Brevet FR2012896A1 — publié le 19700327

L'invention est relative à un excavateur à godet, travaillant à la manière d'une pioche, comportant une poutre pivotante montée par son extrémité inférieure sur un tracteur ou un véhicule analogue et se déplaçant dans un plan vertical, un bras plongeur pivotant monté par son extrémité supérieure sur l'extremite supérieure de la poutre et se déplaçant dans un plan vertical, un godet pivotant monté à l'extrémité inférieure du bras plongeur pré cédent et se déplaçant dans un plan vertical, des vérins hydrauliques étant prévus pour la poutre pour le bras plongeur et pour le godet et étant montés respectivement entre la poutre et le tracteur, entre la poutre et la première extrémité du bras plongeur et entre le bras plongeur et le godet pour provoquer le pivotement de celui-ci.Un tel excavateur sera désigné désormais ici du nom d'Excavateur décrit initialement". Normalement, il est prévu un dispositif de commande pour le fonctionnement de chacun des vérins hydrauliques ci-dessus. Aussi, par exemple, lorsqu'on creuse une tranchée, en supposant que l'ex- cavateur soit complètement déployé et que le godet repose sur le sol sous l'angle convenable pour creuser, la suite d'opérations est la suivante. En premier lieu, on actionne le vérin du godet monté entre celui-ci et le bras plongeur pour faire pivoter le godet par rapport au bras plongeur et faire pénétrer ainsi le godet-dans le sol. Lorsque l'opérateur a décidé que le godet a pénétré suffisamment loin, il actionne le vérin du bras plongeur monté entre celui-ci et la poutre pour faire pivoter le bras plongeur par rapport à la poutre et, lorsqu'il a décidé que le bras plongeur a pivoté suffisamment loin, il actionne le vérin de la poutre monté entre celle-ci et le tracteur pour faire pivoter la poutre par rapport au tracteur pour achever l'opération de creusement. Dans ces conditions, l'opérateur doit savoir quand il doit commander le fonctionnement des différents vérins et, pour acquérir une grande habileté, il faut relativement beaucoup de temps et cela requiert une expérience étendue de la manoeuvre de ltexcava- teur dans des conditions de fonctionnement diverses. Aussi, si un opérateur n'en ayant pas une expérience antérieure, vient à manoeuvrer la machine, le rendement de celle-ci se trouve considérablement réduit ; il est donc nécessaire d'assurer la formation de ltopérateur, au moins au stade initial de son entraînement, ce qui constitue naturellement un inconvénient du fait que cela se traduit par des frais supplémentaires. En conséquence, un des buts de l'invention est de réaliser un excavateur à godet travaillant à la manière d'une pioche, du genre décrit initialement, muni d'un système de commande qui en facilite la manoeuvre et qui réduise ou évite le problème méntionné précédemment. Conformément à l'invention, il est prévu un excavateur à godet travaillant à la manière d'une pioche, du genre initialement décrit, qui comprend un système de commande comportant un premier ensemble d'alimentation en fluide fournissant du fluide sous pression à l'un des vérins précités, un premier capteur de pression de fluide agencé pour entrer en action lorsque la pression du fluide dans ce vérin atteint une valeur prédéterminée, pour fournir alors du fluide à un deuxième ensemble d'alimentation en fluide agencé pour fournir du fluide sous pression à un deuxième des vérins précités. Le système de commande peut comprendre un deuxième capteur de pression de fluide agencé pour entrer en action, lorsque la pression de fluide dans le deuxième vérin atteint une valeur prédéterminée, pour fournir du fluide à un troisième ensemble d'ali- mentation en fluide agencé pour fournir du fluide sous pression à un troisième des vérins précités. Le premier--vérin peut être celui du godet, le deuxième celui du bras plongeur et le troisième celui de la poutre. Dans une variante, le premier vérin peut être celui du bras plongeur, le deuxième celui du godet et le troisième celui de la poutre. Le système de commande peut comprendre aussi des dispositifs assurant la manoeuvre individuelle d'au moins un des vérins. Le premier capteur de pression de fluide peut être mis en action pour mettre en parallèle le deuxième et le premier ensembles d'alimentation en fluide. Le deuxième capteur de pression de fluide peut être