Brevet FR2318278A1 — publié le 19770211

La présente invention se rapporte à des perfectionnements apportés aux excavatrices-chargeuses capables de former une excavation d'une largeur suffisante pour donner passage aux parties suivantes de l'engin. Dans le domaine des grandes excavatrices-chargeuses, par exemple du type capable de charger 3 000 m3 de terre à l'heure, il est connu d'utiliser un engin qui creuse dans le sol une tranchée de largeur suffisante pour pouvoir y circuler à la suite de sa partie excavatrice. Toutefois, bien que l'on connaisse dans la technique antérieure divers exemples de tels engins, la technique demande encore à être encore considérablement perfectionnée. Suivant son aspect le plus général, l'invention a pour objet une excavatrice-chargeuse perfectionnée comprenant un véhicule et un dispositif excavateur qui est monté à l'avant de ce véhicule et qui comprend essentiellement une roue excavatrice munie de godets et présentant des parois latérales mobiles qui basculent vers l'extérieur de manière à creuser une tranchée de largeur supérieure à celle de la partie suivante de l'engin, un carter porteur étant monté sur 1' avant du véhicule en faisant saillie pour supporter la roue excavatrice par ses extrémitésW Dans sa forme de réalisation préférée, l'excavatrice-chargeuse suivant l'invention comprend un véhicule qui comporte lui-même un châssis principal s'appuyant sur le sol au moyen de roues motrices. Un châssis secondaire est articulé sur ce châssis principal de manière que son extrémité avant puisse se soulever ou s'abaisser par rapport au châssis principal. Un carter porteur porte une roue excavatrice qui tourne à l'avant du véhicule et ce carter porteur comprend lui-meme une fourche dans laquelle tourillonnent les extrémités de la roue excavatrice. Une lame et une semelle sont reliées aux parties inférieures du châssis principal et du châssis secondaire pour stabiliser le dispositif excavateur. la roue excavatrice comprend des godets-pelles dont chacun comporte une paroi mobile montée de manière à pouvoir basculer entre une position de réception de la terre (on désignera par ce terme générique toute matière extraite par la roue excavatrice) et une position de déversement de la terre. Un mécanisme est prévu pour faire tourner la roue excavatrice et manoeuvrer la paroi mobile de chaque godet de manière que ce godet reçoie tout d'abord la terre, puis la déverse, et d'autres moyens sont prévus pour transporter la terre vers le haut et vers l'arrière. Chacun des godets est muni de parois latérales qui peuvent basculer entre une position de creusement et une position de déversement. Dans la position de creusement, ces parois latérales creusent une excavation de largeur supérieure à celle de la roue excavatrice et elles font saillie au-delà de la partie du carter porteur qui re çoit les côtés de la roue excavatrice. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparat- tront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs: la Fig. 1 est une vue en élévation de côté d'une excavatricechargeuse suivant l'invention; la Fig. 2 est une vue partielle en élévation de caté et à plus grande échelle qui montre la partie avant de l'excavatrice-chargeuse de la Fig.I; la Fig. 3 est une vue partielle en plan et à peu près à la même échelle que la figure précédente, qui montre également la partie avant de l'excavatrice-chargeuse de la Fig. 1; la Fig. 4 est une vue en coupe prise suivant la ligne 4-4 de la Fig.3 et en regardant dans le sens des flèches; la Fig. 5 est une vue en plan à plus grande échelle qui montre une partie de la roue excavatrice représentée sur la Fig. 3; la Fig. 6 est une vue en coupe prise suivant la ligne 6-6 de la Fig. 1 en regardant dans le sens des flèches; la Fig. 7 est une vue analogue à la Fig. 2, mais montrant une autre forme de réalisation de l'invention. