Brevet FR2471904A1 — publié le 19810626

La présente invention concerne un engin de chantier, pour travaux publics, réalisé en deux parties, chaque partie étant pourvue de son train de roulement et étant accouplée à l'autre partie par une articulation située selon un axe médian; cette disposition Dermet d'une part, le pivo- tement des deux moitiés l'une par rapport à l'autre dans un plan horizontal, et d'autre part le basculement et la rotation des deux moitiés l'une par rapport à l'autre, dans un plan vertical. Ces engins sont destinés à parcourir des terrains non plans et présentent l'avantage que les deux roues d'un même train de roues sont montées selon un même axe et supportent de façon rigide chaque moitié de l'engin. On réalise ainsi des engins de travaux publics du type excavatrice ou pelle mécanique comportant une pelle méca- nique articulée sur sa face arrière et une benne de char- gement sur sa face avant. Ce type d'engin constitué de deux parties articulées présente des avantages par rapport aux engins réalisés -à partir d'un châssis unitaire, par exemple les tracteurs agricoles; dans ces derniers, le train avant du tracteur peut bascu- ler dans un plan vertical par rapport au châssis de façon à suivre les dénivellations du terrain en maintenant- les quatre roues en contact avec le sol; et par rapportaux en- gins du type tracteur agricole, la machine ou engin du type auquel ressortit l'invention et réalisée à partir de deux moitiés articulées, présente cet avantage que le risque de basculement sur un terrain non plan est diminué; lorsque non seulement le terrain n'est pas plan mais qu'il est également nécessaire de faire effectuer à l'engin un virage brutal, il subsiste un risque de renversement,car la poussée qui s'exerce sur l'axe de pivotement central présente une composante à angle droit par rapport à la tangente de la courbe de rotation ou de braquage. Afin de stabiliser un engin de chantier, réalisé en deux moitiés articulées, on a prévu selon l'invention de relier les deux moitiés de l'engin par une barre de basculement, jouant le rôle de barre de stabilisation. Cette barre est reliée à chaque partie de l'engin par des joints à rotule situés selon une ligne médiane correspondant à l'axe médian-de l'engin; et en outre, aucun de ces joints à rotule n'est prévu coaxialement par rapport à l'articulation centrale des deux moitiés de l'engin. Cette disposition fait que la composante des forces qui s'exerce à angle droit par rapport à la tangente de la courbe de braquage est diminuée;-et on diminue ainsi les risques de renversement de l'engin lorsqu'il effectue un braquage très serré sur un terrain inégal ou en pente. En effet, dans ce cas, la barre de basculement tend à transmettre directement une poussée de la moitié motrice de l'engin à l'autre moitié et la barre de basculement qui retransmet cette force forme alors avec le châssis de la moitié entraînée de l'engin un-angle inférieur à l'angleformé par les deux châssis de chaque moitié de l'engin, articulé entre eux.- Lors du braquage de l'engin, les joints à rotule consti- tuant d'une part l'articulation des deux moitiés de l'en- gin entre eux, et d'autre part l'articulation de la barre de basculement sur chaque partie de l'engin, forment un triangle dont la barre de basculement constitue la base et cette barre résiste au mouvement de rapprochement de ces deux articulations à rotule sur chaque-moitié de l'engin; elle tend par conséquent à stabiliser la moitié de l'engin soumise à une force de renversement. En fait, on doit prévoir l'articulation à rotule entre 2471904. 3. les deux moitiés de l'engin avec un certain jeu de façon à absorber cette action de la barre de basculement; mais si la distance séparant l'articulation des deux moitiés de l'engin du joint à rotule de la barre, on peut obtenir la rotation des'deux moitiés de l'engin l'une par rapport à l'autre, impliquant une certaine tension dans la barre de basculement qui relie les - deux moitiés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit'et qui est donnée en rapport -avec une forme de réalisation particu- lière présentée à titre d'exemple non-limitatif et en se référant aux dessins annexes. La figure 1 est une vue en plan d'une pelleteuse mécanique montée sur un châssis tracteur du type tracteur-agricole conventiel. La figure 2 représente une vue en plan d'une pelleteuse mécanique montée sur.un châssis tracteur, conformément à l'invention. La figure 3 représente une élévation latérale de la pelleteuse mécanique de la figure 2. [..: La figure 4 montre une vue détaillée montrant respectivement le chassis avant et le châssis arrière de l'engin. La figure 5 montre une vue schématique en plan illustrant la diminution du moment de.basculement. - _.. La figure 6 montre une vue à plus-grande échelle d'un ressort à rondelles réalisé conformément à la présente invention. Selon la figure 1 on voit une vue en plan d'une pelleteuse mecanique-comportant sur sa partie arrière une pelle mécanique ou excavatrice articulée 1 et sur-sa partie avant une benne de- chargement 2. Dans l'exemple