Brevet FR2563255A1 — publié le 19851025

Machine,excavatrice La présente invention concerne une machine exca- vatrice, plus précisément une machine excavatrice telle qu'une pelle hydraulique qui comprend une flèche, un bras et un godet, avec l'arbre de rotation d'un dis- positif de rotation du bras disposé à l'extrémité de la flèche rendu propre à tourner dans le plan vertical contenant la flèche, et équipé d'un dispositif de com- marnde de la rotation de l'arbre de rotation qui maintient l'arbre de rotation presque vertical indépendamment du mouvement vertical de la flache de manière que le godet puisse toujours se déplacer dans un plan vertical lors- que la flèche exécute un mouvement vertical et puisse toujours se déplacer dans un plan horizontal lorsque le bras tourne autour de son arbre de rotation. Certaines machines excavatrices,telles que les pelles hydrauliques de petites dimensions essentiellement utili- sées pour creuser une tranchée, ont une structure (Cf fig. 4) dans laquelle un dispositif de rotation de flèche est disposé dans la partie médiane antérieure d'une tourelle 200 de la machine proprement dite pour développer une flèche 202a, permettant ainsi à la flèche de tourner à gauche et à droite autour d'un point 204a situé à une faible distance de la tourelle de la machine proprement dite. Les performances de la machine pour creuser une tranchée dépendent essentiellement de la distance, par rapport à la machine proprement dite, à laquelle le bras et le godet peuvent être actionnés dans un plan vertical, c'est-à-dire de la distance comprise entre le centre de la tourelle de la machine proprement dite et la ligne médiane de la partie excavatrice composée du bras et du godet. Afin d'améliorer les performances lors de l'excava- tion d'une tranchée, c'est-à-dire afin d'augmenter la distance d'entreaxes précitée, on peut considérer effi- cace d'augmenter la distance comprise entre le centre de la tourelle de la machine proprement dite et le dis- positif de rotation de la flâche et d'augmenter l'angle de rotation latérale du dispositif de rotation de la flèche. Cependant, la distance comprise entre le dispositif de rotation de la flèche et la tourelle de la machine proprement dite ne peut être trop grande car le premier doit être disposé sur la seconde. En outre, une distance trop grande entre ces éléments est irréalisable du fait qu'elle ne convient pas à la machine proprement dite car elle provoque une instabilité de la machine proprement dite telle qu'elle en réduit la capacité. Pour les raisons précitées, quelques modifications de la machine ont été proposées; dans un exemple (cf fi- gure 5) le dispositif de rotation du bras a été disposé à l'extrémité d'une flèche 202b et, dans un autre exemple (cf figure 6), un dispositif de pliage de la flèche 208c a été disposé en position intermédiaire sur une flèche 202 c de manière à permettre à la flèche 202c de se plier facilement. Grèce à ces modifications, une grande distance peut être disponible entre le centre du dispositif de rotation de la flèche situé sur la machine proprement dite et le dispositif de rotation du bras ou le dispositif de pliage de la flèche. Il s'ensuit que la distance d'entre- axe peut être rendue suffisamment longue pour satisfaire l'une des exigences imposées à la machine pour creuser des tranchées. Dans ces modifications classiques, outre la tourelle de la machine proprement dite, une seconde section de pivotement est disposée en un point médian de la section d'excavation de sorte que la section pliable prend (en vue de dessus) la forme d'un L allongé. La mise en oeuvre de cette seconde section de pivotement est efficace puisque, par exemple dans le cas de l'excavation d'une tranchée, la section d'exca- vation peut fonctionner le long de l'axe de la tranchée avec la machine proprement dite disposée non pas sur l'axe de la tranchée, mais disposée latéralement à une certaine distance constante de l'axe de la tranchée. Pour ce travail d'excavation d'une tranchée, le réglage du système est habituellement fait de manière que le travail d'excavation puisse être conduit avec efficacité depuis le moment o le godet situé à l'extré- mité de la section d'excavation est en contact avec la surface du sol jusqu'à la limite de fonctionnement du bras. En d'autres termes, le