Brevet FR2297290A1 — publié le 19760806

lia présente invention se rapporte aux machines mobiles ou déplaçables, portant un ou plusieurs ensembles de travail et dotées d'un poste de conduite portant l'opérateur, telles que les machines de terrassement et les machines analogues, bien qu'elle soit applicable de façon générale à tous engins comportant un.tel poste de conduite. Les machines du type susmentionné se déplacent ou travaillent en se déplaçant sur des chénilles ou sur des roues et elles ne comportent pas de suspension. Lorsqu'elles travaillent sans se déplacer, elles reposent simplement sur le sol par leurs chenilles par leurs roues, ou par des appuis rigides tels que stabilisateurs, plate-formes, etc... Le poste de conduite de ces machines est soumis à des accélérations, des oscillations, des chocs et des vibrations dont les origines sont multiples et qui peuvent résulter, entre autres, d'un déplacement sur route ou sur terrain varié, d'oscillations peu armoties dues à l'élasticité des bandages pneu matiques, du travail des outils, des jeux et de l'élasticité du châssis et de l'équipement de travail, des vibrations et des bruits des mécanismes et du moteur, du soulèvement de certains appuis ou de la chute des appuis sur le sol, etc.... On conçoit que l'opérateur est plus ou moins soumis à ces accélérations et qu'il en résulte une forte augmentation de la fatigue lors de la conduite de la machine. Pour tenter-de remédier partiellement à cet inconvénient, il est usuel d'équiper le siège de conduite de la machine de ressorts associés parfois à un amortisseur hydraulique ou oléopneumatique. Toutefois, même ainsi équipés, ces sièges ne possèdent qu'un seul degré de-liberté et ne peuvent atténuer que la composante verticale des accélérations. De plus, leur course de suspension est limitée, afin que l'opérateur puisse conserver les pieds sur les pédales et les mains sur les leviers de comman- de. Pour ces raisons, l'efficacité de cette suspension des sièges est insuffisante dans la majorité des cas. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités d'une manière beaucoup plus complète que cela n'est le cas avec la solution habituellement utilisée. Un autre but est de créer un poste de conduite capable d'atténuer pour ltopérateur les oscillations résultant du déplacement ou du tramail de la machine, en ce qui concerne à la fois leurs composantes verticales et leurs composantes horizontales longitudinales. Un autre but encore est de réaliser un posté de conduite agencé de façon à permettre des courses de suspension suffisantes pour atténuer les oscillations, tout en laissant à l'opérateur le contrôle précis des différentes commandes. Un autre but est également de réaliser un agencement de poste de conduite capable de filtrer pour l'opérateur les vibrations de fréquences moyennes et élevées dans les trois directions, d'une manière atténuant la transmission des bruits de la machine. L'invention est matérialisée dans un poste de conduite à suspension bidimensionnelle pour machines mobiles ou déplaçables, notamment pour machine de terrassement et machines analogues, caractérisé en ce que ce poste de conduite comprend une armature intérieure supportant le plancher du poste de conduite, le ou les pupitres de commande, le siège de l'opérateur et les autres dispositifs pouvant être prévus, une armature extérieure rigide et résistante entourant au moins partiellement cette armature intérieure et fixée rigidement au châssis de la machine, et des éléments élastiques tels que des plots ou éléments équivalents, interposés entre ces deux armatures et agissant comme attaches de l'armature intérieure sur l'armature extérieure, ces éléments élastiques étant disposés de façon à présenter une déformabilité préférentielle dans les directions verticale et horizontale longitudinale relativement à la machine. Suivant une disposition avantageuse, les éléments élastiques sont disposés autour de l'armature intérieure du poste de conduite et sont aussi éloignés que possible du centre de gravité de cette armature intérieure et des dispositifs qu'elle supporte, y compris le poids d'un opérateur de poids moyen, la répartition de ces éléments élastiques étant telle que le centre de gravité