Brevet FR2570731A1 — publié le 19860328

La présente invention se rapporte à une pel- le excavatrice et, plus particulièrement, à une pelle équipée d'un godet d'excavateur à fond ouvrant. Les godets excavateurs à fond ouvrant sont utilisés depuis de nombreuses années pour creuser, les plus petites tailles pour les pelles rétro, ainsi qu'on peut le voir dans le brevet des E. U. A. 3 767 070. Les godets de plus grande taille, tels que ceux utilisés sur les pelles utilisent des dispositifs d'articulation Io à deux axes pour ouvrir et fermer l'avant et ces godets présentaient jusqu'à présent des difficultés, aussi bien sous l'aspect de la construction que sous celui du fonctionnement. Lorsqu'on a à agrandir- les petits go- dets tels que ceux décrits dans le brevet N0 3 767 070 précité, cet agrandissement exige un changement de con- ception considérable. Selon la présente invention, le godet de pelle comprend une partie arrière et une partie avant articuléesl'une à l'autre et reliées par un tube de torsion qui sert également d'axe d'articulation. Grâce à-cet agencement, l'invention est capable de donner une disposition spatiale qui permet un creusement efficace grâce au fait que les actionneurs moteurs sont éloignés de la zone de creusement et que les actionneurs sont convenablement protégés. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au-cours de la description qui va suivre en référence. Aux dessins annexés, donnés uni- quement a titre d'exemple, la Fig. 1 est une vue de cOté, partielle, en éléva- tion, d'un nouveau godet selon la présente invention; la Fig. 2 est une vue en coupe partielle prise se- lon la ligne 2-2. de la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue analogue à la Fig. 1, mais avec les parties avant et arrière du godet en position ouverte; la Fig. 4 est une vue en coupe du godet vu selon la ligne 4-4 de la Fig. 2; la Fig. 5 est une vue en perspective éclatée du godet de pelle selon l'invention; la Fig. 6 est une vue en perspective éclatée d'un godet de pelle utilisant un actionneur rotatif selon l'invention; la Fig. 7 est une vue en coupe longitudinale du godet de la Fig. 6; et la Fig. 8 est une vue en perspective éclatée d'un godet de pelle utilisant deux actionneurs rotatifs selon la 1 'invention. Dans l'illustration donnée et comme on le voit en se reportant à la première planche des dessins, et en particulier aux Fig. 1 et 3, la référence 10 dési- gne dans son ensemble un godet de pelle selon l'inven- tion. Le godet comprend une partie arrière 11 et une partie avant 12 qui sont articulées l'une sur l'autre en 13. - La partie arrière 11 est équipée d'une paire de ferrures, telles qu'on les a représentées en 14, voir également la partie centrale supérieure de la Fig. 2, auxquels est articulé l'habituel bras d'excavateur hy- draulique ou bras de pelle frontal 15. Des ferrures ad- ditionnelles sont prévues, comme indiqué en 16, pour le montage du vérin à cylindre et piston 17 qui est égale- ment relié au bras d'excavateur hydraulique 15. En d'au- tres termes, le bras d'excavateur hydraulique 15 élève ou abaisse le godet de pelle 10 de la façon classique, tandis que le vérin à cylindre et piston 17 fait pivo- ter le godet 10 par rapport au bras d'excavateur hy- draulique, également d'une façon classique. Sur un au- tre plan, la présente invention se rapporte à la struc- ture, à la coopération et à l'actionnement des deux par- ties II et 12 qui constituent le godet 10. La partie avant 12 du godet est représentée en perspective sur la Fig. 5 o l'on voit qu'elle com- prend une paroi de fond 18 qui est incurvée vers l'exté- rieur (voir la partie inférieure droite de la Fig. 3). La paroi de fond se termine par une arête d'attaque 19 à laquelle sont fixes un certain nombre de dents d'ex- cavation telles que les dents 20. Sur les deux côtés de la paroi de fond 18 s'élèvent des parois latérales 21, tandis qu'un axe d'articulation 22 constitué par un tube de torsion est monté rigidement sur ces parois latérales, entre ces dernières et dans leur zone supérieure. Dans la forme de réalisation représentée, le tube de torsion 22 est o10 équipé d'une paire de bras de manivelles 23 qui sont espacés axialement sur le tube de torsion 22 et qui s'étendent radialement dans le sens qui s'éloigne du tube de torsion, vers l'arrière, de manière à s'articu- ler sur des vérins à cylindre et piston tels que les vérins 24 (voir Fig. 1) servant