mis en action pour mettre en parallèle le troisième et le deuxième ensem blesd'alimentation en fluide. Le premier et le deuxième capteurs de pression de fluide peuvent comporter deux soupapes à tiroir à ressort de tarage dont les tiroirs sont agencés pour être poussés contre les ressorts tarés par la pression du fluide arrivant à la soupape à travers des canalisations de commande connectées respectivement en parallèle avec le premier et le deuxième ensembles d'alimentation en fluide. Un mode de réalisation (non limitatif) d'un excavateur conforme à l'invention est décrit ci-après en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en élévation latérale d'un excavateur travaillant à la manière d'une pioche, conforme à l'invention et de son dispositif de fixation au tracteur, - la figure 2 est un schéma des circuits du système hydraulique de commande de l'excavateur représenté par la figure 1, En se reportant à la figure 1, on distingue un excavateur travaillant à la manière d'une pioche monté sur un ensemble de pieds supports d'ancrage classiques, dont ensemble a été désigné par 10, monté à l'arrière d'un tracteur 11.L'excavateur comporte une poutre pivotante 12 montée par son extrémité inférieure sur l'ensemble de pieds supports d'ancrage 10 et pouvant se déplacer vers le haut et vers le bas dans un plan vertical.Un bras plongeur 13 pivotant est monté par son extrémité supérieure sur l'extrémité supérieure de la poutre 12 grâce à un axe 14, ce qui lui permet de pivoter vers le haut et vers le bas dans un plan vertical. Un godet 15 pivotant est monté à l'extrémité extérieure du bras plongeur 13, sur un axe 16 permettant son pivotement dans un plan vertical. Un vérin hydraulique 17 est monté entre l'ensem- ble de pieds supports d'ancrage 10 et la poutre 12 afin de provoquer le pivotement de la poutre 12 par rapport au tracteur.Un vérin hydraulique 18 est monté entre la poutre 12 et l'extrémité du bras plongeur 13 opposée au godet 15 pour provoquer le pivotement du bras plongeur 13 autour de l'axe 14 et un autre vérin hydraulique 19 est monté entre le bras plongeur 13 et un levier basculant 20 qui, avec un levier complémentaire 21, accouple la tige de piston 22 du vérin 19 au godet 15 pour provoquer le pivô- tement du godet 15 autour de l'axe 16. Les vérins 17, 18 et 19 sont généralement désignés dans la technique des excavateurs par les noms respectifs de vérins de poutre, de bras plongeur et de godet, et ctest ainsi qu'il seront désignés ci-après. I1 y a lieu de noter que l'on peut à volonté mettre en oeuvre plusieurs vérins à la place de chacun des vérins uniques 17, 18 ou 19 représentés sur la figure. En outre, si on le désire, on peut remplacer les vérins hydrauliques par des vérins pneumatiques. En se reportant plus particulièrement maintenant à la figure 2, on voit que le système de commande de la manoeuvre de l'excavateur représenté par la figure 1 comprend une soupape de commande principale 30 munie d'organes de commande manuels 31, 32 et 33 de types classiques destinés à alimenter en fluide hydraulique, ou en air comprimé dans le cas de vérins pneumatiques, respectivement les vérins de godet, de bras plongeur et de poutre, à travers les canalisations de distribution 31a, 31b, 32a, 32b et 33a, 33b. Une soupape commutatrice 34 est montée en parallèle avec la canalisation de distribution 31a au moyen d'une canalisation de commande 35. La soupape de commutation 34 est connectée au moyen d'une canalisation 36, à une soupape à tiroir à ressort de tarage 37 qui constitue un premier capteur de pression de fluide. La soupape 37 est connectée à la canalisation de distribution 31a et est connectée par une canalisation 36a à la canalisation de distribution 31b et par des canalisations 38 et 39 aux canalisations de distribution 32b et 32a alimentant respectivement le vérin de bras plongeur 18. La canalisation de distribution 32a du vérin du bras plongeur est connectée par une canalisation de commande 40 à la soupape de commutation 34 et la soupape de commutation 34 est connectée par une canalisation 41 à une deuxième soupape-à tiroir ji ressort taré 42 qui sert de deuxième capteur de pression de fluide. La soupape 42 est connectée par des canalisations 43 et 44 respectivement aux canalisations 38 et 39. La soupape 42 est connectée aussi par des canalisations 45 et 