Brevet FR2498655A1 — publié le 19820730

I1 existe déjà des chargeuses qui comportent, articulés les uns aux autres, une flèche, un balancier, un godet, ainsi que des vérins de réglage de la position relative de ces divers éléments. L'angle de pénétration du godet par rapport au sol, pendant la phase de son chargement, doit rester sensiblement constante. Dans ce but, on attelle parfois le vérin de godet entre ce godet et la flèche, constituant ainsi avec la flèche, le balancier, le godet et ledit vérin de godet, un quadrilatère déformable, que, de préférence, on règle pour obtenir un parallélogramme déformable. Agissant alors sur le seul vérin de balancier, et ayant au préalable correctement orienté le godet, on peut maintenir constante l'orientation dudit godet. Cette technique présente cependant des inconvénients, parmi lesquels on note - une certaine complexité : le débattement du godet étant lié cinématiquement à celui du balancier, le reploiement du balancier provoque un mouvement de "fermeture" du godet, qui vient en butée, et partir de ce moment, bloque la totalité des mouvements du balancier et du godet, d'où la nécessité de prévoir un moyen de neutralisation du vérin de godet, par exemple hydraulique, ce qui complique le circuit de commande - une mauvaise configuration de vidange du godet, notamment lorsque la portée de l'équipement de travail est faible - l'obligation de choisir des vérins de godet de grandes dimensions, qui ne sont pas normalisés, et sont lourds et chers - ces grands vérins sont, en outre, difficiles a protéger efficacement par le balancier, et sont, de ce fait, très exposés à être endommagés. L'invention entend remédier à ces inconvénients en proposant un nouvel engin de terrassement, du type chargeuse. Un tel engin comporte - un bâti, - une flèche montée pivotante par rapport au bâti autour d'un premier axe, - un balancier monte pivotant par rapport à la flèche autour d'un deuxième axe, - un godet de chargement de matériau monté pivotant par rapport au balancier autour d'un troisième axe, lesdits premier, deuxième et troisième axes étant parallèles entre eux, - un organe de réglage du pivotement attelé entre le bâti et la flèche, - un vérin à fluide à double effet, dit "vérin de balancier", attelé entre la flèche et le balancier, et comportant une chambre "de déploiement" et une chambre "de reploiement" du balancier par rapport à la flèche, - un vérin à fluide à double effet, dit "vérin de godet", attele entre ce godet et ce balancier, et comportant une chambre "d'ouverture" et une chambre "de fermeture" de l'angle du godet par rapport au balancier, - au moins une source de fluide sous pression, - un distributeur "de balancier", - un premier conduit, qui relie la chambre "de dé ploiement" au distributeur "de balancier", - un deuxième conduit, qui relie la chambre "de reploiement" à ce distributeur "de balancier", - un distributeur "de godet", - un troisième conduit, qui relie la chambre "d'ouverture" au distributeur "de godet", - un quatrième conduit, qui relie la chambre "de fermeture" à ce distributeur "de godet", cependant que chacun des distributeurs "de balancier" et "de godet", sélectivement, soit, met en communication l'un des conduits qui y sont raccordés avec une source de fluide sous pression en mettant l'autre conduit en communication avec un "échappement", soit isole les deux conduits qui y sont raccordés de ladite source de fluide sous pression. Cet engin comporte, en outre - un cinquième conduit, qui relie la chambre "de dE- ploiement11 à la chambre "d'ouverture", - un sixième conduit, qui relie la chambre "de reploiement" à la chambre "de fermeture", et, - une valve de coupure à deux positions qui est disposée sur l'un au moins desdits cinquième et sixième conduits et dont les deux positions correspondent, la première position, dite position "de repos", à l'obturation du ou des conduits sur lesquels est disposée cette valve, et, la deuxième position, dite position "de synchronisation", à la mise en communication des deux parties de chacun des conduits sur lesquels est disposée cette valve. Par ailleurs, les avantageuses dispositions suivantes sont, de préférence, adoptées - une restriction est disposée sur l'un au moins des cinquième et sixième conduits - la valve de coupure est disposée à la fois