de l'engin défini par l'intersection des axes des organes porteurs 2a et 2b pour une inclinaison données de ceux-ci.

Par ailleurs, soient:
R - distance entre le point a et le point O (rayon
de courbure de la trajectoire du point a)
r - distance entre le point c et le point O (rayon
de courbure de la trajectoire du point c)
D - la moitié dé la distance a b
L - distance séparant c de la droite reliant les
points a et b,
On a : R = D sina ét

Si V est la vitesse de roulement des organes porteurs 2a et 2b et v la vitesse devant être imposée à l'organe de roulement 2c, on peut écrire

v = V (cossa - D sied
D

étant une oonstante on a

Cette formule reliant les vitesse v et V l'une à l'autre peut être exploitée dans le dispositif d'asservissement représenté sur la Fig. 7 pour commander la vitesse v du troisième organe porteur 2c.Si une telle commande n'est pas indispensable pour un engin de petite longueur (dimension L),l'adhérence au sol des organes 2a et 2b étant suffisante pour entraîner l'organe porteur 2c, elle devient au contraire nécessaire, s le châssis de l'engin est-long ou si le troisième organe porteur est formé par un truck à chenille.

Le dispositif d'asservissement 41 comprend un premier capteur 42 fournissant un signal fonction de la vitesse V. Dans le cas où chaque organe porteur a et 2 comporte un moteur hydraulique (21a, 21b) recevant de l'huile sous pression -à un débit variable du groupe hydraulique 20, la vitesse V est proportionnelle à ce débit lui-même proportionnel à une tension T (par exemple variable de O à 12V) que l'on applique à la vanne de commall- de 43 déterminant ce débit.

Le dispositif d'asservissement 41 comporte également un capteur de déviation angulaire 44, tel qu'un potentiomètre ou un résolveur pour fournir un signal dépendant de l'inclinaison des organes porteurs 2a et 2b. Si ce capteur est un résolveur, il peut fournir directement les valeurs sina et cosa de l'angles défini ci-dessus (voir Fig. 6).

Les capteurs 42 et 44 sont reliés à un calculateur 45 dans lequel le calcul de la valeur v est obtenu en appliquant la formule ci-dessus.

Le signal apparaissant à la sortie de ce calculateur 45 est appliqué à une vanne de réglage 46, connectée entre le groupe hydraulique 20 et le moteur 21c de l'orga- ne porteur 2c.

Bien entendu, il est possible d'équiper les organes porteurs 2a, 2b et 2c de moteurs électriques à courant continu ou alternatif. Dans ce cas, on peut faire varier la vitesse de ces organes porteurs en agissant sur l'intensité du la fréquence du courant qui les alimente.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1 - Pelleteur-excavateur automoteur suivant l'une quelconque des revendications du brevet principal comportant un châssis présentant dans son plan horizontal à peu près la forme d'un U, une roue-pelle tournant sur elle-mêmeet montée rotative autour d'un axe horizontal fixe par rapport audit chassies, tout en étant engagée au moins partiellement entre les branches de ce dernier, des moyens d'évacuation montés sur le châssis et destinés à évacuer le produit repris par la roue-pelle, trois organes porteur définissant dans ledit plan horizontal.trois points d'appui situés aux sommets d'un triangle isocèle, ceux des organes porteurs correspondant aux angles à la base du triangle étant au cours du travail de l'engin en permanence moteurs et orientables autour d'axes verticaux respectif s, ces organes moteurs et orientables étant situés de part et d'autre du châssis en étant associés respectivement' aux branches de celui-ci, l'angle d'orientation de l'un des organes moteurs étant toujours égal et de sens opposé par rapport à celui de l'autre organe moteur, ce pelleteur-excavateur étant caractérisé en ce que le troisième organe porteur (2c) placé à l'angle au sommet du triangle isocèle est également moteur et en ce qu'il est prévu un dispositif (41) pour asservir la vitesse de roulement (v) du troisième organe porteur (2c) à la vitesse (V) et à l'angle d'orientation (cru) des deux autres organes porteurs (2a, 2b).

2 - Pelleteur-excavateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif d'asservissement (41) comprend un capteur de vitesse (42) élaborant un signal porportionnel à la vitesse de déplacement de l'un ou l'autre des premier et second organes porteurs (2a, 2b), un capteur de déplacement angulaire (44) pour fournir un signal proportionnel à l'inclinaison de ces organes porteurs (2a, 2b) par rapport au châssis du pelleteur excavateur et un calculateur (45) pour élaborer à partir de ces signaux un signal de commande de vitesse qui est appliqué à un organe de commande de vitesse (46) du moteur (21c) associé au troisieme organe porteur (2c).

3 - Pelleteur-excavateur suivant l'une auelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens permettant d'orienter les organes porteurs (2a, 2b) situés aux angles à la base du triangle isocele comprennent un dispositif actionneur (32) inséré dans une chaîne (29, 30, 32, 33 à 35) de réglage permanent de l'orientation de ces organes porteurs autour de leur axe vertical de pivotement, cette chaîne comportant un dispositif de commande (33 à 35) accessible à l'opérateur au cours du travail de l'engin.

4 - Pelleteur-excavateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'évacuation comportent un transporteur sans fin (19) monté sur le châssis (1) et communiquant avec la rouepelle (5) par l'intermédiaire d'une goulotte (18), et en ce que ledit transporteur (19) est de préférence monté orientable sur ledit châssis (1) autour d'un axe vertical (39) passant par le centre de la sortie (18a) de ladite goulotte (18).