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la Fig. 1, une ex cavatrine-chargeuse 20 suivant l'invention comprend un véhicule 22 muni d'une cabine 23 qui abrite le conducteur, de roues avant 24 et de roues arrière 26 au moyen desquelles il peut se déplacer sur une surface L. Chacune des roues 24 et 26 est munie d'un pneumatique 28 de sorte que ltexcavatrice-chargeuse 20 peut rouler sur route ou sur toute autre surface revêtue aussi bien que sur le sol nu, par exemple pendant une opération de terrassement. I1 va de soi que l'engin pourrait être équipé de roues d'un autre type ou de chenilles. Ainsi qu'on l'a représenté clairement sur la Fig. 2, les roues avant 24 sont portées par un châssis principal 30. Les roues arrière 26 sont portées par un châssis secondaire 32. te châssis principal 30 comprend essentiellement un élément rigide de forme allongée qui s'étend horizontalement entre les roues avant 24. te châssis princi pal 30 et le châssis secondaire 32 sont reliés entre eux de chaque côté par une paire de biellettes 36. tes biellettes 36 s'étendent parallèlement entre elles à un certain écartement mutuel et leurs extrémités sont articulées en 38 sur le châssis secondaire 32 pour tourillonner autour d'axes horizontaux. A leur autre extrémité, les biellettes 36 sont articulées en 40 sur le châssis principal 70, sur lequel elles tourillonnent sur des axes horizontaux.Deux vérins hydrauliques à longueur variable et à double effet 42 sont fixés au châssis secondaire 72 par des paires de consoles 44. tes tiges 46 des vérins hydrauliques 42 sont couplées au châssis principal 30. En mettant sélectivement en action les vérins 42, on peut faire monter ou descendre le niveau "H" de l'extrémité avant 34 du châssis secondaire 72. Naturellement, le véhicule 22 pourrait être muni d'au tres types de roues et de châssis, ainsi qu'il est bien connu de l'hcmmede l'art. Dans l'exemple de réalisation représentée, le châssis secondaire 32 porte un moteur 48. Ce moteur 48 est de préférence du type à combustion interne et il a pour fonction d'entraSner des pompes hydrauliques. les pompes hydrauliques fournissent à leur tour la puissance aux divers organes de l'excavatrice-chargeuse 20, sous la commande d'organes de commande appropriés prévus dans la cabine 23. Par exem ple, l'une des pompes fournit la force motrice à un entraSnement hydrostatique 50. Cet entraSnement 50 est couplé à une botte de vitesses 52. Cette botte 52 est munie de deux arbres de sortie qui sont respectivement couplés au différentiel avant 54 qui entrasse les roues avant 24 et à un différentiel arrière (non représenté) qui en traSne-les roues arrière 26. De cette façon, l'entratnement hydro statique 50 entrasse les roues 24 et 26 pour propulser l'excavatrice chargeuse 20 pendant les travaux de terrassement et pendant les dé placements. Dans cette forme de réalisation, les roues avant sont munies d'un mécanisme de direction classique permettant de diriger le véhicule à volonté. On peut également éventuellement prévoir un mécanisme de direction des roues arrière pour disposer d'un moyen supplémentaire de conduite du véhicule. La partie avant de l'excavatrice-chargeuse 20 est constituée par un dispositif excavateur 60. Ce dispositif comprend une fourche 62 montée sur l'avant du châssis secondaire 32. Ainsi qu'on l'a représenté sur la Fig. 3, une roue excavatrice 82 est montée sur la fourche 62 pour tourner autour d'un axe horizontal. La roue pelleteuse 82 comprend deux flasques 84 qui s'étendent radialement vers l'extérieur le long des c8tés de cette roue. Un essieu 86 est fixé horizontalement à la fourche 62 entre les branches 63 de cette fourche qui portent la roue. Chacun des flasques 84 tourillonne sur l'essieu 86 au moyen de roulements 88. Deux moteurs hydrauliques 90 sont montés dans la roue excavatrice 82 à l'intérieur de laquelle ils sont portés par des consoles 91 dans une position angulaire fixe par rapport à l'essieu 86. Deux couronnes 92 à denture intérieure sont également montées à l'intérieur de la roue excavatrice 82, le long des flasques 84. Chacun des moteurs 90 est muni d'un pignon de sortie qui attaque l'une des deux couronnes dentées 92 pour entrarner la roue 82 en rotation dans le sens de la flèche 94, comme représenté sur les Fig. 2 et 4.Les canalisations hydrauliques communiquant avec les moteurs 90 passent dans la fourche 62. Naturellement, en variante, la roue excavatrice 82 pourrait être entraînée par des moteurs