sur le cinquième conduit et sur le sixième conduit, que, sélectivement, elle obture simultanément dans 9 position "de repos", et, dont elle met en communication les deux parties de chacun de ces conduits dans sa position "de synchronisation" - la valve de coupure est munie d'un organe de rappel élastique dont l'effet est de rappeler ladite valve dans sa position "de repos", et, d'un organe de commande à fluide dont l'effet est antagoniste de celui dudit organe de rappel élastique et qui est relié sélectivement à une source de fluide de pilotage et à un réservoir de décharge - le distributeur de balancier étant muni d'un organe de commande à fluide susceptible d'être sélectivement relié à une source de fluide de pilotage pour placer ce distributeur de balancier dans la position dans laquelle le premier conduit est mis en communication avec ladite source de fluide sous pression, la source de fluide de pilotage de l'organe de commande de la valve de coupure est constituée par la source de fluide de pilotage de l'organe de commande du distributeur de balancier ; - le cinquième conduit est raccordé au premier conduit - le sixième conduit est raccordé au deuxième conduit. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description d'une réalisation donnée ci-dessous à titre d'exemple. Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu > à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure l est une vue en élévation d'un engin conforme à l'invention ; et, - la figure 2 est le schéma du circuit hydraulique de commande de l'engin de la figure l. La chargeuse représentée sur la figure 1 comprend un châssis 1, muni de chenilles 2, au moyen desquelles il est en appui sur le sol 3. Une tourelle 4 est montée pivotante sur le châssis 1 autour d'un axe vertical 5. Une flèche 6 est articulée sur la tourelle 4 autour d'un axe horizontal 7, cependant qu'un balancier 8 est lui-même articule sur la flèche 6 autour d'un axe 9 parallèle à l'axe 7, et qu'un godet 10 est articulé sur le balancier 8 autour d'un axe Il parallèle à l'axe 7. Un verin 12 est attelé entre la tourelle 4 et la flèche 6, un vérin 13 étant attelé entre la fleche 6 et le balancier 8 et un vérin 14 étant attelé entre le balancier 8 et le godet 10. Il est bon de distinguer les chambres des vérins 12, 13 et 14, et de remarquer que - l'alimentation de la grande chambre 15 du vérin de flèche 12 correspond a l'élévation de la flèche 6, l'alimentation de la petite chambre 16 dudit vérin correspondant au contraire à l'abaissement de la flèche 6 (flèche F) - l'alimentation de la grande chambre 17 du vérin de balancier 13 correspond au déploiement (ou mouvement de "sortie") du balancier 8 par rapport à la flèche 6 (flèche G), l'alimentation de la petite chambre 18 du vérin 13 correspondant au contraire au reploiement du balancier 8 sous la flèche 6 (ou mouvement de "rentrée") ; et, - l'alimentation de la grande chambre 19 du vérin de godet 14 correspond à un mouvement dit, de "fermeture" du godet 10 par rapport au balancier 8, l'alimentation de la petite chambre 20 du vérin 14 correspondant au contraire à l'"ouverture" du godet 10 par rapport au balancier (flèche H). Le godet 10 est, par ailleurs, représenté dans la configuration preced2nt sa pénetration dans le tas 21 de matériau. Le circuit de commande de la chargeuse comprend - un réservoir de fluide 22, - une pompe principale 23, reliée au réservoir 22 par son conduit d'aspiration 24, - une pompe de pilotage 25, reliée au réservoir 22 par son conduit d'aspiration 26, - un distributeur de flèche 27 à trois positions, muni de vérins 28 et 29 de réglage de position, le plaçant dans ses première et troisième positions, respectivement, lorsqu'ils sont alimentés en fluide de pilotage, et, d'un ressort de rappel 30, le rappelant dans sa deuxième position lorsqu'aucun des vérins 28 et 29 n'est alimenté, - un distributeur de balancier 31 à trois positions, muni de vérins 32 et 33 de réglage de position, le plaçant dans ses première et troisième positions, respectivement, lorsqu'ils sont alimentés en fluide de pilotage, et, d'un ressort de rappel 34, le rappelant dans sa deuxième position lorsqu'aucun des vérins 32 et 33 n'est alimenté, - un distributeur de godet 35 à trois positions, muni de vérins 36 et 37 de réglage de position, le plaçant dans