des points d'attache qu'ils représentent soit sensiblement confondu avec le centre de gravité de l'armature intérieure. Les éléments élastiques ou plots utilisés peuvent être en élastomère ou tout autre matériau équivalent. Ils présentent judicieusement, suivant une réalisation préférée, une longueur supérieure à leur dimension transversale et ils sont alors orientés transversalement par rapport à la machine, de façon à travailler principalement au cisaillement lors de l'atténuation de la transmission des oscillations verticales et horizontales de la machine au poste de conduite. Le nombre des éléments ou plots élastiques est varia bîCa Ainsi, on peut disposer par exemple trois plots élastiques sensiblement dans le plan longitudinal médian du poste de conduite, selon une répartition fournissant la coIncidence des centres de gravité indiquée ci-dessus, ou bien on peut également prévoir en chaque point de suspension de l'armature intérieure -deux- plots élastiques en principe alignés dans le sens transversal de la machine, ce qui fournit ainsi quatre ou six points de suspension élémentaires. Un nombre plus grand de plots est également utilisable. On comprendra que les éléments élastiques assurent ainsi une atténuation efficace de toutes les oscillations verticales ou horizontales longitudinales autrement transmises au poste de conduite. En outre, des éléments ou plots élastiques disposés comme indiqué précédemment fournissent, en travaillant à la compression, une atténuation des vibrations à haute ou moyenne fréquence dans le sens transversal, ce qui améliore encore les conditions de travail de l'opérateur. Suivantune autre particularité de l'invention, des éléiets amortisseurs hydrauliques ou oléopneumatiques par exemple, actifs ou passifs, peuvent être prévus entre l'armature intérieure et l'armature extérieure, ces amortisseurs étant de préférence fixés sur ces armatures par l'intermédiaire de rotules ou d'articulations élastiques. Ces amortisseurs sont de préférence au nombre de deux, afin d'agir sur les composantes de suspension verticales et horizontales longitudinales, et ils sont avantageusemknt disposés de telle sorte que les prolongements de leurs axes se coupent au moins sensiblement au centre de gravité de l'armature intérieure du poste de conduite tel que défini précédemment. Selon une disposition paraissant préférable pour l'obtention d'une meilleure atténuation des oscillations, les axes de ces amortisseurs forment entre eux un angle de 90- environ. On peut également utiliser des paires d'amortisseurs présentant la disposition définie ci-avant. Ainsi, les amortisseurs complètent l'atténuation des oscillations engendrées par la machine dans le plan vertical lonqitudinal de celletci. Si désiré, la suspension peut être complétée par au moins un élément à haute élasticité travaillant à la compression ou à la traction, placé au-dessous ou au-dessus du poste de conduite, de façon à éviter que les éléments ou plots élastiques soient sollicités au cisaillement lorsque l'ensemble est soumis simplement à l'accélération de la pesanteur. L'invention concerne également les machines équipées d'un poste de conduite de ce type. La description qui va suivre, faite en regard du dessin schématique annexé, donné à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La fig. 1 est une vue schématique de face d'une cabine formant poste de conduite suspendue en trois points. La fig. 2 est une vue schématique de profil correspondant à la fig. 1. La fig. 3 est une vue de l'arrière d'une cabine suspendue en quatre points. La fig. 4 est une vue de profil correspondante. La fig. 5 est une vue de profil d'une cabine suspendue en six points. Si lton se reporte tout d'abord aux fig. 1 et 2, on voit qu'on a représenté schématiquement en 1 un poste de conduite qui peut être constitué ici par une cabine fermée, par exemple vitrée. Seul le contour de la cabine, correspondant à l'armature intérieure du poste de conduite, formée de tubes ou barres et de parois, a été indiqué. La référence 2 désigne l'armature extérieure rigide et résistante du poste de conduite, qui est fixée rigidement sur le châssis de la machine, indiqué en 3. Cette armature extérieure est constituée ici par des poutres