électriques alimentés en courant par une génératrice entraînée elle-même par le moteur 48. Ainsi qu'on peut le voir sur la Fig. 4, la roue 82 comprend en outre des godets-pelles 102 qui sont répartis uniformément sur la circonférence de la roue 82 et s'étendent entre les flasques 84. Chaque godet 102 présente un bord coupant 104 muni de dents 106 et une paroi avant fixe 108, qui prolonge l'arête coupante 104 vers l'arrière, dans une direction à peu près radiale. Chaque godet comprend en outre une paroi arrière 110 qui est articulée pour basculer entre une position de réception de la terre et une position de déversement.Le fonctionnement de la paroi arrière 110 est représenté cXai- rement sur la Fig. 4, sur laquelle on a représenté la manoeuvre de cette paroi entre une position de réception qu'elle occupe lorsque le godet 102 correspondant se trouve dans la partie inférieure avant de sa rotation et une position de déversement qu'elle occupe lorsque ce godet se trouve dans la partie supérieure arrière de sa rotation. Les Fig. 3 et 4 représentent un dispositif 120 de commande des godets. Le dispositif 120 est entièrement logé dans les limites de la roue 82 et il comprend des poussoirs 122 interposés entre une chaste 124 et les parois arrière du godet. Cette chaine 124 embrasse une roue dentée 126 qui tourillonne sur un axe monté dans une position angulaire fixe par rapport à l'essieu 86 par des ferrures 130. La roue 126 est munie d'une denture périphérique par laquelle elle entre en prise avec la channe 124. Lorsque la roue excavatrice 82 tourne autour de l'essieu 86, sous l'action des moteurs 90, chaque poussoir 122 entre tour à tour en prise avec la roue 126, et, sous cet effet, la paroi arrière 110 du godet correspondant est repoussée vers l'extérieur, c'est-à-dire vers sa position de déversement. Ensuite, à mesure que chaque godet atteint la partie inférieure avant de sa trajectoire circulaire, la chaste, en agissant par l'intermédiaire du poussoir 122, ramène positivement la paroi arrière 110 du godet correspondant, à la position de réception.Cette commande positive de la paroi arrière 110 dans les deux sens s'est révélée considérablement supérieure aux modes de commande qui étaient utilisés dans la technique antérieure et dans lesquels la partie ou paroi arrière du godet revenait spontanément à la position de réception par gravité. Naturellement, on reste dans lé domaine de l'invention en utilisant d'autres dispositifs de commande positive tels que ceux décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 896 571. Suivant une caractéristique particulière de l'invention, chacun des godets est muni de parois latéra-lss-mobiles 132. Ces parois latérales 132 sont représentées sur les Fig. 2, 3~, 5 et 6. Chaque paroi latérale 132 est articulée sur le flasque 84 correspondant au moyen d'une articulation ou charnière 134. tes parois latérales 132 ont une forme générale triangulaire et le manchon 134 de chaque paroi permet à cette paroi de tourner alternativement dans un sens ou dans l'autre de la direction indiquée par la flèche 136 sur la Fig. 5. Sur chaque côté de la roue excavatrice, des articulations ou charnières élastiques 138 relient les parois latérales 132 à une couronne 140 prévue sur ce côté de la roue excavatrice 82. Chacune des couronnes 140 est placée entre la face externe d'un flasque 84 et la partie correspondante 63 de la fourche 62, ainsi qu'on l'a représenté sur Ia Fig. 5. Chaque branche 63 de la fourche 62 porte deux galets de guidage 142 montés sur sa face interne pour guider la couronne comme on l'a représenté sur les Fig. 2 et 5. Comme on l'a représenté clairement sur la Fig. 5, la distance séparant les charnières 138 diamétralement opposées portées par la couronne 140 est inférieure à la distance qui séparerait leurs points de fixation sur les parois opposées des godets si ces derniers se trouvaient tous en position de fermeture. De ce fait, à tout instant de la rotation de la roue excavatrice 82, certaines des parois latérales 132 se trouvent en position d'ouverture ou de creusement, comme représenté dans la partie de droite de la Fig. 5. Les galets 142 sont en contact