ses première et troisième positions, respectivement, lorsqu'ils sont alimentés en fluide de pilotage, et, d'un ressort de rappel 8, le rappelant dans sa deuxième position lorsqu'aucun des vérins 36 et 37 n'est alimenté, - un distributeur 39 de commande de l'alimentation sélective des vérins 28 et 29 du distributeur de flèche 27, également à trois positions, muni d'une commande volontaire, telle la manette 40, et dont les première, deuxième et troisième positions correspondent, respectivement, aux première, deuxième et troisième positions du distributeur de flèche 27, - un distributeur 41 de commande de l'alimentation sélective des vérins 32 et 33 du distributeur de balancier 31, également a trois positions, muni d'une commande volontaire, telle la manette 42, et dont les premiè re,deuxième et troisième positions correspondent, respeetivement, aux première, deuxième et troisième positions du distributeur de balancier 31, - un distributeur 43 de commande de l'alimentation sélective des vérins 36 et 37 du distributeur de godet 35, également à trois positions, muni d'une commande volontaire, telle la manette 44, et dont les première, deuxième et troisième positions cor respondent, respectivement, aux première, deuxième et troisième positions du distributeur de godet 35, - le conduit de refoulement 45 de la pompe principale 23 raccordé au distributeur de flèche 27, - un conduit 46 reliant les distributeurs de flèche 27 et de balancier 31, - un conduit 47 reliant les distributeurs de balancier 31 et de godet 35, - un conduit 48 reliant le distributeur de- godet 35 au réservoir 22, - des conduits 49 et 50 reliant le distributeur de fl- che 27, respectivement, aux chambres de levée 15 et de descente 16 du vérin de flèche ]2, - des conduits 51 et 52 rcliant le distributeur dc balancier 31, respectivement, aux chambres de reploiement 17 et de reploiement 18 du vérin de balancier 13, - des conduits 53 et 54 reliant le distributeur de godet 35, respectivement, aux grande chanbre 19 et petite chambre 20 du vérin de godet, - des conduits 55 et 56 reliant les vérins 28 et 29 au distributeur 39, respectivement, - des conduits 57 et 58 reliant les vérins 32 et 33 au distributeur 41, respectivement, - des conduits 59 et 60 reliant les vérins 36 et 37 au distributeur 43, respectivement, - des conduits 61, 62 et 63 reliant les distributeurs 39, 41 et 43, respectivement, au réservoir 22, - des conduits 64, 65 et 66 reliant les distributeurs 39, 41 et 43, respectivement, au conduit de refoulement 67 de la pompe de pilotage 25, - un conduit de décharge 68 reliant ce conduit de refoulement 67 audit réservoir 22, - un clapet de décharge taré 69 disposé sur le conduit de décharge 68 et permettant le retour au réservoir 22 du fluide excédentaire contenu dans le conduit de refoulement 67, - un conduit 70 relie les conduits 52 et 53, et, de manière plus générale, doit relier les chambres de "reploiement" 18 du vérin 13 de balancier et de "fermeture" 19 du vérin 14 de godet 10, - une restriction 71 est disposée sur ce conduit 70, - un conduit 72 relie les conduits 51 et 54, et, de manière plus générale, doit relier les chambres de "déploiement" 17 du vérin 13 et d"'ouverture" 20 du vérin 14, - une valve de coupure 73 à deux positions est interposée à la fois sur le conduit 70 et sur le conduit 72, séparant chacun d'eux en deux tronçons, et, est munie, d'une part, d'un ressort 74, qui tend à la maintenir ou à a rappeler dans sa première position, d'autre part, d'un verlan de pilotage 75, d'effet antagoniste de celui du ressort 74, - une électrovalve 76, à également deux positions, qui est munie d'un ressort 77 de rappel dans sa première position et d'un électroaimant 78 d'effet antagoniste de celui du ressort 77, - deux fils électriques 79 et 80, raccordés à une source d'énergie electrique 81, et, le fil 79 à l'une (82a) des bornes d'un contacteur de commande 82, l'autre fil 80, à l'une (78a) des bornes de l'électroaimant 78, - un troisième fil électrique 83 reliant l'autre borne (82b) du contacteur 82 à la deuxième borne 78b de ltélectroai- mant 78, - un conduit 84, qui relie le conduit 58 à l'electrovalve 76, - un conduit 85, qui relie l'électrovalve 76 au vérin de pilotage 75 de la valve de coupure 73, et, - un conduit 86, qui relie l'électrovalve 76 au reser- voir 