en caisson 4, réunies par des traverses 5. Cette armature extérieure 2 entoure l'armature intérieure ou la cabine 1 sur trois côtés On voit sur les fig. 1 et 2 que la cabine 1 porte des pattes 6 orientées vers l'armature extérieure 2 et que celle-ci porte de son côté des pattes 7 orientées vers les pattes 6 de la cabine. Des plots élastiques 8 sont disposés entre les pattes en regard de la cabine 1 et de l'armature extérieure 2. Comme indiqué, ces plots 8 ont une longueur supérieure à leur dimension transversale et ils sont orientés transversalement par rapport à la machine, de sorte qu'ils travaillent au cisaillement pour l'absorption des composantes verticales et horizonta les longitudinales. Dans le cas présent, il est prévu trois plots 8 placés respectivement au-dessus, au-dessous et à l'arrière de la cabine 1. On voit sur la fig. 2 que ces plots 8 sont répartis en triangle, et comme indiqué en pointillé les médianes du triangle imaginaire ainsi formé se coupent au point G, qui est le centre de gravité de la cabine 1, y compris les dispositifs et appareils qu'elle renferme et compte tenu également du poids d'un opérateur dê poids moyen. On voit en outre à l'examen de la fig. 1 que les plots supérieur et inférieur 8 sont placés de part et d'autre du plan longitudinal médian de la cabine, indiqué par P et passant par le-centre de gravité G. Ainsi, les efforts engendrés par les oscillations de la machine sont répartis uniformément sur les trois plots 8, ce qui permet d'obtenir une atténuation optimale de ces oscillations Le dispositif de suspension représenté sur les fig. 1 et 2 comporte en outre deux amortisseurs hydrauliques 9 prévus entre la cabine 1 et l'armature extérieure 2 et reliés à elles par des articulations à rotule 10. Comme visible sur la fig. 2, un-amortisseur est disposé à la partie inférieure de la cabine 1 et un autre à l'arrière de cette cabine. On voit en outre à l'exa men de la fig. 2 que les prolongements imaginaires 11 des axes longitudinaux des amortisseurs 9 se coupent au centre de gravité G de la cabine, en formant entre eux sensiblement un angle droit. Cette disposition assure un amortissement optimal des composantes de forces verticales et horizontales. Les vibrations transversales de la machine sont atténuées par les plots 8, qui travaillent alors à la compression. Ainsi, Xe dispositif prévu suivant l'invention assure une absorption optimale des oscillations dans le sens vertical et dans le sens longitudinal de la machine, par une suspension de la cabine relativement à l'armature extérieure dans des conditions telles que cette cabine soit chaque fois équilibrée autour de son centre de gravité. Suivant le mode de réalisation représenté sur les fig 3 et 4, la cabine 12 est suspendue à une armature extérieure 13 en quatre points. Dans le cas présent, cette armature extérieure 13 n'entoure la cabine 1 que sur deux côtés. La cabine 12 porte à sa partie inférieure et à sa partie arrière des consoles 14, et des plots 15 sont disposés par paires entre ces consoles et l'armature extérieure 13. Les plots d'une même paire sont alignés transversalement à la machine. Dans ce cas encore les plots ont une longueur supérieure à leur dimension transversale et du fait de leur position ils travaillent au cisaillement. On voit sur la fig. 4 que la ligne 16 reliant les plots 15 de chaque paire passe par le centre de gravité G de la cabine. Ici encore, deux amortisseurs hydrauliques 17 sont montés par des articulations à rotule 18 entre la cabine 12 et l'armature extérieure 13, et les prolongements imaginaires de ces amortisseurs se coupent sensiblement à angle droit au centre de gravité G de la cabine. On a représenté sur la fig. 5 un mode de réalisation dérivé du précédent, mais comportant six points de suspension. Dans ce cas, l'armature extérieure 19 entoure la cabine 20 sur trois c8tés, et par rapport à la réalisation précédente deux autres plots élastiques 21 sont prévus entre une console supérieure 22 de la cabine 20 et l'armature extérieure 19. Comme dans le mode de réalisation précédent, ces plots travaillent au cisaillement sous l'effet des composantes verticales et horizontales longitudinales des efforts exerces. Par ailleurs, les médianes du