Brevet FR2253880A1 — publié le 19750704

la présente invention concerne les excavateurs et notamment l'équipement opératoire d'un excavateur à roue. Il est plus avantageux d'appliquer la présente invention à l'équipement opératoire d'un excavateur à roue de grande puissance, dont la productivité dépasse 3000 m3/h, mais il est possible de l'appliquer également aux excavateurs à roue de puissance moyenne ct petite, dont la productivité varie entre 100 et 400 m3/h. L'équipement opératoire connu de l'excavateur à roue comporte une flèche sur la tête de laquelle est montée une roue-pelle et un moteur à transmission mécanique qui relie l'arbre du moteur à la roue. C'est ainsi qu'on a conçu l'équipement opératoire des excavateurs à roue des modèles "KV 300" et "K 900" de l'usine "Unicovske stroini" (hST), et ceux de la compagnie "Lauhgammerverk" (KDA), et aussi des modèles "SRs 1200" et "SRs2400", dont la roue-pelle est disposée sur l'arbre de sortie d'un réducteur à plusieurs trains d'engrenages à dentures droites. L'équipement opératoire susmentionné des excavateurs à roue est caractérisé par un certain nombre d'inconvénients. Les inconvénients principaux sont le grau: encombrement et le poids élevé des réducteurs à plusieurs trains d'engrenages à dentures droites. En plus, lesdits réducteurs sont caractérisés par un rendement médiocre, et pour réduire le nonbre de tr:.ins il est nécessaire de faire appel t un moteur lent, dont le poids est beaucoup plus élevé que celui d'un moteur rapide. L'augmentation cu poins de 1 tête de la flèche de l'excavateur conduit a une élévation considérable du poids de l'excavateur tout entier. Parmi les inconvénients de l'éouipement opératoire des excavateurs à roue, il convient de noter aussi Que la roue-pelle taillant le sol 5Lit des oscill tions importantes ducs a la rigidité levée de sa transmission mécanique, ce qui influe nuisiblement sur la force et les angles de coupe et réduit, par conséquent, la productivité de la machine. Cn connuît des tentatives visant à supprime lesdits inconvénients par la méalisation de la transmission mécanique sous forme d'un réducteur à train épicycloïdal, ainsi que l'utilisation d'accouplements de sécurité (par exemple, dans l'équipement opératoire de l'excavateur à roue "Sch Rs 1000" de la compagnie "Kurpp" (RFA). Toutefois, lesdites solutions n'ont pas assuré un amortissenent sensible des oscillations de la roue. En plus, au cas où on fait appel à des moteurs rapides (par exemple à des moteurs hydrauliques) qui nécessitent des réducteurs à rapports de démultiplication élevés (supérieurs à 100), le réducteur à train, épicycloïdal a un encombrement important et un petit rendement et, d'autre part, des charges dynamiques importantes sont appliquées sur les éléments de l'équipement de l'excavateur. Le but de la présente invention consiste à supprimer les inconvénients susmentionnés. L'on s'et donc proposé de mettre au point un équipement opératoire pour excavateur à roue, dans lequel la commande de la roue-pelle serait conçu de manière à permettre de réduire son poids et son encombrement, tout en augmentant le rendement et la productivité de l'excavateur tout entier. Ce problème est résolu par la mise au point d'un équipement opératoire comportant une flèche avec une tête sur laquelle est montée une roue-pelle, et un moteur comportant une transmission mécanique reliant l'arbre du moteur à la roue--pelle. Conformément à l'invention, la transmission mécanique est réalisée au moyen d'un réducteur d'ondes, dont le carter est fixé sur la roue, son arbre étant cinématiquement relié à l'arbre du moteur par l'intermédiaire d'un générateur d'ondes qui est monté dans une roue souple coopérant avec la roue dentée rigide. Cette solution permet de réduire les cotes d'encombrement de la commande delaroue et d'élever son rendement et d'amortir, en plus, les oscill-tions de la roue-pelle lors du taillage du sol gracie au montage d'une roue souple dans le réducteur d'ondes ce qui se traduit par un accroissement de la roductivité Le l'excavateur tout entier. Le réducteur d'ondes contribue en outre à la réduction des charges dynamiques sur les éléments de l'équipement opératoire, ce