46 aux canalisations de distribution 33a et 33b du vérin de poutre 17. Une soupape de surpression 47 est branchée sur la canalisation de distribution 31a allant au vérin de godet 19. La soupape de commutation 34 est munie d'organes de commande manuelle 48 permettant de choisir manuellement la position de cette soupape pour éliminer, si on le désire, le fonctionnement automatique du système. Une soupape de retenue 49 est montée sur la canalisation de liaison entre la canalisation de distribution 32a et la canalisation 44, tandis qu'une autre soupape de retenue 50 est prévue sur la canalisation 46. Le fonctionnement de ce système de commande est alors le suivant. On manoeuvre l'organe de commande manuelle 31 du godet pour commander le fonctionnement du vérin du godet, ctest-à-dire pour obliger la tige de piston 22 à se déployer à l'intérieur du cylindre du vérin ae manière à obliger le godet 15 à pivoter dans le sens contraire de celui des aiguilles d'une montre (sur la figure 1), pour commencer à creuser. Ainsi la commande 31 de godet amène le fluide à s'écouler à travers la canalisation de distribution 31a à l'intérieur de la chambre A du vérin de godet 19, pour obliger la tige de piston 22 à se mouvoir vers l'extérieur de cette chambre. Le fluide qui se trouve dans la chambre B du vérin de godet est obligé de passer à travers la canalisation de distribution 31b pour revenir à la soupape de commande principale 30. Le fluide qui se trouve dans la canalisation de dis tribu tion 31a traverse aussi la canalisation de commande 35 lorsque la pression à l'intérieur de la chambre A du vérin de godet 19 atteint une valeur prédéterminée, donc que la pression du fluide dans la canalisation de commande 35 atteint aussi cette valeur. En supposant que la soupape de commutation 34 a été manoeuvrée pour sélectionner le fonctionnemant automatique, la soupape de commutation 34 connecte la canalisation de commande 35 à la soupape à tiroir 37 à travers la canalisation 36.Le fluide sous pression qui se trouve dans la canalisation 36 agit sur le tiroir de la soupape 37 et met en mouvement le tiroir à l'encontre de la force exercée par son ressort taré lorsque la pression à l'intérieur de la chambre A du vérin de godet atteint la valeur prédéterminée précitée et actionne ainsi la soupape 37 de manière à l'obliger à laisser passer le fluide qui se trouve dans la canalisation 31a,à traverser la soupape 37 pour aller dans la canalisation 39 tout en maintenant la pression qui règne dans la-chambre A du vérin de godet. Le fluide arrivant à la soupape 37 à travers la canalisation d'alimentation 31a quitte la soupape 37 à travers la canalisation 39 et pénètre dans la canalisation 32a allant à la chambre A du vérin de bras plongeur 18 à travers la soupape de retenue 49. Le fluide qui se trouve dans la chambre B du vérin du bras plongeur 18 quitte la chambre B à travers la canalisation 32b et ensuite pénètre dans la canalisation 38 et est déversé par la soupape 37 à travers la canalisation 36a allant à la canalisation de distribution 31b du vérin du godet. Dans ces conditions, lorsque la pression à l'irtérieur de la chambre A du vérin de godet 19 atteint une valeur prédéterminée, le vérin du bras plongeur 18 est branché en parallèle avec le vérin du godet 19 et ainsi une partie du fluide alimente la chambre A du vérin du godet 18, le bras plongeur 13 étant ainsi amené à pivoter autour de son axe 14 tandis que la pression à l'intérieur du vérin du godet 19 est maintenue, assurant ainsi la position du vérin du godet 19. Lorsque la pression du fluide à l'intérieur de la chambre A du vérin du bras plongeur 18, et de ce fait aussi la pression du fluide à l'intérieur de la chambre A du vérin du godet 19,,at- teint une valeur prédéterminée, le fluide qui se trouve dans la canalisation de commande 40 est à la même'pression, de valeur prédéterminée, et la soupape de commutation 34, à condition qu'on suppose qu'elle est placée en position correspondant au fonctionnement automatique, amène le fluide à travers la canalisation 41 à la soupape à tiroir 42 et fait mouvoir le tiroir de celle-ci à ltencontre de la force exercée par son ressort taré, lorsque la pression atteint la valeur prédéterminée précitée, pour connecter les canalisations 43 et 44 respectivement aux canalisations 45 et 46.On remarque donc que