22. Restent à définir les positions des divers distributeurs et valves. Les trois positions du distributeur de commande 39 cor respondent : - la première position, aux mises en communication des conduits 64 et 55, et, des conduits 56 et 61, - la deuxième position, à la mise en communication des conduits 55, 56 et 61, et, à l'obturation du conduit 64, et, - la troisième position, aux mises en communication des conduits 64 et 56, et, des conduits 55 et 61. Les trois positions du distributeur de flèche 27 cor respondent - la première position, aux mises en communication des conduits 45 et 50 et des conduits 49 et 46, - la deuxième position, à la mise en communication des conduits 45 et 46, et, à l'obturation des conduits 49 et 50, et, - la troisième position, aux mises en communication des conduits 45 et 49, et, des conduits 50 et 46. Les trois positions du distributeur de commande 41 cor respondent - la premiere position aux mises en corùraunication des conduits 65 et 57, et, des conduits 58 e 62, - la deuxième position, a la nise en communication des conduits 57, 58 et 62, et, à l'obturation du conduit 65, et - la troisième position, aux mises en communication des conduits 65 et 58, et, des conduits 57 et 62. Les trois positions du distributeur de balancier 31 correspondent - la première position, aux mises en communication des conduits 51 et 47, et, des conduits 46 et 52, - la deuxième position, à la mise en communication des conduits 46 et 47, et, à l'obturation des conduits 51 et 52, et, - la troisième position, aux mises en communication des conduits 52 et 47, et, des conduits 46 et 51. Les trois positions du distributeur de commande 43 correspondent - la première position, aux mises en communication des conduits 66 et 59, et, des conduits 60 et 63, - la deuxième position, à la mise en communication des conduits 59, 60 et 63, et à l'obturation du conduit 66, et, - la troisième position, aux mises en communication des conduits 66 et 60, et, des conduits 59 et 63. Les trois positions du distributeur de godet 35 correspondent - la première position, aux mises en communication des conduits 47 et 54, et, des conduits 53 et 48, - la deuxième position, à la mise en communication des conduits 47 et 48, et à l'obturation des conduits 53 et 54, et, - la troisième position, aux mises en communication des conduits 47 et 53 et des conduits 54 et 48. Les deux positions de la valve de coupure 73 correspondent, la première position, dite, position de repos, à l'obtu- ration des conduits 70 et 72, et, la deuxième position, dite, position de synchronisation, au maintien de la continuité de chacun desdits conduits 70 et 72. Les deux positions de l'électrovalve 76 correspondent, la première position, à la non-alimentation de l'électroaimant 78, à la mise en communication des conduits 85 et 86, et, à l'obturation du conduit 84, et, la deuxième position, à l'alimentation en énergie électrique de l'électroainant 78, à la mise en communication des conduits 84 et 85, et, à l'obturation du conduit 86. Il convient d'observer les dispositions suivantes - lorsque le conduit 84 contient un fluide sous pression, ce qui se produit uniquement lorsque le distributeur de commande 41 est placé dans sa troisième position, les première et deuxième positions de la valve de coupure 73 coincident avec les première et deuxième positions de l'électrovalve 76, respectivement - lorsqu'au contraire le conduit 84 ne contient pas de fluide sous pression, quelle que soit la position de l'électrovalve 76, la valve de coupure 73 reste placée dans sa première position, ou position de repos ;; - dans le schéma de la figure 2, les distributeurs, valve de coupure et électrovalve sont places dans les positions suivantes le distributeur de commande 39 et le distributeur de flèche 27 dans leurs premières positions respectives, corres- pondant à l'abaissement de la flèche 6 (flèche F de la figure l) le distributeur de commande 41 et le distributeur de balancier 31 dans leurs troisèmes positions respectives, correspondant au déploiement du balancier 8 (flècbe G de la figure 1) le distributeur de commande 43 et le distributeur de godet 35 dans leurs deuxièmes positions respectives, correspondant à l'isolement des chambres 19 et 20 du vérin 14 de la source de fluide que constitue le fluide véhiculé dans