avec la surface externe des couronnes 140 et placent les parois latérales 132 en position de fermeture pour qu'elles puissent passer à l'intérieur des branches 63 de la fourche, comme représenté sur la Fig. 5. En outre, chacune des parois latérales 132 porte deux dents 144 qui font saillie sur sa périphérie extérieure pour creuser la matière pendant la rotation de la roue excavatrice 82. tes parois latérales 132 et la couronne 140 sont agencées de telle manière que, lorsque les godets 102 se trouvent en position de réception, les parois 132 soient placées dans leur position de largeur de creusement maximum. Ceci permet à la roue excavatrice 82 de creuser une excavation de largeur supérieure à sa largeur hors tout. En outre, chaque couronne est directement articulée sur le flasque correspondant de la roue excavatrice pour former un mécanisme à commande positive pour le déplacement des parois latérales 132. Sous l'effet du mouvement de pivotement des parois latérales 132 vers l'extérieur, la roue excavatrice 82 forme une excavation d'une largeur A telle que représentée sur la Fig. 6. La largeur maximum de la partie suivante du véhicule B est déterminée par la distance séparant les surfaces externes des branches 63 de la fourche 62. tes avantages de cette roue excavatrice particulière sont de trois sortes. Premièrement, cette caractéristique accrott la largeur de l'excavation creusée par l'engin, ce qui permet à ce dernier de circuler et de travailler dans la tranchée en même temps qu'il creuse cette dernière. Cectréduit considérablement le nombre des manoeuvres qu'il est nécessaire d'imprimer au dispositif excavateur pour le mettre en place pour le terrassement ou pour la circulation, et réduit de cette manière la complexité d'ensemble de l'engin suivant l'invention. Deuxièmement, cette caractéristique permet d'utiliser un carter porteur du type fourche, qui supporte la roue exca vatrice à ses deux extrémités et constitue ainsi un moyen plus stable pour supporter cette roue, ce qui réduit considérablement le poids et la complexité d'ensemble de l'engin suivant l'invention. Troisièmement, cette caractéristique permet d'utiliser un dispositif de commande positive des parois latérales des godets qui est très supérieur à d'autres dispositifs de commande des parois latérales ou des godets. En arrière et au-dessous du niveau de la roue excavatrice 82 est placée une pelle 150. Cette pelle s'étend sur toute la largeur de la roue excavatrice 82 et elle est prévue, pour ramaeser la terre meuble et la pousser vers l'avant au fur et à mesure de l'avance de l'engin. Cette pelle comprend une plaque 152 qui est cintrée pour s'adapter à la trajectoire des arêtes coupantes 104 des godets. Une lame 153 est disposée le long du bord inférieur de cette plaque 152 et cette dernière est fixée rigidement à la fourche 62. Une semelle 154 est articulée par son bord avant sur la face arrière de cette plaque. 152 et un vérin hydraulique à double effet à commande sélective 156 est articulé entre le bord arrière de la semelle 154 et la plaque 152. En manipulant des moyens de commande prévus dans la cabine 23, on peut faire varier sélectivement la longueur effective du vérin hydraulique 156 pour placer la semelle 154 en position appropriée par rapport à la fourche 62. Cette semelle peut être placée en bonne position pour régler la pression verticale exercée sur la semelle afin de réduire les rebondissements de l'engin et de stabiliser ce dernier. Sur la Fig. 7 on a représenté une variante de réalisation de la pelle. Cette pelle 160 s'étend de même sur toute la largeur de la roue excavatrice 2 et il est prévu pour ramasser la terre meuble et la pousser vers l'avant pendant le déplacement de l'engin 20. Cette pelle 160 comprend une plaque 162 qui est cintrée de manière à s'adapter à-la forme de la trajectoire des arêtes 104. Une lame 163 est agencée le long du bord inférieur de la plaque 162 et cette plaque 162 est supportée à coulissement par la fourche 62 pour se déplacer alternativement dans le sens des flèches 164. Deux bras 165 montés par des articulations relient à la fourche 62 la plaque 162 et un vérin hydraulique à double