qui augmente s fiabilité. Conformément à l'une des versions possibles de réalisation de l'invention, en cas de montée de la roue-pelle sur la tête de la flèche sur deux paliers disposés de part et d'autre de la roue-pelle, la roue dentée rigide du réducteur d'ondes est montée sur l'un desdits paliers, tandis que la roue souple est reliée au carter du réducteur, la liaison cinématique entre l'arbre du générateur d'ondes et l'arbre du moteur fixé extérieurement sur l'autre palier étant réalisée à l'aide d'un accouplement à engren Cette solution permet de réduire les éléments d'appui de la tête, nécessaires à la fixation du réducteur, et de diminuer ses cotes d'encombrement. Te réducteur d'ondes incorporé dans la roue de l'excavateur n'empêche pas, dans ce cas, de disposer un alimentateur dans la roue-pelle. Conformément à une autre version possible de réalisation de l'invention, au cas où la roue-pelle est montée en torte-à- faux sur un axe creux fixé sur la tête de la flèche sous un certain angle par rapport à l'axe de la flèche. Le moteur-est fixé du côté opposé de la tête de la flèche, tandis que le réducteur d'ondes est monté à l'extérieur de la roue-pelle et l'arbre de son générateur d'ondes est relié à l'arbre du moteur par l'intermédiaire d'un accouplement à engrenaJ:e logé à l'intérieur de l'axe creux. la solution précitée permet de réduire les cotes d'encomrement de la tête de la flèche, d'élever la fiabilité du montage de la roue-pelle sur elle et de réduire le poids de l'équipement opératoire et de la machine toute entière zanis les deux versions précitées, il est avantageux de relier la roue souple au carter du réducteur par l'intermédiaire de l'accouplement à engrenage, ce qui diminue l'influence des erreurs technologiques sur la répartition des charges sur la roue souple et simplifie les opérations de montage et de démontage du réducteur. I1 est possible ée relier la roue souple au carter du réducteur à l'aide d'amortisseurs. Cela permet de réduire la variation des forces et des angles de coupe de la roue-yelle et des charges dynamiques sur les éléments de la machine et, par conséquent, d'élever la productivité et la fiabilité de la machine. La roue dentée rigide peut etre montée avec possibilitéde déplacements radiaux par rapport à l'arbre du moteur. Grâce à cela, il est possible de supprimer les liaisons passives dans la transmission, de réduire l'influence des-erreurs technologiques sur-le fonctionnement du réducteur et d'élever sa fiabilité. I1 est avantageux, au cas où la roue-pelle est montée en porte-à-fux, de réaliser la roue souple sous forme -~'un jeu d'éléments élastiques reliés entre eux consécutivement et engagés coaxialement l'un dans l'autrn, l'extrémité libre de l'élément extérieur étant reliée à la roue-pelle, tandis que l'extrémité libre de l'élément intérieur est pourvue d'une couronne dentée s'engrenant avec la roue dentée rigide accourlée à l'axe creux. Cette solution permet de réduire davantage la cote d'encombrement de l'équipement opératoire suivant l'axe de la roue-pelle, ce ui, a son tour, permet de rapprocher la rouepelle de la taille et d'augmenter également le rendement du réducteur, car la déformation des éléments élastiques décroît lors du passage d'un élément à l'autre jusqu'à l'endroit de la liaison avec la roue-pelle, ce cui contritue à la réduction des pertes d'énergie à cet endroit. Les éléments élastiques de la roue souple peuvent être réalisés sous forme d'enveloppes cylindriques et coniques. Cela permet de simplifier la technologie de fabrication des éléments de li roue souple et de fabriquer lesdites enveloppes par soudage de tôles. On donne ci-après la description de plusieurs versions non limitatives de réalisation de l'invention, avec références aux dessins annexés qui représentent: - la figure 1, une vue schématique d'ensemble de l'équipement opératoire de l'invention, comportant une rouepelle montée sur la tête de la flèche sur deux paliers, et un réducteur d'ondes incorporé dans la roue-pelle (avec coupe axiale partielle - la figure 2 représente une vue d'ensemble de l'équipement opératoire de l'invention, comportant une rcuepelle montée sur la tête de la flèche en