le conduit 47 ;; la valve de coupure 73 et l'électrovalve 76 dans leurs deuxièmes positions respectives ; - l'orientation du godet ]()ea-,préalablement au mouvement en cours, qui va maintenant être étudié, réglée, par manoeuvre du distributeur de comnande 43, de manière que ce godet soit placé dans la configuration de la figure 1, pret à pénétrer dans le tas de matériau 21. Le mouvement obtenu comporte un aspect connu et un aspect nouveau. L'aspect connu consiste à compenser 11 élévation du godet 10 provoquée par le déploiement du balancier 8, par un abaissement de la flèche 6. L'aspect nouveau consiste à commander automatiquement l"'ouverture" du godet 10 (flèche H) à partir du "déploiement" du balancier 8, et ainsi de compenser la variation d'orientation du godet provoquée par le pivotement du balancier par une variation d'orientation de ce godet, égale en valeur absolue, à la précédente, mais de signe opposé, et, par ce moyen, de maintenir constante l'orientation du godet pr rapport au sol 3, ce qui est important pour assurer une bonne pénétration dans le tas de matériau 21. Naturellement, la compensation peut également tenir compte de la faible variation de l'orientation du godet provoquée par le pivotement de la flèche pour que, globalement, l'orienta- tion du gdet par rapport au sol 3 reste constante. Le moyen matériel de réaliser cette compensation consiste, lorsque la chambre de déploiement 17 du vérin 13 de balancier est alimentée, à alimenter automatiquement et avec un débit de fluide déterminé la chambre d'ouverture 20 du vérin 14 de godet. Le conduit 72 et la valve de coupure 73 placée dans sa deuxième position assurent l'alimentation automatique de la champ bre 20, en même temps que celle de la chambre 17. Il y a synchronisation des alimentations, d'où la dénomination donnée à la position correspondante de la valve de coupure, qui est une position de synchronisation des mouvements de "déploiement" du balancier 8 et d"'ouverture" du godet 10. Le débit d'alimentation de la chambre 20 du godet n'est pas quelconque, et doit avoir la valeur qui assure juste la compensation recherchée de l'orientation de ce godet. La restriction 71 placée sur le conduit 70 qui véhicule le fluide s'échappant de l'autre chambre 19 du vérin de godet 14, pendant le mouvement considéré, permet le réglage dudit débit à ladite valeur déterminée. Naturellement, en variante, la restriction 71 aurait également pu être placée sur le conduit 72 lui-meme. Bien entendu, avec le circuit représenté sur la figure 2, la compensation de la variation de l'orientation du godet n est réalisée qu'au moment de la pénétration du godet dans le matériau. Après que ce godet ait été chargé, et qu'est alors commandé le mouvement inverse (reploicmct du balancier 8, élévation de la flèche 6), la compensation de la variation de l'orientation ne se produit pas, car le fluide contenu dans les conduits 58 et 84 est sans pression et inapte à déplacer la valve de coupure 73 à partir de sa position de repos dans laquelle le ressort 74 la maintient. Par ailleurs, la nouvelle disposition ne remplace pas la disposition classique, qui est conservée (un vérin à commande indépendante pour chacun des éléments -flèche, balancier, godet), mais complète seulement cette disposition. Cette disposition remédie aux inconvénients des solutions antérieures notamment en ce qui concerne les points sui vante - la vidange du godet est réalisable de manière satisfaisante dans toutes les conditions de portée, car l'angle de vidange est grand (supérieur à 450), - le vérin de godet 14 a des dimensions standard, - ce vérin peut etre correctement placé pour etre protégé par le balancier. L'invention n'est pas limitée à la realisation décrite, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportées sans sortir de son cadre, ni de son esprit. En particulier, si l'application de l'invention a été faite à un circuit de distribution du type "serine", cette application est également possible sans changement à d'autres types de circuits, tels notamment que les circuits type "parallèle" et type "indépendant". R E V E N D I C A T I O N S 1 - Engin de terrassement, du type chargeuse, constitué par - un bâti (1), - une flèche (6) montée pivotante par rapport au bâti autour d'un premier axe (7), - un balancier (8) monté