à faire pivoter la par- tie avant 12 par rapport à la partie arrière 11. En mo- difiant la longueur des bras 23, on peut modifier la force et la vitesse de ce mouvement de pivotement rela- tif pour l'adapter aux caractéristiques de fonctionne- ment des vérins 24 et du circuit hydraulique. La partie arrière 11 est également visible sur la Fig. 5 sur laquelle on peut voir que cette par- tie comprend essentiellement une paroi arrière 25 qui est incurvée vers l'extérieur (voir la partie centrale de la Fig. 3). La paroi arrière 25 est encadrée de pa- rois latérales relativement étroites, telles que la paroi 26, qui coopèrent avec les parois latérales 21 de la partie avant 12 pour fermer la pelle de creuse- ment. La courbure formée par la paroi de fond 18 et par la paroi arrière 25 imprime à la terre creusée un mouvement de retournement ou un foisonnement, contrai- rement à ce qui se produit dans la construction anté- rieure en forme de coin qui engendre un effet de tasse- ment constant dans l'angle inférieur arrière du godet. Dans la forme de réalisation représentée, on prévoit des paliers constitués par trois supports 27 qui sont espacés axialement sur la longueur du tube de torsion 22 et qui fixent le tube de torsion, et par con- séquent la partie avant 12, à la partie arrière 11 avec possibilité de rotation. Dans la forme de réalisation représentée, ces paliers sont fixés par des vis appro- priées 28. Dans sa région supérieure, la partie arrière présente des fenêtres constituées par des ouvertures 29 à travers lesquelles passent les bras 23. Ceci est vi- sible sur la Fig. 4, sur laquelle on voit que les bras sont articulés sur la tige du piston 24a du vérin 24, les extrémités.d'alimentation du vérin 24 étant articu- lées comme indiqué en 30 sur la ferrure 14 correspon- dante. Dans le fonctionnement de la pelle à godet selon l'invention, le godet est manoeuvré d'une façon classique, par la coopération du bras excavateur 15 et du vérin à piston et cylindre 17 du bras excavateur pour prendre une charge qui peut ensuite être élevée et basculée à une position de déversement, par exemple, au-dessus d'un camion ou équivalent. A ce moment, les vérins 24 sont actionnés, c'est-à-dire que, par exemple, la tige 24a est rétractée de la position de la Fig. 1 à celle de la Fig. 3, à la suite de quoi la partie avant 12 pivote par rapport à la partie arrière I1l de manière à vider la charge, comme indiqué en L sur la Fig. 3. Avec la disposition décrite ci-dessus, le tube de torsion 22 absorbe les chocs pendant l'ouvertu- re et la fermeture, grâce à l'aptitude du tube de tor- sion à agir à la façon d'un ressort de torsion pour ab- sorber l'énergie du choc. Dans le cas o la poutre qui couvre la partie avant est déportée par rapport à l'axe de pivotement, comme dans le brevet des E. U. A. NQ 3 767 070 précité, la poutre doit être relativement rigide pour absorber les efforts développés par le vé- rin de commande et elle n'a donc qu'un effet élastique réduit, ce qui se traduit par de plus grandes charges sous l'effet des chocs sur les parties avant et arrière. En outre, contrairement à ce qu'on rencontre dans les godets de pelles plus grands qu'on trouve dans le com- merce, le tube de torsion 22 supprime la nécessité de prévoir des tourillons et leurs fixation à l'avant et a l'arrière qui réduit les frais d'entretien. Plus particulièrement, tous les efforts de travail, prove- nant du chargement ou du déversement, sont transmis par l'intermédiaire du tube de torsion et du bras de tor- sion selon l'invention, en répartissant ainsi l'effort par l'intermédiaire des plaques latérales 21, en rédui- sant la surcharge de nature structurale due à la charge asymétrique de l'axe d'articulation. Le dispositif d:articulation classique à deux tourillons exige que des articulations soient montées sur les angles exté- rieurs supérieurs de la partie arrière, avec des lames de charnière qui font saillie à travers des trous décou- pés dans l'ensemble arrière au même endroit que la structure d'articulation servant à la fixation des vé- rins. Ce type d'articulation a pour effet que toutes les contraintes passent à travers la fenêtre d'articula- tion, qui présente une structure faible. La version se- lon l'invention permet d'adapter l'emplacement des fe- nêtres 29 des bras 23 du tube de torsion et des vérins 24 aux besoins de chaque structure d'excavateur hydrau- lique. En outre, la