système est réglé de telle manière que le second arbre pivotant de la seconde sec- tion intermédiaire de rotation assure une position pres- que verticale au début du travail d'excavation quand le bras est allongé avec le godet en contact avec la surface du sol juste avant que la flèche soit mise en mouvement vertical. Certaines conditions défavorables vont apparaître au moment o le travail d'excavation s'accomplit avec la flèche qui s'abaisse: le second arbre de rotation s'incli- ne par rapport à la position verticale contenue dans le plan du mouvement vertical de la flèche et en même temps le bras s'incline par rapport à son axe. Ainsi, le travail d'excavation s'accomplit avec le godet à l'ex- trémité du bras incliné, aboutissant à la formation d'un fond de tranchée irrégulier, à un angle de coin s'écartant de l'angle droit, et à l'évidement du bas de la pa- roi latérale de la tranchée. De plus, puisque le plan de rotation du bras est incliné par rapport à la verticale, un travail d'excavation avec la rotation du bras aboutit au grattage inutile de la paroi de la tranchée. Une rotation horizontale de la machine proprement dite aboutit à un-autre phénomène défavorable: la rotation horizontale concomitante de la tourelle et du bras se produit habituellement avec le second arbre de rotation plus ou moins incliné par rapport à la verticale, le bras pivote nécessairement autour du second arbre pivotant incliné. Il s'ensuit que, lorsque le bras, avec le godet plein de terre excavée, pivote pour trans- férer la terre dans un moyen de déversement, le godet va s'incliner de plus en plus et une quantité considé- rable de terre va être déversée avant que le godet soit vidé dans le moyen de déversement. Une séquence défa- vorable similaire va aussi se produire au cours de la levée de la fèche. Un mécanisme destiné à résoudre le problème pré- cité de phénomène défavorable a été proposé (cf figure 7), mécanisme dans lequel sont mis en oeuvre deux arbres de rotation horizontale, l'un au milieu et l'autre à l'extrémité de la flèche 202d. Cependant, ce mécanisme avec le deuxième et le troisième arbres de rotation respectivement 210d et 212d disposés sur la flèche 202d n'est d'aucune aide puisqu'il devient compliqué et est impropre à augmenter la portée entre la machine proprement dite et la ligne de travail. Le but de la présente invention est d'apporter une solution aux problèmes précités présentés par les systè- mes classiques et de proposer une machine excavatrice propre à creuser une tranchée avec précision et effica- cité en un endroit très éloigné de la machine proprement dite. Un autre but de l'invention est de proposer une machine excavatrice qui, ayant seulement un second arbre pivotant ajouté à la flèche, est propre à creuser une tranchée avec précision et efficacité. Un autre but de l'invention est de proposer une machine excavatrice qui, lorsqu'elle est utilisée pour creuser une tranchée, est propre à maintenir les lames du godet, situé à l'extrémité du bras horizontal de manière à conférer à la tranchée une forme en L précise. ]9 Un autre but encore de l'invention est de proposer une machine excavatrice qui, tandis que le bras est en cours de rotation, est propre à maintenir le bras vertical, empêchant le godet de se diriger obliquement contre la paroi de la tranchée. Encore un autre but de l'invention est aussi de proposer une machine excavatrice qui, lorsque le bras pivote dans un plan horizontal, est propre à empêcher le bras de quitter sa position inclinée et d'empêcher la chute de terre contenue dans le godet. La machine excavatrice se caractérise en ce que - ladite flèche est disposée sur une tourelle propre à pivoter autour d'un premier arbre de rota- tion situé sur l'excavatrice proprement dite de manière à être propre à pivoter vers le haut et vers le bas; ledit bras est disposé de manière à être propre à pivoter par rapport à la flèche dans le plan du mouvement de montée et de descente de ladite flèche ledit godet est disposé à liextrémité du bras de manière à être propre à pivoter dans le plan de ro- tation dudit bras ladite flèche est munie d'un second arbre de rotation qui est propre à pivoter autour d'une broche horizontale disposée horizontalement sur ladite flèche; et en ce que le second arbre de rotation est muni d'un dispositif de commande de la rotation qui maintient le second arbre de rotation en position verticale de manière que la section comportant ledit bras et ledit godet puisse être maintenue en rotation dans un plan horizontal quand la flèche exécute un mouvement vertical. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisa- tion préféré donné à titre d'exemple non limitatif, dans laquelle on se réfère aux dessins annexes sur les- quels: la figure 1 est une vue de côté d'une machine exca- vatrice agencée conformément à l'invention; la figure 2 est une illustration schématique de la situation d'un travail de creusement d'une tranchée par l'excavatrice conforme à l'invention; la figure 3 est une illustration schématique du fonc- tionnement de la machine excavatrice conforme à l'in- vention; la figure 4 est un schéma d'un système classique ayant un second arbre de rotation disposé au niveau de l'emplanture de la flèche; la figure 5 est un schéma d'un autre système classi- que ayant un second arbre pivotant disposé à l'extrémité de la flèche; la figure 6 est un schéma d'encore un autre sys- tème classique ayant un second arbre pivotant disposé au milieu de la flèche et la figure 7 est un schéma d'encore un autre système classique ayant des arbres de rotation horizontale dis- posés chacun au milieu et à l'extrémité de la flèche. La figure 1 représente une vue de côté d'une ex- cavatrice telle qu'une pelle hydraulique. Une machine proprement dite 10 est représentée schématiquement. Une tourelle 14 est montée sur un dispositif de roulement 12 de mahière à pouvoir pivoter sur celui-ci (axe P). Un vérin 18 permet à une flèche 16 de pivoter autour d'un arbre de rotation 20. Un vérin 24 permet à un arbre 22 de pivoter dans un plan vertical autour d'un arbre de rotation 26 disposé horizontalement. Un vérin 30 permet à un godet 28 de pivoter autour d'un arbre de rotation 26 disposé horizontalement à l'extrémité du bras 22. Un second arbre de rotation 34 sert à faire pivoter le bras 22 horizontalement; un vérin 36 représenté sur la figure 2 permet au bras 22 de pivoter autour du second arbre de rotation 34. Une pièce de support 100 destinée à maintenir le second arbre de rotation 34 est disposée à l'extrémité d'un bras de levier 104 propre à tourner autour d'une broche horizontale 102, et un vérin 106 est prévu pour raccorder l'autre extrémité du bras de levier 104 à la flèche 16. Les vérins 18 et 106 sont couplés ensemble de manière que le second arbre de rotation 34 soit maintenu vertical, c'est-à-dire parallèle au premier arbre de rotation P de la tourelle 14 de la machine proprement dite 10, indépendamment de la position de la flèche 16. Avec cette structure de la machine conforme à la présente invention, le système fonctionne de la manière illustrée sur la figure 3; un mouvement vertical de la flèche 16 amène le second arbre de rotation 34 à pi- voter autour de l'arbre de rotation 20 de la flèche et au même moment le vérin 106 amène le bras de levier 104 à pivoter, de manière que la ligne médiane b du second arbre de rotation 34 soit maintenue verticale, c'est-à- dire parallèle au premier arbre de rotation P. La mise en place du système de creusement d'une tranchée,est effectué-comme représenté sur la figure 2, par le calage de la machine 10 proprement dite à une certaine distance de l'axe de la tranchée a, en faisant tourner la tourelle 14 de manière à placer l'extrémité de la flèche 16 sur l'axe de la tranchée a, et enfin en faisant pivoter le bras 22 et le godet 28 sur l'axe de la tranchée a. Puisque le second arbre de rotation 34 est dispo- sé à l'extrémité de la flèche 16, la longueur de l'en- tre-axe L compris entre l'axe de la tranchée a et le premier arbre de rotation P peut être importante, comme on le voit sur la figure 2, ce qui satisfait à l'une des conditions favorables requises pour creuser une tranchée. La structure consistant en ce que le second arbre de rotation 34 est maintenu vertical conduit à un avantage qui réside en ce que le bras 22 et le godet 28 sont actionnés dans le plan vertical situé au-dessus de l'axe de la tranchée a, c'est-à-dire que les tra- vaux d'excavation, de déversement, et d'extraction sont exécutés avec le bras 22 et le godet 28 maintenus verticalement par rapport à- la surface du sol. Il s'en- suit, puisque