triangle imaginaire formé par les paires de plots se coupent au centre de gravité G. de la cabine. En outre, deux amortisseurs hydrauliques sont prévus comme dans les cas précédents. Les éléments du dispositif de suspension réalisent comme indiqué une atténuation ou une absorption optimale des oscillations dans le sens vertical et dans le sens longitudinal de la machine, et la répartition des éléments de suspension autour de la cabine ou du poste de conduite, en particulier relativement au centre de gravité, permet de soustraire l'opérateur occupant ce poste de conduite à la majeure partie de ces oscillations. En outre, les vibrations transversales à haute et moyenne fréquence sont fortement atténuées. Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1,- Poste de conduite à suspension bidimensionnelle pour machines mobiles ou déplaçables, notamment pour machine de terrassement et machines analogues, caractérisé en ce que ce poste de conduite comprend une armature intérieure supportant le plancher du poste de conduite, le ou les pupitres de commande le ssidge de l'opérateur et les autres dispositifs pouvant être prévus, une armature extérieure rigide et résistante entourant au soins partiellement cette armature intérieure et fixée ri gidemnt au châssis de la machine, et des éléments élastiques tels que des plots ou éléments équivalents, interposés entre ces deux armatures et agissant comme attaches de l'armature intérieure sur l'armature extérieure, ces éléments élastiques étant disposés de façon à présenter une déformabilité préférentielle dans les-directions verticale et horizontale longitudinale rela tivesent b la machine. 2.- Poste de conduite suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments élastiques sont disposés autour de l'armature intérieure du poste de conduite et sont répartis de telle sorte que le- centre de gravité des points d'attache entre les deux armatures, constitués par ces éléments, coTncide au moins sensiblement avec le centre de gravité de l'armature intérieure et des dispositifs qu'elle supporte. 3.- Poste de conduite suivant la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les éléments élastiques sont constitués par des plots en élastomère ou matériau équivalent. 4.- Poste de conduite'suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ces plots présentent une longueur supérieure à leur dimension transversale et sont orientés transversalement par rapport à la machine, de façon à travaillet principalement au cisaillement. 5.- Poste de conduite suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu trois éléments ou plots élastiques ou trois paires d'éléments ou de plots élastiques, disposés en triangle autour de l'armature intérieure, les médianes de ce triangle imaginaire passant au moins sensiblement par le centre de gravité de cette armature intérieure et des dispositifs qu'elle supporte. 6.- Poste de conduite suivant l'une quelconque des revehdications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu deux paires d'éléments ou de plots élastiques, la ligne imaginaire reliant ces paires d'éléments ou de plots passant au moins sensiblement par le centre de gravité de l'armature intérieure et des dispositifs qu'elle supporte. 7.- Poste de conduite suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des amortisseurs notamment du type hydraulique ou oléopneumatique, sont prévus entre les armatures intérieure et extérieure, ces amortisseurs étant fixés sur ces armatures par l'intermédiaire de rotules ou d'articulations élastiques. 8.- Poste de conduite suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les amortisseurs sont au nombre de deux, les prolongements imaginaires de leurs axes se coupant au moins sensiblement au centre de gravité de l'armature intérieure et des dispositifs qu'elle supporte, en formant entre eux un angle sensiblement égal à 90 . 9.- Poste de conduite suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la suspension est complétée par au moins un élément travaillant à la compression ou à la traction, disposé au-dessous ou au-dessus du poste de conduite. 10.- Machines caractérisées en ce qu'elles sont équipées d'un poste de conduite suivant l'une quelconque des revendications précédentes.