disposition spatiale a pour ef- fet que les vérins à piston et cylindre 24 sont bien protégés du fait qu'ils sont entièrement à l'extérieur de la zone de chargement du godet. On se reportera maintenant à une forme modi- fiée de réalisation de l'invention qui est représentée sur les Fig. 6 et 7 et se rapporte à un godet de pelle du genre qu'on vient de décrire mais dans lequel les moyens actionneurs sont réalisés sous la forme d'un en- grenage à action rotative. Pour la commodité et la clarté de la description, les éléments de cette deuxiè- - me forme de réalisation qui sont analogues à ceux de la première forme sont désignés par des numéros de ré- férence identiques mais majorés de 100. Par exemple, le godet 110 comprend une partie arrière 111 et une partie arrière 112. Des ferrures 114 sont également prévues comme dans la forme de réalisation précédente. En se reportant en particulier à la Fig. 6, on voit qu'un tube de torsion 122 est prévu sur la par- tie avant 112 et prend appui sur la partie arrière 111 au moyen de supports 127 fixés par des vis 128. La dif- férence entre cette forme de réalisation et celle dé- crite précédemment réside dans la différence de types des moyens actionneurs. En remplacement des vérins à piston et cylindre 24, on utilise ici un actionneur rotatif désigné dans son ensemble par 124. En outre, au lieu d'utiliser des bras 23 en saillie radiale, on uti- lise un pignon 123 fixé par clavette (voir Fig. 7). Il ressort de l'examen de la Fig. 6 que la clavette 123a fait saillie radialement pour jouer le rôle d'une par- tie du bras de manivelle. Plus particulièrement, l'ac- tionneur rotatif 124 est de conception classique et il comprend un cyclindre hydraulique muni d'un système pi- gnon-crémaillère représenté. On peut se procurer cet actionneur auprès de la Société Flo-Tork Company de Orrville, Ohio, E. U. A. C'est une unité fermée qui est montée sur l'arrière comme représenté sur les Fig. 6 et 7, et la clavette 123a fixe le pignon 123 au tube de torsion 122. On se reportera maintenant à la Fig. 8, sur laquelle on a représenté une autre forme de réalisation de l'invention, qui diffère essentiellement de celles représentées sur les Fig. 6 et 7 par le fait qu'elle possède deux actionneurs rotatifs 224 qui sont montés également dans ce cas sur la partie arrière 211. Ces actionneurs sont espacés et sont placés à proximité des extrémités du tube de torsion 222. On remarquera que le tube de torsion 222 est équipé d'une paire de clavette 223a qui sont utilisées pour accoupler le tube de tor- sion 222 aux pignons (non représentés) des deux action- neurs rotatifs 224. Cette forme de réalisation de l'in- vention présente un avantage additionnel résultant du fait qu'ici, les actionneurs rotatifs eux-mêmes consti- tuent les supports des paliers du tube de torsion et, par conséquent, de la partie avant 212 du godet. REVENDICATIONS 1. Godet de pelle excavatrice, caractérisé en ce qu'il comprend une partie arrière (11, 111, 211) et une partie avant (12, 112, 212) articulée sur la première, ladite partie avant comprenant une paroi de fond (18) qui se termine par une arête avant (19) d'attaque de la terre, et des parois latérales (21) qui s'élèvent sur ladite paroi de fond, et un tube de torsion (22, 122, 222) qui s'étend entre les parties supérieures desdites parois latérales et leur est re- lié rigidement; ladite partie arrière (I1, 111, 211) comprenant une paroi arrière (25) destinée à coopérer avec ladite paroi de fond (18) de la partie avant et des parois latérales (26) de manière à former un godet fermé pendant le creusement; ladite paroi arrière (25) étant équipée intérieurement de paliers, ledit tube de torsion (22, 122, 222) étant monté rotatif dans ces pa- liers; et des moyens actionneurs (24, 124, 224) servant à faire pivoter ladite partie avant, montés sur la dite paroi arrière (25) et accouplés audit tube de torsion. 2. Godet de pelle selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi arrière (24) présente des fenêtres (29) alignées avec lesdits bras (23), ces bras faisant saillie à travers la paroi arrière pour émerger à l'extérieur de celle-ci, lesdits moyens action- neurs (24, 124) étant montés sur la paroi arrière, à l'extérieur de celle-ci. 3. Godet de pelle selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens actionneurs compren- nent au moins un actionneur rotatif (124). 