illustré -à la figure i l'engin est monté sur un châssis unique du-type tracteur agricole à deux trains de roues, soit le train arrière, monté de façon fixe sur le chassis et le train avant qui est monté pivotant dans un plan vertical à la partie avant du tracteur. Le polygone de sustentation du châssis est alors défini par le triangle Tr dont les trois angles-correspondent aux axes d'articulation des roues arrière et-à l'axe de pivotement du train avant-par rapport au châssis; le point Tt définit sensiblement le centre de gravité du châssis lorsquel'engin est vide, par exemple en période de déplacement et le Doint T1 correspond au centre de gravité de l'engin lorsque la benne de chargement 2 est à pleine-charge. - - - Le rayon de braquage d'un tracteur de ce type est sensi- - blement de l'ordre de 6 à 7 m.: La figure 2 représente une vue d'un engin du même type et comportant toujours la pelle mécanique excavatrice 1 sursa partie arrière et la benne de chargement 2 sur -sa partie avant; mais l'engin est alors ici réalisé en deux moitiés, respectivement 4 et 5 qui sont montées articulées selon un plan horizontal -et un-plan vertical par un axe d'articulation constitué d'un joint-à rotule 8. La rotation des deux moitiés de l'engin 4 et 5 l'une par rapport à l'autre est obtenue par un système de vérinshydrauliquesde type connu et qui ne sont pas repré- 24 71904 sentés sur le dessin. On voit sur la figure 2 que se trouve défini le polygone de sustension de cet engin dont les quatre angles correspondent à l'axe de rotation de chacune-des quatre roues; et si le tracteur doit être maintenu stable, son centre de gravité doit être maintenu à l'intérieur de ce polygone quadrangulaire. Le point Tt correspond au centre de gravité de l'engin (en position de braquage tel que représenté sur la io figure 2) lorsque là-benne 2 est vide-tandis que ce centre de gravité est déplacé en Tl- lorsque la benne 2 est à pleine charge; mais on voit que dans ce cas, le centre de gravité ne se rapproche pas sensiblement du - côté latéral correspondant du polygone de sustentation. Un engin de ce type a un rayon de braquage de l'ordre de 5 m qui est donc considérablement réduit par rapport au système illustré à la -figure 1. La figure 3 représente une vue en élévation latérale-d'un tracteur-du type représenté à la figure 2 et sur lequel les dispositifs de l'invention ont été montés et qui montrent notamment la barre de basculement jouant le rôle de-barre de transmission de poussée d'une moitié de l'engin à l'autre en limitant les risques de renversement. Selon la figure 4 on voit que l'engin comporte un - châssis arrière 9 correspondant au châssis-de la partie arrière ou partie motrice 4 de l'engin et un châssis avant 10 correspondant à la moitié avant 3 de cet engin. L'accouplement entre le châssis arrière 9 et le châssis- avant 10 est réalisé par un joint à rotule 13 monté sur les consoles respectivement 15 et 16 et sous cette articulation à rotule est disposée la barre de basculement 14, ce joint 13 et la barre 14 étant positionnés selon l'axe médian de l'engin.- La barre de basculement est réalisée.de préférence sous forme de fersplatsrespectivement supérieur 17 et inférieur 18 qui sont reliés entre eux, dans leur partie centrale, par un profilé tubulaire de section quadrangulaire et dans ces conditions les deux fers plats respectivement 17 et 18 débordent librement à chaque extrémité du profilé central 19. Les extrémités arrière des fers plats 17 et 18, débor- dant librement au-delà du profilé central 19 sont reliés au châssis 9 par l'intermédiaire de l'étrier 20 solidarisé sous ce châssis; et l'extrémité arrière de la barre 14 est montée sur cet étrier par un joint à rotule. L'extrémité avant de la barre est également solidarisée sur le châssis avant 10 par l'intermédiaire de la console 22 constituée d'une plaque de fer plat monté horizontale- ment et solidarisé à la base de ce châssis; la partie avant de la barre 14 étant reliée à la plaque 22 par un joint à rotule 21. On voit sur la figure 4 que l'axe Cp du joint à rotule 21 reliant la barre 14 et le châssis avant 10 est situé légèrement en avant selon l'axe médian de l'engin, de l'axe C5 qui correspond au joint à rotule 13, par lequel les deux châssis 9 et 10 sont articulés l'un par rapport à l'autre. , La figure 5 montre le schéma des forces s'exerçant lorsque l'engin est en position de braquage et-sur un terrain inégal incliné. On suppose que la partie arrière du véhicule constituant la-nartie motrice est en Position basculée (selon un plan vertical.) par-rapport à la partie avant ; et dans ce cas, lors-de la mise en marche, en position de braquage, *de l'engin, la partie arrière-4'va imprimer un couple de torsion à la partie avant. ' - Si, la barre 14 comporte un axe vertical C situé dans le prolongement de l'axe vertical C de l'articulation 13, -S dans ce cas, le moment de renversement s'exerçant sur laà partie avant 5 pourrait être défini par la formule p x sin v x la-distance entre les. 