Brevet FR2629114A1 — publié le 19890929

La présente invention concerne un véhicule destiné à la réalisation de travaux de terrassement. Dans une application préférentielle, quoique non exclusive, le véhicule selon l'invention est particulièrement approprié au curage et au nettoyage des fossés ou analogues. Toutefois, le véhicule peut être utilisé pour d'autres applications telles que, par exemple, la réalisation de talus ou le creusage de trous ou de tranchées. On connait déjà des véhicules spécifiquement destinés au curage des fossés. Un véhicule de ce type comporte en général un châssis sur lequel est susceptible de pivoter, autour d'un axe orthogonal au plan du chassis, une plate-forme portant une flèche. Celle-ci, constituée de deux bras reliés l'un à l'autre, est articulée par l'extrémité d'un des bras à la plate-forme et porte à l'extrémité de l'autre bras un godet par l'intermédiaire de moyens dtarticulation. Les axes dtarticulation reliant les deux bras, le godet au bras correspondant, et la plate-forme à l'autre bras sont parallèles entre eux et au plan du châssis. Une pluralité de vérins assurent les différents mouvements de la flèche et du godet par rapport à la plateforme. Dans l'application destinée au curage des fosses, et afin que le véhicule puisse se déplacer parallèlement audit fossé à curer, il est nécessaire que le godet de travail soit orienté de façon appropriée par rapport au fossé, c'est-à-dire que sa direction longitudinale contenue dans son plan de symétrie vertical soit toujours sensiblement parallèle à l'axe longitudinal dudit fossé. Diverses solutions ont été proposées pour atteindre cet objectif. Celles-ci consistent soit en des articulations du type cardan prévues au niveau de l'articulation des deux bras de la flèche (Brevets FR-A-2 053 767 et FR-A-2 346 506) de sorte que la flèche présente un plan vertical brisé, orthogonal au plan du châssis, permettant ainsi de décaler le plan de symétrie vertical du godet par rapport à la direction de déplacement de ladite pelle pour que celle-ci puisse se déplacer parallèlement à l'axe longitudinal du fossé, cette solution étant de plus techniquement compliquée et coûteuse, soit en l'agencement d'un équipement spécifique prévu entre le godet et l'extrémité libre du bras de la flèche de sorte que le plan vertical de la flèche, orthogonal au plan du châssis, et le plan de symétrie du godet forme un angle prédéterminé fixe (Brevet FR-k-2 053 767), qui limite les possibilités de mouvements du godet à la seule application du véhicule au curage des fossés. Ba présente invention a pour objet de pallier ces inconvénient s et concerne un véhicule destiné à la réalisation de travaux de terrassement et dont la conception des moyens d'articulation du godet à l'extrémité libre de la flèche permet à celui-ci d'entre orienté selon deux axes d'articulation orthogonaux l'un par rapport à l'autre permettant ainsi audit véhicule d'être utilisé pour différentes applications. k cet effet, le véhicule destiné à la réalisation de travaux de terrassement notamment de curage de fossés, du type comportant - un châssis ; - une plate-forme susceptible de pivoter autour d'un axe orthogonal au plan formé par ledit chassis - une flèche constituée d'au moins deux bras articulés l'un à l'autre autour d'un premier axe et dont l'extrémité d'un des bras est articulée à ladite plate-forme autour d'un deuxième axe - des moyens d'articulation reliant, autour d'un troisième axe, un godet de travail à l'extrémité libre de l'autre bras de la flèche, lesdits premier, deuxième, et troisieme axes étant parallèles entre eux et au plan du châssis ; et - une pluralité de vérins assurant les différents mouvements de la flèche et du godet par rapport à ladite plate-forme, est remarquable, selon l'invention, en ce que lesdits moyens d'articulation comportent de plus un quatrième axe d'articulation orthogonal auxdits premier, deuxième, et troisième axes. Ainsi, ledit godet peut pivoter d'une part, de façon habituelle, autour du troisième axe reliant les moyens d'articulation au bras Cela flèche, et d'autre part, autour du quatrième axe, de sorte que le godet de travail peut être orienté autour desdits axes dans la position appropriée pour lequel il est destiné. Par exemple, dans l'application du véhicule au curage des fossés, la direction longitudinale dudit godet peut être pcsitionnée parallèlement à l'axe longitudinal du fossé grâce audit quatrième axe d'articulation des moyens d'articulatIon. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits moyens d'articulation peuvent être constitués par une tourelle orientable autour dudit quatrième axe d'articulation et articulé à l'extrémIté du bras de la flèche au moyen dudit troisième axe, ladite tourelle portant des moyens de commande en rotation dudit godet autour dudit quatrième axe permettant ainsi son orientation. Dans un mode préféré de réalisation, ladite tourelle orientable comporte un support supérieur monté, autour dudit troisième axe d'articulation, sur l'extrémité libre du bras de la flèche et un support inférieur portant, autour d'au moins un cinquième axe d'articulation, parallèle aux premier, deuxième, et troisième axes et au plan du châssis, ledit godet, ledit support inférieur étant relié de façon pivotante par rapport audit support supérieur par l'intermédiaire dudit quatrième axe d'articulation orthogonal aux premier, deuxième, troisième, et cinquième axes, de sorte que, lors de l'actionnement desdits moyens de commande, ledit godet pivote autour dudit quatrième axe d'articulation. Avantageusement, lesdits moyens de commande en rotation dudit godet sont constitués par un moteur hydraulique ; ce dernier est alors fixé audit support supérieur et est disposé parallèlement audit quatrième axe de la tourelle et orthogonalement auxdits premier, deuxième, et troisième axes. Pour assurer la rotation, autour du quatrième axe, du support inférieur par rapport au support supérieur, l'arbre de sortie dudit moteur hydraulique fixé au support supérieur porte un pignon s'engrenant avec une couronne dentée montée coaxialement sur ledit quatrième axe d'articulation lié audit support inférieur. Dans une forme préférée de réalisation, ledit support supérieur présente une forme de U constituée d'une base, portant ledit moteur hydraulique, et de deux flancs latéraux espacés parallèlement l'un de l'autre et sur lesquels est monté, par l'intermédiaire dudit troisième axe d'articulation, l'extrémité libre du bras de la flèche. Par ailleurs, pour assurer la rotation du godet autour du troisième axe d'articulation reliant la tourelle au bras de la flèche, il est prévu sur ledit support supérieur un sixième axe de liaison qui est parallèle au troisième axe d'articulation reliant le bras audit support et sur lequel est montée articulée une extrémité d'un compas dont l'autre extrémité est reliée audit bras de la flèche, les extrémités communes des deux biellettes formant le compas étant reliées à l'un des vérins de manoeuvre autour d'un septième axe parallèle aux troisième et sixième axes, de sorte que, lors de l'actionnement dudit vérin, la tourelle portant ledit godet pivote autour dudit troisième axe d'articulation reliant ladite tourelle audit bras de la flèche. Quant au support inférieur, dans un mode préféré de réalisation, il présente une forme de U renversée constituée d'une base sur laquelle sont agencés ledit axe orthogonal et ladite couronne dentée, ledit quatrième axe étant introduit dans un perçage ménagé dans la base du support supérieur en y étant maintenu axialement, et de deux flancs latéraux espacés parallèlement l'un de l'autre et sur lesquels est monté ledit godet par l'intermédIaire dudit cinquième axe d'articulation. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables La figure 1 montre une vue générale d'un véhicule, tel qu'une pelle hydraulique, dont le godet de travail est monté sur la flèche de la pelle par l'intermédiaire des moyens d'articulation de l'invention. La figure 2 représente, de façon partiellement écorchée, un mode de réalisation des moyens d'articulation selon l'invention. La figure 3 est une vue des moyens d'articulation selon la flèche F3 de la figure 2. La figure 4 est une vue de dessus de la figure 2. Les figures 5 et 6 représentent, de façon schématique, respectivement une vue en plan et une vue de dessus du véhicule selon l'invention dans son application préférentielle relative au curage de fossés. La figure 7 représente schématiquement une vue en plan du véhicule en cours de réalisation d'un talus. Les figures 8 et 9 représentent, de façon schématique, respectivement une vue en plan et une vue de dessus du véhicule en cours de réalisation d'un trou. Le véhicule, tel que la pelle hydraulique 1 montrée sur la figure 1, comporte un châssis 2 auxquels sont liés des moyens de roulement 3 et des stabilisateurs 4, ainsi qu'une plate-forme 5 susceptible de-pivoter autour d'un axe orthogonal 6 par rapport au plan défini par le châssis qui est horizontal sur la figure 1. Sur la plate-forme 5 sont disposés la cabine de pilotage 7 ainsi que le groupe moteur et la centrale hydraulique 8 permettant d'assurer le fonctionnement de la pelle 1 et des différents systèmes hydrauliques. Une flèche 10 est montée sur la plate-forme orientable 5 et elle est constituée, par exemple, de deux bras 11 et 12 articulés l'un à l'autre autour d'un premier axe d'articulation 13, le bras 11 étant relié par son autre extrémité à la plate-forme 5 autour d'un deuxième axe d'articulation 14?