effet 166 est articulé entre chacun de ces bras 165 et la fourche 62.De cette façon, en manoeuvrant des organes de commande prévus dans la cabine 27, on peut faire sélectivement varier la longueur effective des vérins hydrauliques 66 pour placer la plaque 162 et la lame 163 en position appropriée. Une semelle 167 est articulée à son extrémité avant sur la face arrière de la plaque 162 et un vérin hydraulique à double effet 168 à commande sélective est articulé entre le bord arrière de la semelle 167 et la plaque 162. De cette façon, en manoeuvrant des organes de commande prévus dans la cabine 23, on peut faire sélectivement varier la longueur effective des vérins hydrauliques 168 pour placer la semelle 167 en position appropriée par rapport à la fourche 62. Cette semelle peut être réglée pour ajuster la pression verticale qu'elle exerce afin de réduire les rebondissements et stabiliser l'excavatrice. Ainsi qu'on l'a représenté sur les Fig. 1 et 2, l'excavatricechargeuse 20 comprend en outre un dispositif de chargement 170. Ce dispositif de chargement 170 comprend un transporteur principal 172 qui comprend lui-même une courroie sans fin 174 montée pour circuler en un circuit sans fin dont l'axe s'étend obliquement vers le haut par rapport au châssis secondaire 32 du véhicule 22 et qui comprend une partie réceptrice inférieure et une partie de déchargement supérieure. Plus particulièrement, le circuit de la courroie 174 est défini par des galets (non représentés) qui sont montés sur le châssis du transporteur 172. Ce châssis est monté sur le châssis secondaire 32 du véhicule 22 et il comprend des moyens qui portent la partie supérieure de telle manière que cette partie puisse basculer autour d'un axe horizontal sous l'action d'un vérin hydraulique (non représenté).Cette caractéristique permet de régler la hauteur verticale de la partie de déchargement du transporteur 142, et également de replier partiellement cette partie du transporteur. La courroie 174 du transporteur principal 172 embrasse des tambours montés aux deux extrémités de ce transporteur. Ces tambours sont entrainés en rotation par des moteurs hydrauliques radiaux (non représentés), de sorte que la courroie 174 circule le long du circuit défini par des rouleaux pour faire passer la terre de la partie réceptrice à la partie de déchargement. Une goulotte 180 est fixée à la fourche 62 en arrière et audes sous de la roue excavatrice 82 pour recevoir la matière déchargée par les godets 102. Cette goulotte 180 est de forme appropriée pour diriger la terre sur la partie réceptrice du transporteur principal 172 et elle comprend une plaque t82 qui coopère avec la plaque 152 et recouvre partiellement cette dernière. Cette goulotte 180 dirige la terre extraite par la roue excavatrice 82 vers le transporteur principal 172 afin que ce dernier la transporte de sa partie réceptrice å sa partie de déchargement. En outre, on peut prévoir des transporteurs transversaux 184 pour contribuer à ramener la terre sur le transporteur principal 172. En se reportant en particulier à la Fig. 1, on voit que la forme de réalisation de l'invention décrite comprend également un dispositif transporteur auxiliaire 186. Ce dispositif 186 comprend un châs- sis qui est fixé à l'extrémité arrière du châssis secondaire 32 du véhicule 22. Une plaque tournante 188 supporte le châssis du dispositif transporteur auxiliaire pour le faire pivoter autour d'un axe vertical sous l'action d'un vérin hydraulique (non représenté). Un transporteur intérieur 190 monté sur la plaque tournante 188 reçoit la terre déchargée par la partie de déchargement du transporteur principal 172. Ce transporteur 190 comprend un châssis qui est monté sur la plaque tournante 188 et uné courroie sans fin qui circule suivant un circuit défini par des rouleaux. Cette courroie est entraînée par des moteurs hydrauliques radiaux et un vérin hydraulique t92 est prévu pour régler l'inclinaison du dispositif transporteur auxiliaire 186 par rapport à la plaque tournante 188. te. dispositif transporteur auxiliaire 186 cumprend en outre un transporteur extérieur 194 comprenant un châssis porté par le chgs- sis du