porte-à-faux, et un réducteur d'ondes monté ? l'extérieur de la roue-pelle (en coupe) - la figure 3, idem, avec un réducteur d'cndes dont la roue souple est réalisée sous forme d'un enveloppe cylindrique élastique montée à l'intérieur de l'enveloppe conique élastique (en coupe) - la figure 4, une vue identique à la figure ", avec la roue souple du réducteur d'ondes réalisé sous forme de deux enveloppes c-oniaues élastiques rentées entre deux enveloppes cylindriques (en coupe) L'équipement opératoire de l'excavateur à roue comporte une flèche 1 (figures 1 et 2) ont la tête porte une roue-pelle entraînée en rotation à partir de l'arbre 3a du moteur 3 par l'intermédiaire d'une transmission mécanique réalisée, conformément a lVinvention, sous forme d'un réducteur d'ondes avec un générateur d'ondes 4 de conception connue quelconoue, montée à l'intérieur de la roue souple 5 qui est en prise avec la roue dentée rigide 6. Au cas où la roue-pelle > est montée sur deux paliers la et 7 (figure 1) disposés de part et d'autre de la roue-pelle 2, le réducteur d'ondes, conformément à l'invention, est incorporé dans la roue-pelle 2. L'arbre 3a du moteur 3 et l'accouplement à engrenage 8 reliant ledit arbre à l'arbre 4a du générateur d'onde 4 sont logés dans un canal 7a pratiqué dans le palier 7 de la rouepelle 2. Grâce à cette liaison, le générateur d'ondes 4 est susceptible de déplacements radiaux par rapport à l'arbre 3a du moteur 3. La roue dentée rigide 6 du réducteur d'ondes est fixée sur le second palier 1a de la roue-pelle ", tandis que la roue souple 5 est accouplée au carter du réducteur, qui est fixé sur la roue-pelle ?. La liaison de la roue souple 5 au carter a du réducteur se fait par l'intermédiaire de l'accouplement à engrenage 10 et d'amortisseurs 1. au cas où la roue-pelle 2 est montée en porte-à-faux sur la tête de la flèche sur un axe creux 12 (figure 2), le réducteur d'ondes, conformément à l'invention, est monté à l'extérieur de la roue-pelle 2 et son carter 9 est fixé sur la roue-pelle ', tandis que le moteur 3 est fixé sur l'axe creux 12 de l'autre côté de celui-ci. La roue souple 5 est relie, dans ce cas, à l'axe creux 12 par l'intermédiaire de l'accouplement à engrenage 10 et d'amortisseurs 11, tandis aue la roue rigide 6 est lorée dans le carter 9 du réducteur et reliée rigidement @ celui-ci. L'angle entre les axes géométriques de l'axe creux t2 et de la flèche 1 (sur les figures 2 à 4, il est égal à @0 ) est choisi de manière à assurer un angle optimal de la rouepelle 2 par rapport à la taille, ainsi au'un déchargement optimal des godets de la roue-pelle L'arbre 3a du moteur 3 et l'arbre 4a du générateur d'ondes 4, relié à l'arbre 3a par l'intermédiaire de l'accouplement à n grenage 8, sont logés librement dans la cavité 12a de l'axe 12. La roue dentée rigide G peut être montée avec possibilité de déplacements radiaux par rapport à l'arbre 3a du moteur 3, grâce à la présence d'accouplements à engrenage (non représentés). Au cas où la roue-pelle est montée sur la tête de la flèche 1 en porte-à-faux, la roue souple 5 peut être réalisée sous forme d'un jeu d'éléments élastiques 13 et 13a reliés entre eux consécutivement et engagés coaxialement l'un dans l'autre (figures 3 et 4), une extrémité libre des élements extérieurs 13 étant reliée à la roue-pelle 5 par l'intermédiaire des dampers 11, tandis que l'extrémité libre des éléments intérieurs 13a est pourvue d'une couronne dentée s'engrenant avec la roue dentée rigide @ qui est fixée sur l'axe creux @@. @@ns ce cas, le carter @ du réducteur est réalisé sous forme d'un capot 14 parois fines réalisé à partir d'une matière pl stique et du caoutchouc, prévenant le risque de pénétration de poussière et de crasse dans le réducteur et servant de réservoir pouor le b in d'huile. Les éléments élastiques 13 et 1@a de la roue souple 5 peuvent être réalisés tant sous forme d'envcloppes conique que sous forme d'enveloppes cylindriques soudés à partir de tôles d'acier. Ainsi, par exemple, on a représenté sur la figure 3 un élément élastique extérieur 13 relié à la roue-pelle 2 et réalisé sous forme d'une enveloppe conique, tandis que sur la figure 4 sont représentés l'élément extérieur 