-tandis que des moyens d'articulation 16 relient, autour d'un troisième axe d'articulation 15, un godet de travail 18 à l'extrémité libre du bras 12 de la flèche 10. Les axes d'articulation 13,14, et 15 sont parallèles entre eux et au plan d châssis 2.Quant au godet 18, il est relié aux moyens d'articulation 16 par l'intermédiaire de deux axes d'articulation 1-9 et 20, dénommées cinquièmes axes, qui sont'parallèles entre eux ainsi qu'aux premier, deuxième, et troisième axes 13,14 et 15, et au plan du châssis. Selon l'invention, les moyens d'articulation 16 comportent de plus un quatrième axe d'articulation 25 orthogonal aux premier, deuxième, troisième et cinquième axes, de sorte que, comme on le verra ultérieurement, le godet 18 peut pivoter d'une part, autour du troisième axe d'articulation 15 reliant les moyens 16 au bras 12 de la flèche, et d'autre part, autour du quatrième axe d'articulation 25. Par ailleurs, des vérins de manoeuvre sont également prévus sur ladite pelle. Par exemple, un premier vérin 21 relie la plate-forme 5 au bras 11, un deuxième vérin 22 relie le bras 11 au bras 12 de la flèche 10, et un troisième vérin 23 relie le bras 12 aux moyens d'articulation 16 par l'intermédiaire d'un compas déformable.24. L'ensemble de ces vérins 21,22,23, connectés à la centrale hydraulique 8, permet d'effectuer de façon.habituelle les différents mouvements de levage et/ou d'abaissement du bras de la flèche 10 et du godet 18 par rapport à la plate-forme 5 qui peut également pivoter autour de l'axe 6 Les axes d'articulation 13,114,15,19 et 20 ainsi que les axes d'articulation, non référencés, des vérins sont parallèles entre eux et au plan horizontal du châssis, de syrte que les divers mouvements de la flèche s'effectuent dans un plan orthogonal au plan du châssis 2. Sur la figure 1, la flèche 10 est représentée dans une position extrême de levage. Selon l'invention, les moyens d'articulation 16 sont constitués pour une tourelle orientable 17 articulée, d'une part, au bras 12 par le troisième axe 15, et, d'autre part, au godet 18 par les cinquièmes axes 19 et 20. La tourelle 17 peut pivoter autour du quatrième axe d'articulation 25 et elle porte des moyens de commande 26 en rotation du godet 18 autour du quatrième axe 25, ce qui permet ainsi d'orienter ledit godet de façon appropriée comme on le verra en regard des figures 5 à 9. Un mode de réalisation de la tourelle orientable 17 est illustré en regard des figures 2 à 4. Sur ces figures, la tourelle orientable 17 comporte un support supérieur 28 monté autour du troisième axe d'articulation 15 sur l'extrémité libre du bras 12 de la flèche 10 et un support inférieur 29 monté autour des cinquièmes axes d'articulation 19 et 20 sur le godet 18. Le support inférieur 29 est relié de façon rotative par rapport au support supérieur 28 par l'intermédiaire du quatrième axe 25 ; la rotation du support inférieur 29 portant le godet 18 est réalisée par l'intermédiaire des moyens de commande 26 prévus sur le support supérieur 28, comme on le verra ultérieurement. Dans une forme préférée de réalisation, le support supérieur 28 présente une forme de U' définie par une base 30 sensiblement circulaire et par deux flancs latéraux 31 espacés parallèlement l'un de l'autre et fixés par exemple par soudure sur la base 30. Entre les deux flancs 31 est disposée l'extrémité libre du bras 12 de la flèche 10, qui y est maintenue par l'intermédiaire du troisième axe d'articulation 15. Par ailleurs, comme le montre la figure 2, un sixième axe de liaison 32 est également monté sur les flancs 31 et supporte une extrémité d'une première biellette 34 dont l'autre extrémité est articulée autour d'un septième axe de liaison 35 à l'extrémité d'une seconde biellette 36. Celle-ci étant montée par son autre extrémité autour d'un huitième axe de liaison 37 sur le bras 12. L'ensemble formé par les biellettes 34 et 36 constitue le compas déformable précité 24 dont les sixième, septième, et huitième axes de liaison respectivement 32,35,37 sont parallèles aux axes d'articulation 13,114,15,19, et 20 et parallèles au plan du châssis 2. De plus, sur le septième axe de liaison 35 est monté l'une des extrémités du vérin 23, de sorte que, lors de l'actionnement de celui-ci, la tourelle 