'articulations -à rotule. Dans cette formule v est l'angle formé par -la barre 14.: par rapport à l'axe-médian C de-la partie avant de l'engin. Mais comme la barre 14,- conformément à l'inven- tion, déborde au-delà de l'axe vertical de l'articulation à rotule 13, l'angle v' forméparcette barre par rapport à l'axe médian avant C se trouve réduit et le moment-de Dasculement est ainsi réduit d'une.-valeur correspondant* Àsin v'I sin y et la stabilité de l'engin-est accrue en sin v proportion. - - - Afin de donner à l'engin un mouvement plus stable-on a - prévu un stabilisateur 23 qui relie également les deuxt parties avant et arrière de cet engin. Comme on le voit sur la figure 3 et sur la figure.4 ce stabilisateur est relié d'une part à la pointe extrême du chassis arrière 9 et il'èst tourné obliquement vets ' le bas-et vers l'avant, sa partie avant étant reliée à l'extrémité de la plaque 22 qui supporte le joint-_ à rotule reliant-cette-"partïe.avant à-la barre de bascu- lement; l'articulation C1 avant du stabilisateur 23 sur le châssis avant de l'engin étant située selon l'axe médian de cet engin et ce poin't d'articulation'C1 se situe en arrière, par rapport à l'axe d'avancement de l'engin, de 1 'axe de rotation C des deux moitiés de S l'engin, ceci afin de compléter la neutralisation des efforts de torsion s'exerçant sur les deux parties de l'engin. - - Le stabilisateur 23 est constitué sous forme d'un ressort constitué d'un empilement de rondelles Belleville et ce choix est déterminé par l'effet d'amortissement important obtenu par ce dispositif. La figure 5 en représente une vue àgrande échelle. L'effet de torsion des deux parties de l'engin, l'une par rapport à-l'autre, est limité par l'action de ce stabili- sateur 23; il est formé essentiellement d'un tube 24 prolongé à son extrémité ouverte par le tube 26 solidarisé sur le tube 24 et l'ensemble contient la tige 26 sur laquelle sont enfilées les rondelles Belleville 25; la tige 26 se déplaçant télescopiquement à l'intérieur du cylindre 24 contre l'action de ressort constitué par l'empilement des rondelles 25.- Le cylindre 24 comporte- intérieurement un épaulement 27 sur lequel vient porter le manchon ou butée d'arrêt 28 en limitant ainsi l'effort de compression des rondelles formant ressort. Le fond 29 du-cylindre terminal constitue dans le sens opposé une butée d'arrêt pour le mouvement de la tige 26. Lorsque les deux moitiés de l'engin sont amenées en position de torsion l'une par rapport à l'autre, un effort de traction est exercé sur la tige 26 par rapport au cylindre 24 en comprimant l'empilement des rondelles 25 qui tend à s'opposer et à neutraliser le couple-de torsion. 247-1 904 REVENDICATIONS 1.- Engin de travaux publics réalisé en deux parties, du type dans lequel les deux parties sont articulées l'une par rapport à l'autre, chaque partie reposant sur un train de roues, chaque partie étant ainsi apte à pivoter selon un plan horizontal et selon un plan ver- tical par rapport à-l'autre partie, caractérisé en ce que les deux moitiés de l'engin sont reliées l'une à l'autre au moyen d'une barre; ladite barre étant arti- culée à chacune de ses extrémités par un joint à rotule, respectivement sur le chassis de la partie avant e.t sur' le châssis de la partie arrière, cette barre étant située selon l'axe médian de l'engin (lorsque les deux moitiés sont en alignement) et lesdits joints à rotule reliant ladite barre sont placés de telle façon qu'aucun d'eux ne soit disposé coaxialement par rapport à l'arti- culation des deux parties de l'engin entre elles. 2.- Engin selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que la dite barre (14) comporte à chaque extrémité deux plaques parallèles horizontales prolongeant iadite barre et qui enserrent respectivement par dessus et par dessous le support du joint à rotule. 3.- Engin selon l'une des revendications 1 ou 2 ci-dessus, caractérisé en outre en ce qu'il comporte un stabilisa- teur (23) reliant l'extrémité avant du chassis (9) de la moitié arrière de l'engin et la partie arrière (22) du chassis (10) de la moitié avant de l'engin. 4.- Engin selon la revendication 3 ci-dessus, caractérisé en ce que ledit stabilisateur est incliné vers le bas depuis le châssis arrière (9) vers le chassis avant (10) I 2471-904 et l'axe d'articulation Ct de la base avant du stabilisateur (23) sur une plaque (22J venue du châssis avant (10) est située légèrement en arrière (par rapport à l'axe d'avancement de l'engin) de l'axe d'articulation (13) des deux moitiés avant et arrière de l'engin. 5.- Engin selon l'une des revendications 3 ou 4 ci- dessus, caractérisé en ce que le stabilisateur est constitué d'un cylindre (24) dans lequel se déplace une tige (26) contre l'action d'un ressort formé de l'empile- ment de rondelles Belleville (25). 6.- Engin selon l'une des revendications 1 à 5 ci- dessus, caractérisé en ce que l'axe d'articulation C p formé par le joint à rotule (21), de ladite barre sur la plaque (22) venue du châssis avant (10) est situé légèrement en avant (par rapport à l'axe d'avancement de l'engin) par rapport à l'axe d'articulation C -formé par le joint à rotule (13) reliant les deux châssis (9 et 10).