la lame du godet 28 est maintenue à plat par rapport à la surface du sol, que le fond de la tranchée peut être rendu horizontal et lisse, que la partie angulaire est disposée selon un angle bien droit et que le godet 28 ne va pas obliquement sur la paroi latérale de la tranchée, ce qui aboutit à une paroi verticale. Même quand le bras 22 pivote autour du second arbre de rotation 34, il tourne dans un plan horizontal de manière que le godet 28 ne soit pas incliné et sans chute de terre ou de sable. Comme décrit ci-dessus, une simple modification selon laquelle le second arbre de rotation de la machine 34 est rendu pivotant aussi bien que commandé pour être toujours placé verticalement quand la flèche 16 se déplace verticalement, a eu pour résultat d'équiper la machine de tous les moyens nécessaires. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le second arbre de rotation 34 est disposé à l'extrémité de la flèche 16, mais il peut être disposé en un point intermédiaire sur la flèche 16 si cela est nécessaire pour satisfaire à la condition de distance d'entre-axe. La commande du second arbre de rotation 34 desti- né à être maintenu en position verticale est effec- tuée non seulement par un vérin commandé par ordinateur, mais aussi par un systême à parallélograme qui emploie les premier et second arbres de rotation P et 34 comme bras opposés du parallélogramme. Le mode de réalisation de la présente invention a été décrit en détail à l'aide d'un mode de réalisation approprié. Ii va sans dire,naturellement, que le mode de réalisation de la présente invention n'est pas limité à l'exemple décrit ci-dessus, mais que de nombreuses variantes peuvent être envisagées à l'intérieur du domaine de la présente invention sans s'écarter de son esprit. REVENDICATIONS 1.- Machine excavatrice comprenant une flèche (16), un bras (22) et un godet (28), caractérisée en ce que: ladite flèche (16) est disposée sur une tourelle (14) propre à pivoter autour d'un premier arbre de rotation (P) situé sur l'excavatrice proprement dite (10), de manière à être propre à pivoter vers le haut et vers le bas; ledit bras (22) est disposé de manière à être propre à pivoter par rapport à la flèche (16)dans le plan du mouvement de montée et de descente de ladite flèche (16); ledit godet est disposé à l'extrémité du bras (22) de manière à être propre à pivoter dans le plan de rota- tion dudit bras (22); ladite flèche (22) est munie d'un second arbre de rota- tion (34) qui est propre à pivoter autour d'une broche horizontale (102) disposée horizontalement sur ladite flèche (16); et en ce que le second arbre de rotation (34) est muni d'un dispositif de commande de la rotation qui maintient le second arbre de rotation (34) en position verticale de manière que la section comportant ledit bras (22) et ledit godet (28) puisse être maintenue en rotation dans un plan horizontal quand la flèche (16) exécute un mouvement vertical. 2.- Machine excavatrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second arbre de rotation (34) est disposé à l'extrémité de la flèche (16) et en ce que le bras (22) se développe depuis le second arbre de rotation (34). 3.- Machine excavatrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second arbre de rotation (34) est disposé en un point intermédiaire de la flèche (16) et en ceque le bras (22) est disposé à l'extrémité de la flèche (16). 4.- Machine excavatrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second arbre de rotation (34) est muni d'un dispositif de commande de rotation action- né par vérin de manière qu'il puisse toujours être maintenu vertical, c'est-à-dire parallèle audit arbre de rotation (34), indépendamment de la position de la flèche (16). 5.- Machine excavatrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité de la flèche (16) est munie d'une broche horizontale (102), en ce qu'une pièce pivotante (100) composée d'une partie formant levier située à l'une des extrémités et d'une partie formant support située à l'autre extrémité est disposée de manière à être propre à pivoter autour de la broche horizontale (102), en ce que la section de support maintient le second arbre de rotation (34) avec ledit bras fixé, et en ce qu'un vérin (36) de commande de rotation est placé entre la section formant levier et la flèche (16).