les soupapes à tiroir 37 et 42 agissent respectivement comme premier et deuxième capteurs de pression du fait qu'elles laissent tasser le fluide qui les alimente lorsque la pression de fluide agissant sur les tiroirs, qui leur arrive respectivement à travers les canalisations 36 et 41, atteirt une valeur prédéterminée. La soupape 42 amène ainsi le fluide à travers la canalisation 46, à travers la soupape de retenue 50, à la canalisation de distribution 33b alimentant le vérin de poutre 17 de manière que le fluide pénètre dans la chambre B du vérin de poutre 17. Ceci se produit uniquement lorsque la valeur prédéterminée de la pression est atteinte et est maintenue dans le vérin de godet et dans le vérin de bras plongeur qui, de ce fait, maintient les tiroirs des soupapes 37 à 42 à l'encontre de la force exercée par leurs ressorts tarés comme on l'a décrit ci-dessus. Le fluide qui se trouve à l'intérieur de la chambre A du vérin de poutre 17 passe à travers la canalisation 33a et à l'intérieur de la canalisation 45, à travers la soupape 42 et à l'intérieur de la canalisation 38, à travers la soupape 37, à travers la canalisation 36a et finalement à l'intérieur de la canalisation de distribution 31b alimentant le vérin de godet 19. Dans ces conditions, lorsque la pression à l'intérieur de la chambre A du vérin de bras plongeur 18 atteint une valeur prédéterminée, le vérin de bras plongeur 18 est connecté en parallèle avec le vérin de poutre 17 et le fluide qui arrive au vérin de bras plongeur 18 est amené à la chambre B du vérin de poutre 17 et dans ces conditions la poutre commence à pivoter autour de l'axe par lequel elle est articulée à l'ensemble de pieds supports d'an- crage 10. La valeur prédéterminée de la pression que détectent les soupapes 37 et 42 et qui les met en action peut être ajustée à différentes valeurs en munissant les soupapes de dispositifs faisant varier la tension du ressort agissant sur le tiroir de celles-ci ou par tout autre moyen approprié. Lorsque la soupape de commutation 34 est dans la position correspondant à la commande manuelle, les les canalisations de comman- de 41 et 36 sont mises en communication avec le réservoir de fluide et, de ce faits les soupapes 37 et 42 sont inopérantes. Elles maintiennent séparées les canalisations de commande 31a > 31b, 3Qa, 32b et 33a, 33b, qui peuvent être soumises individuellement à l'action de chacun des organes de commande 31, 32 et 33. I1 y a lieu de noter, dans ces conditions, que, lorsque l > o- pérateur met en action le vérin de commande 19 en manoeuvrant l'organe de commande 31, une opération complète de creusement se trouve déclenchée automatiquement avec un début de mouvement du bras plongeur et de la poutre, se produisant à l'instant convenable sans nécessiter aucun réglage, ni aucune intervention même de l'o pérat eur-. Bien que le fonctionnement automatique des trois vérins ait été décrit ci-dessus, il y a lieu d'observer qu'on peut, si on le désire, assurer le fonctionnement automatique de deux vérins seulement ; par exemple le vérin de bras plongeur peut être amené à faire démarrer le fonctionnement suivant automatiquement celui du vérin de godet, d'une manière décrite précédemment, tandis que le vérin de poutre peut être actionné manuellement. Cela entraîne à modifier le système de contrôle en supprimant la soupape 42 et la canalisation qui la dessert. A titre de variante, le vérin de poutre peut être actionné automatiquement après le fonctonnement du vérin de bras plongeur, le vérin de godet étant actionné séparément. I1 y a lieu toutefois de noter que le mode de réalisation préférentiel des trois vérins est de les actionner automatiquement selon la séquence décrite ci-dessus. Dans une variante de l'invention, le bras plongeur est ac tisonné le premier et en prévoyant des canalisations appropriées, le fonctionnement automatique du vérin de godet et ensuite celui du vérin de poutre peuvent se poursuivre. Cette variante peut être aisément complétée avec le circuit décrit ci-dessus à propos de la figure 2, rien qu'en connectant les canalisations 31a, 31b au vérin de bras plongeur 18 au lieu de le connecter au vérin de godet 19 et en connectant les canalisations 32a, 32b au vérin de godet 19 au lieu de les connecter au vérin de bras plongeur. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation, de ses diverses parties ayant été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1.- Excavateur du genre à godet travaillant à la manière d'une pioche comportant une poutre pivotante montée par son extrémité inférieure sur un tracteur ou un véhicule analogue et se déplaçant dans un plan vertical, un bras plongeur pivotant monté par son extrémité supérieure sur l'extrémité supérieure de la poutre et se déplaçant dans un plan vertical, un godet pivotant montéàl'extrémité inférieure du bras plongeur précédent et se déplaçant dans un plan vertical, des vérins hydrauliques étant prévus pour les manoeuvres de la poutre, du bras plongeur et du godet et étant montés respectivement entre la poutre et le tracteur, entre la poutre et la première extrémité du bras plongeur et entre le bras plongeur et le godet pour provoquer le pivotement de celui-ci, lequel excavateur est caractérisé en ce qu'il est prévu un système de commande comportant un premier ensemble d'alimenta; tion en fluide fournissant du fluide sous pression à l'un des vérins précités, un premier capteur de pression de fluide agencé pour entrer en action lorsque la pression du fluide dans ce vérin atteint une valeur prédéterminée, pour fournir alors du fluide à un deuxième ensemble d'alimentation en fluide agencé pour fournir du fluide sous pression à un deuxième des vérins précités. 2.- Excavateur à godet travaillant à la manière d'une pioche, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de commande comprend un deuxième capteur de pression de fluide agencé pour entrer en action, lorsque la pression du fluide, dans le deuxième vérin, atteint une valeur prédéterminée, pour fournir du fluide à un troisième ensemble d'alimentation en fluide agencé pour fournir du fluide sous pression à un troisième des vérins précités. 3.- Excavateur à godet travaillant à la manière d'une pioche, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier vérin est celui de godet, le deuxième celui du bras plongeur et le troisième de la poutre. 4.- Excavateur à godet travaillant à la manière d'une pioche, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le preinier vérin est celui du bras plongeur, le deuxième celui du godet et le troisième celui de la poutre. 5.- Excavateur à godet travaillant à la manière d'une pioche, selon lrune quelconque au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de commande comprend des dispositifs assurant la manoeuvre individuelle d'au moins un des vérins. 6.- Excavateur à godet travaillant à la manière d'une pioche, selon l'une quelconque au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier des capteurs de pression précités est mis en action pour mettre en parallèle le deuxième et le premier ensembles d'alimentation en fluide précités. 7.- Excavateur à godet travaillant àla manière d'une pioche, selon la revendication 6 s'il satisfait à la revendication 29 ou selon l'une quelconque au moins des revendications 3 à 5 s'il ne satisfait pas à la revendication 2, caractérisé en ce que le deuxième capteur de pression de fluide est mis en action pour mettre en parallèle le troisième et le deuxième ensembles d'alimentation en fluide précités. 8.- Excavateur à godet travaillant à la manière d'une pioche, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le, ou chaque, capteur de pression de fluide comporte une soupape à tiroir à ressort de tarage, dont le tiroir ou le tiroir de chacune, est agencé pour être poussé contre le ressort de tarage par la pression appliquée sur le tiroir par le fluide arrivant par une canalisation de commande connectée en parallèle avec l'ensemble d'alimentation en fluide qui alimente le vérin dans lequel la pression du fluide doit être captée. 9.- Excavateur à godet travaillant à la manière d'une pioche, selon la revendication 8, caractérisé en ce que la, ou chaque, canalisation de commande allant à la, ou à chaque, soupape à tiroir est connectée à la canalisation allant au vérin correspondant, à travers une soupape de commutation qui peut être manoeuvrée de manière à connecter la, ou chaque, soupape à tiroir à la canalisation d'alimentation correspondante ou, en variante, de manière à connecter la canalisation de commande, ou les canalisations de commande allant à la, ou à chaque, soupape à tiroir à un réservoir de fluide du système d'alimentation.