4. Godet de pelle selon la revendication 3, caractérisé en ce que deux actionneurs rotatifs espacés (224) sont montés sur ladite paroi arrière, lesdits ac- tionneurs rotatifs portant lesdits paliers. 5. Godet de pelle excavatrice comprenant une partie arrière (11), et une partie avant (12), articu- lée sur celle-ci, ladite partie avant (12) comprenant une paroi de fond (18) incurvée vers l'extérieur et qui se termine par une arète avant (19) d'attaque de la terre, et des parois latérales (21) qui s'élèvent sur ladite paroi de fond, et un tube de torsion (22) qui s'étend entre les parties supérieures desdites parois latérales (21) et leur est relié rigidement; ledit tu- be de torsion étant équipé de bras (23) qui s'étendent radialement; ladite partie arrière (11) comprenant une paroi arrière (25) qui présente une légère courbure vers l'extérieur pour coopérer avec la paroi de fond (18) de ladite partie afin d'imprimer un mouvement de retourne- ment de la terre creusée, et des parois latérales étroi- tes (26) en saillie vers l'avant, destinées à coopérer avec des parois latérales (21) de la partie avant, pour former un godet de pelle pendant le creusement, ladite paroi arrière (25) étant équipée intérieurement de pa- liers (27), ledit tube de torsion (22) étant monté rota- tif dans lesdits paliers, ladite paroi arrière étant mu- nie de fenêtres (29) alignées sur lesdits bras (23) et ces bras faisant saillie à travers la paroi arrière pour émerger à l'extérieur de celle-ci; et des moyens action- neurs (24) servant à faire pivoter ladite partie avant (12), montés sur la paroi arrière (25), à l'extérieur de celle-ci-et couplés aux bras (23), lesdits moyens ac- tionneurs comprenant une paire de vérins à cylindre et piston (24) espacés axialement sur la longueur dudit tu- be de torsion. 6. Godet de pelle selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite partie arrière (11) com- prend une ferrure (14) destinée à la fixation sur un bras d'excavateur hydraulique (15), lesdits moyens ac- tionneurs (24) étant également reliés à ladite ferrure (14). 7. Godet de pelle excavatrice, caractérisé en ce qu'il comprend une partie arrière (11) et une partie avant (12) articulée sur celle-ci, ladite partie avant (11) comprenant une paroi de fond (18) incurvée vers l'extérieur, qui se termine par une arète avant (19) d'attaque de la terre, et des parois latérales (21) qui s'élèvent sur ladite paroi de fond, un tube de torsion (22) qui s'étend entre les parties supérieu- res desdites parois latérales et leur est relié rigide- ment, ledit tube de torsion étant équipé de bras (23) qui s'étendent radialement, ladite partie arrière (11) comprenant une paroi arrière (25) possédant une légère courbure vers l'extérieur pour coopérer avec la paroi de fond (18) de la partie avant afin d'imprimer un mou- vement de retournement à la terre creusée et des parois latérales étroites (26) en saillie vers l'avant, desti- nées à coopérer avec lesdites parois latérales (21) de la partie avant pour former un godet fermé pendant le creusement; ladite paroi arrière (25) étant équipée intérieurement d'une pluralité de paliers (27), ledit tube de torsion étant monté rotatif dans les paliers, ladite paroi arrière (25) étant munie d'une fenêtre (29) alignée sur chacun desdits bras (23), chaque bras fai- sant saillie à travers ladite paroi arrière pour émer- ger à l'extérieur de celle-ci; et un vérin à piston et cylindre (24) attaquant chaque bras (23) pour faire pi- voter ladite partie avant (12) et qui est monté sur la- dite paroi arrière, à l'extérieur de celle-ci, et accou- plé à l'un desdits bras. 8. Godet de pelle selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite partie arrière (11) est mu- nie d'une ferrure (14) alignée sur chaque fenêtre (29), tandis qu'un vérin à piston et cylindre (24) est monté sur chaque ferrure (14). 9. Godet de pelle selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un bras d'excavateur hydraulique (15) est relié à chaque ferrure. 10. Godet de pelle selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un vérin à piston et cylindre (17) de bras d'excavateur est relié à ladite partie arrière (11) entre les ferrures (14) du bras d'excavateur hy- draulique. 