pivotant par rapport à la flèche autour d'un deuxième axe (9), - un godet (10) de chargement de matériau monté pivotant par rapport au balancier autour d'un troisième axe (11), lesdits premier, deuxième et troisième axes étant parallèles entre eux, - un organe (12) de réglage du pivotement attelé entre le bâti et la flèche, - un vérin à fluide à double effet (13), dit "vérin de balancier", attelé entre la flèche et le balancier, et comportant une chambre "de déploiement" (17) et une chambre "de reploiement" (18) du balancier par rapport à la flèche, - un vérin à fluide à double effet (14), dit "vérin de godet", attelé entre ce godet et ce balancier, et comportant une chambre "d'ouverture" (20) et une chambre "de fermeture" (19) de l'angle du godet par rapport au balancier, - au moins une source de fluide sous pression (23), - un distributeur "de balancier" (31), - un premier conduit (51), qui relie la chambre "de déploiement" (17) au distributeur "de balancier" (31), - un deuxième conduit (52), qui relie la chambre "de reploiement" (18) à ce distributeur "de balancier" (31), - un distributeur "de godet" (35), - un troisième conduit (54), qui relie la chambre "d'ouverture (20) au distributeur "de godet" (35), - un quatrième conduit (53), qui relie la chambre "de fermeture" (19) à ce distributeur "de godet" (35), cependant que chacun des distributeurs "de balancier" (31) et "de godet" (35), sélectivement, soit, met en communication l'un des conduits qui y sont raccordés avec une source de fluide sous pression en mettant l'autre conduit en communication avec un "echappement", soit isole les deux conduits qui y sont raccordés de ladite source de fluide sous pression, caractérisé en ce qu'il comporte - un cinquième conduit (72), qui relie la chambre "de déploiement' (17) à la chambre "d'ouverture" (20), - un sixième conduit (70), qui relie la chambre "de reploiement" (18) à la chambre "de fermeture" (19), et, - une valve de coupure (73) à deux positions qui est disposée sur l'un au moins desdits cinquième (72) et sixième (70) conduits et dont les deux positions correspondent, la première position, dite position "de repos", à l'obturation du ou des conduits sur lesquels est disposée cette valve, et, la deuxième position, dite position "de synchronisation", à la mise en cosnunica- tion des deux parties de chacun des conduits sur lesquels est disposée cette valve. 2 - Engin selon la revendication l, caractérisé en ce qu'une restriction (71) est disposée sur l'un au moins des cinquième (72) et sixième (70) conduits. 3 - Engin selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la valve de coupure (73) est disposée à la fois sur le cinquième conduit (72) et sur le sixième conduit (70), que, sélectivement, elle obture simultanément dans sa position "de repos", et, dont elle met en communication les deux parties de chacun de ces conduits dans sa position "de synchronisation". 4 - Engin selon l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé en ce que la valve de coupure (73) est munie d'un organe de rappel élastique (74) dont l'effet est de rappeler ladite valve dans sa position "de repos", et, d'un organe de commande à fluide (75) dont l'effet est antagoniste de celui dudit organe de rappel élastique et qui est relié sélectivement (76) à une source de fluide de pilotage (25-67-65-58-84) et à un réservoir de décharge (86-22). 5 - Engin selon la revendication 4, caractérisé en ce que, de manière connue en soi, le distributeur de balancier (31) est muni d'un organe de commande à fluide (33) susceptible d'entre sélectivement (41) relie à une source de fluide de pilotage (2567-65-58) pour placer ce distributeur de balancier dans la position dans laquelle le premier conduit (51) est mis en communication avec ladite source de fluide sous pression (46-23) et en ce que la source de fluide de pilotage (25) de l'organe de connnande (75) de la valve de coupure (73) est constituée par la source de fluide de pilotage (25) de l'organe de commande (33) du distributeur de balancier (31). 6 - Engin selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caracterisé en ce que le cinquième conduit (72) est raccordé au premier conduit (5]). 7 - Engin selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le sixième conduit (70) est raccordé au deuxième conduit (52).