13 et l'élément intérieur 13a, réalisés sous forme d'enveloppes cylindriques entre lesquelles sont disposés deux éléments élastiques intermédiaires 13b réalisés sous forme d'enveloppes coniques. Le moteur 3 peut être également monté non sur la tête de la flèche 1, nais a voisinage du pied de la flèche 1. lors, la liaison cinématique entre l'arbre 3a du moteur 3 et le générateur d'ondes peut être réalisée par exemple à l'aide d'un réducteur conique (non représenté), monté sur l'axe creux 12, l'arbre d'entrée du réducteur conique étant relit à l'arbre du moteur 3, tandis ou l'arbre de sortie est engagé à travers la cavité 12a de l'axe 12 et relié à l'arbre ta du '&num;n"rateur 4. Dans toutes les versions de réalisation décrites, l'équipement opératoire e l'excavateur à roue fonctionne de la manière suivante. Quand le moteur 3 est mis en marche, sa rotation est transmise de son arbre 3a, par l'intermédiaire de l'arbre 4a, au générateur d'ondes 4 qui déforme la roue souple 5 transmettant la rotation à la roue dentée rigide 6, d'où la rotation est transmise à la roue-pelle 2. Le couple moteur de réaction est appliqué à la tete de la flèche 1, tandis que le couple moteur actif est transmis la la roue-pelle 2 qui réalise le taille du sol. Bien entendu, l'invention n'est nullerent limitée aux modes de réalisation décrats et représentés qui n'ont été donnés qutà titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituants des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Equipement opératoire d'un excavateur à roue, du type comportant une flèche avec une tête sur laquelle est montée une roue-pelle, et un moteur pourvu d'une transmission mécanique reliant son arbre à la roue-pelle, caractérisé en ce que ladite transmission mécanique est réalisée au moyen d'un réacteur d'ondes, dont le carter est fixé sur la rouepelle et dont le générateur d'ondes, monté dans une roue souple coopérant avec une roue dentée rigide, est relié cinématiquement par son arbre à l'arbre du moteur. 2. dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas où la roue-pelle est montée sur la tête de la flèche sur eux paliers disposés de part et d'autre de la roue-pelle, la roue dentée rigide du réducteur d'ondes est montée sur l'un desdits paliers, tendis que la roue souple est reliée au carter du réducteur, la liaison cinématique entre l'arbre du générateur d'ondes et l'arbre du moteur fixé extérieurement sur l'autre palier étant assurée par un accouplement denté disposé dans un canal percé dans ledit autre palier de la roue-pelle. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas où la roue-elle est montée en porte-àfaux sur un axe creux fixé sur la tette de la flèche sous un certain angle par rapport à l'axe de la flèche, le réducteur d'ondes est monté à l'extérieur de la roue-pelle, tandis que le moteur est fixé sur l'autre extrémité dudit axe creux, la liaison cin matique entre l'arbre du générateur d'ondes et l'arbre du moteur étant assurée par un accouplement à engrenage logé à l'intérieur de l'axe creux. t. dispositif suivant l'une des reveniications 5 et 3,- caractérisé en ce cue la roue souple est relise au carter du réducteur par l'intermédiaire d'un accouplement à engrenage. 5. Dispositif suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé er ce oue la roue souple est reliée au carter du réducteur par l'intermédiaire d'amortisseurs. 6. dispositif suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la roue dentée rigide est montée avec possibilité de déplacements radiaux par rappot à l'arbre du moteur. 7. Dispositif suivant @@@@ @@@tion 3, caractérisé en ce que la roue souple est réalisée sous forme d'un assemblage d'élments élastiques reliés entre eux consécutivement et engagés coaxialement l'un dans l'autre, l'extrémité libre de l'élément élastique extérieur étant reliée à la roue-pelle, tandis que l'extrémité libre de l'élément élastique intérieur étant pou vue d'une couronne dentée s'engrenant avec la roue dentée rigide qui est accouplée à l'axe creux. 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce oue les éléments élastiques précités de la roue souple sont réalisés sous forme d'enveloppes cylindriques et coniques.