transporteur intérieur 190 par l'intermédiaire de biellettes parallèles 196 respectivement supérieures et inférieures. Une cour roii sans fin es \ montée sur le châssis de ce transporteur extérieur pour circuler suivant un circuit défini par deux tambours prévus à ses extrémités. Un vérin hydraulique 198 est monté par des articulations entre les châssis des transporteurs intérieur et extérieur pour faire manoeuvrer le transporteur extérieur 194 par rapport au transporteur intérieur 190. De cette façon, le transporteur extérieur 194 peut être mis en position pour recevoir la terre du transporteur intérieur 190. Il va de soi que les transporteurs 190 et 194 pourraient éven tuellement être entraînés par des moteurs électriques ou être cou plés mécaniquement à la roue excavatrice et prendre leur mouvement sur cette dernière. Il ressort du présent mémoire que l'invention a pour objet des perfectionnements apportés à une excavatrice-chargeuse décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 896 571. Ainsi, l'excavatrice-chargeuse comprend un véhicule portant une roue excavatrice montée à son extrémité avant et servant à former une excavation et à transférer la terre à un transporteur principal, lequel transporte la terre à l'arrière du véhicule. Un carter porteur est prévu pour supporter la roue excavatrice à l'avant du véhicule et ce carter porteur comprend des parties qui attaquent et supportent la roue par ses extrémités. La roue excavatrice comprend des godets munis de parois latérales qui peuvent stécarter par un mouvement de pivotement de manière à pouvoir creuser une excavation de largeur supérieure à celle de la partie du carter porteur, qui porte la roue excavatrice. De cette façon, la roue excavatrice forme une excavation de largeur supérieure à la largeur de la partie du véhicule qui est située en arrière de cette roue, ce qui permet au véhicule de rouler et de circuler dans l'excavation au fur et à mesure de la formation de cette dernière. Revendication Excavatrice-chargeuse, caractérisée en ce qu'elle comprend un véhicule, des moyens de soutien de ce véhicule lui permettant de circuler sur une surface, une roue excavatrice servant à former une excavation et qui comprend des godets-pelles dont chacun présente une paroi arrière fixe terminée par une arête coupante et une paroi avant mobile montée pour basculer entre une position de réception et une position de déversement, des parois latérales mobiles montées pour basculer entre une première position ou position de réception, dans laquelle ces parois ont basculé vers l'extérieur de manière à présenter une largeur supérieure à celle de la partie la plus large du véhicule, et une deuxième position ou position de déchargement, dans laquelle ces parois ont basculé vers l'intérieur, au niveau des faces latérales de la roue excavatrice, des moyens articulés sur le véhicule et qui supportent la roue excavatrice en la plaçant à l'avant du véhicule, ces moyens comprenant des parties qui s'étendent axialement au-delà des extrémités de la roue excavatrice et portent ces extrémités, des moyens permettant de modifier sélectivement la position relative de la roue excavatrice par rapport au véhicule et sous l'action desquels cette roue excavatrice peut être sélectivement relevée ou abaissée pour creuser à différentes profondeurs, des moyens d'entratnement servant à faire tourner la roue excavatrice de manière que les godets-pelles décrivent une trajectoire circulaire, des moyens situés dans les limites de la roue-excavatrice et qui répondent à la rotation de cette dernière pour placer la paroi avant mobile de chaque godet dans sa position de déversement lorsque le godet se trouve dans la partie supérieure arrière de sa trajectoire et placer les parois latérales mobiles dans leur position de creusement ou de déversement et un transporteur monté sur le véhicule, entièrement en arrière de la roùe excavatrice, pour circuler suivant un circuit qui comprend une partie placée relativement bas, en position pour recevoir la matière déversée par les godets de la roue excavatrice et une partie de déchargement placée relativement haut et en arrière sur le véhicule.