11. Godet de pelle excavatrice, caractérisé en ce qu'il comporte une partie arrière (11) et une *partie avant (12) articulée sur la partie arrière, la- dite partie avant (12) comprenant une paroi de fond (18) incurvée vers l'extérieur et qui se termine par un bord avant (19) d'attaque de la terre, et des parois latérales (21) qui s'élèvent sur ladite paroi de fond, un tube de torsion (22) qui s'étend entre les parties supérieures des parois latérales (21) et leur est relié rigidement, ledit tube de torsion (22) étant muni de bras (23) qui s'étendent radialement: ladite partie ar- rière (11) comprenant une paroi arrière (25) présentant une légère courbure vers l'extérieur pour coopérer avec la paroi de fond (18) de la partie avant afin d'imprimer un mouvement de retournement à la terre creusée, et des parois latérales étroites (26) qui font saillie vers l'avant pour coopérer avec les parois latérales (21) de la partie avant pour former un godet fermé pendant le creusement, ladite paroi arrière (25) étant équipée in- térieurement de paliers (27), ledit tube de torsion (22) étant monté rotatif dans lesdits paliers, ladite paroi arrière (25) étant munie de fenêtres (29) alignées sur lesdits bras (23), ces bras faisant saillie à travers ladite paroi arrière pour émerger à l'extérieur de cel- le-ci; des ferrures (14) fixées à l'extérieur de la partie arrière (11) et des vérins à piston et cylindre (24) montés entre lesdites ferrures (14) et lesdits bras (23) pour faire pivoter les deux parties (11, 12) l'une par rapport à l'autre pour vider une charge dudit godet. 12. Godet de pelle excavatrice, caractérisé en ce qu'il comprend une partie arrière (111, 211) et une partie avant (112, 212) articulée sur la partie ar- rière, ladite partie avant (212) comprenant une paroi de fond (18) incurvée vers l'extérieur et qui se termi- ne par un bord avant (19) d'attaque de la terre, et des parois latérales (21) qui s'élèvent sur ladite paroi de fond, un tube de torsion (22) qui s'étend entre les parties supérieures desdites parois latérales et leur est relié rigidement, ledit tube de torsion (22) étant équipé de moyens du type bras de manivelle (123a,223a) de direc- tion radiale;ladite partie arrière (111, 211) comprenant une paroi arrière (25) qui présente une légère courbure vers l'extérieur pour coopérer avec ladite paroi de fond (18) de la partie avant (112, 212) afin- d'imprimer un mouvement de retournement à la terre creusée, et des parois latérales étroites (26) en saillie vers l'avant, destinés à coopérer avec les parois latérales (21) de la partie avant pour former un godet fermé pendant le creusement; ladite paroi arrière (25) étant équipée de palier, ledit tube de torsion (22) étant monté rotatif dans lesdits paliers; et des moyens actionneurs rota- tifs (124, 224) servant à faire pivoter ladite partie avant (12), montés sur ladite paroi arrière et accouplés auxdits moyens du type bras (123a, 223a). 13. Godet de pelle selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits paliers font partie des- dits moyens actionneurs rotatifs (124, 224). 14. Godet de pelle selon la revendication 12, - caractérisé en ce qu'il comprend deux actionneurs rota- tifs (224) respectivement adjacents aux deux extrémités du tube de torsion. 15. Godet de pelle excavatrice, caractérisé en ce qu'il comprend une partie arrière (211) et une partie avant (212) articulée sur la partie arrière, la- dite partie avant comprenant une paroi de fond-incurvée vers l'extérieur qui se termine à une arète avant d'at- taque de la terre, et des parois latérales s'élevant sur ladite paroi de fond, un tube de torsion (222) qui s'étend entre les parties supérieures des parois laté- rales et leur est relié rigidement, ledit tube de tor- sion étant équipe d'une paire de moyens de bras de mani- velle (223a) espaces axialement et de direction radia- le, ladite partie arrière (211) comprenant une paroi arrière qui présente une légère courbure vers l'exté- rieur pour coopérer avec la paroi de fond de la par- tie avant afin d'imprimer un mouvement de retournement à la terre creusée, et des parois latérales étroites, qui font saillie vers l'avant, pour coopérer avec les parois latérales de la partie avant pour former un go- det de pelle fermé pendant le creusement, ladite paroi arrière étant équipée intérieurement d'une pluralité de paliers, ledit tube de torsion étant monté rotatif dans lesdits paliers; et un actionneur rotatif (224) prévus pour chaque moyen du type bras (223a) pour faire pivoter ladite partie avant (212), et qui est monté sur ladite paroi arrière et couplé à l'un desdits moyens du type bras (223a).