17 ainsi que le godet 18 pivotent autour du troisième axe d'articulation 15 reliant la tourelle 17 au bras 12. Les moyens de commande 26 en rotation du support inférieur 29 par rapport au support supérieur 28, autour de l'axe 25, sont constitués avantageusement par un moteur hydraulique 40 fixé sur le support supérieur en étant disposé parallèlement au quatrième axe d'articulation 25, ledit moteur 40 étant relié à la centrale hydraulique 8. L'arbre de sortie 1 du moteur hydraulique 140 porte un pignon denté 142, par exemple à denture droite, (figures 3 et 4) qui s'engrène avec une couronne dentée 143 fixée au support inférieur 29. Dans un autre mode ce réalisation, la couronne dentée 43 pourrait être entraînée par une vis sans fin llee au moteur hydraulique. Ce support 29 présente une forme générale en U renversée, définie par une base circulaire 48 parallèle à la base circulaire 30 du support supérieur 28 et.par deux flancs latéraux 45 espacés parallèlement l'un de l'autre et soudés à la base 48. Entre les-flancs 45 est agencé le godet 18 par l'intermédiaire des cinquièmes axes d'articulation 19 et 2G. Le quatrième axe 25, auquel est lié en rotation et coaxialement la couronne dentée 43, fixée à la base 44 s'engage dans un perçage 46 ménagé dans la base circulaire 30 du support supérieur 28. L'axe 25 est màintenu axialement sur la base 30 par un moyen de fixation 47 tel qu'un écrou ou analogue, tout en étant libre en rotation. Dans une variante de réalisation non représentée, l'axe 25 pourrait être maintenu axialement par la couronne dentée, celle-ci étant alors reliée, de façon appropriée, au support supérieur.Ainsi, lorsque le moteur hydraulique 40 est actionné dans le sens senestrorsum ou dans le sens dextrorsum, le pignon 42 entraîne en rotation la couronne dentée 43 ainsi que le quatrième axe 25, ce qui provoque la rotation du support inférieur 29 et du godet 18 par rapport au support supérieur 28 lié au bras 12. De cette façon, le godet 18 peut être orienté aussi bien par rapport à l'axe 15 que par rapport à l'axe 25, orthogonal à l'axe 15, pour être amené dans la position de travail souhaité. Les moyens d'articulation 16 selon l'invention permettent au véhicule d'être polyvalent, c'est-à-dire de pouvoir effectuer différents travaux de terrassement. Comme le montrent les figures 5 et 6, la pelle hydraulique 1 est destinée dans son application préférentielle au curage des fossés. On voit sur ces figures, que, pour pouvoir déplacer parallèlement la pelle hydraulique le long du fossé 5C, l'opérateur agit sur une manette de commande, non représentée, du moteur hydraulique 40 pour que, grâce à celui-ci et à la tourelle orientabie, le godet 18 soit positionné aisément de façon appropriée par rapport à l'axe longitudinal 51 du fossé 5G. La direction longitudinale 52 du godet 18, confondue à son plan de symétrie, est alors confondue avec l'axe 51 du fossé 50. De plus, comme le montre en traits pointillés la figure 6, si le fossé 50 présente des parties sinueuses 50A, il n'est pas nécessaire de déplacer la pelle hydraulique parallèlement à ces parties 50A, la pelle pouvant conserver un déplacement rectiligne. Pour cela, l'opérateur agit par exemple sur les commandes de la flèche 10 puis sur celle du moteur hydraulique 40 pour que le godet conserve toujours une orientation idéale. L'arête active 53 du godet 18 est contenue dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal du fossé. Grâce à la tourelle orientable 17, la direction longitudinale 52 du godet 18 reste parallèle à l'axe longitudinal 51 du fossé 50 quel que soit son profil. Le véhicule équipé des moyens d'articulation 16 tels que définis par la tourelle 17 selon l'invention peut effectuer différents types de travaux autres que celui relatif au curage de fossés, grâce au montage du godet autour des deux axes orthogonaux 15 et 25. Par exemple, sur la figure 7, la pelle hydraulique 1 peut réaliser des talus 55 suivant un mouvement du godet 18.du bas vers le haut (flèche f) alors qu'habituellement, avec des godets montés autour d'axes parallèles au plan du châssis, la réalisation du talus s'effectue par le déplacement du godet du point haut vers le point bas, lorsque la pelle se trouve au niveau bas. Par rapport à la figure 1, il suffit de faire pivoter le godet autour du quatrième axe 25 de 1800 pour présenter l'arête active 53 face au talus et d'agir ensuite sur les différents vérins de commande de la flèche et du godet. Un autre exemple d'utilIsation de la pelle hydraulique équipée de la tourelle orientable 17 est illustré sur les figures 8 et 9. La pelle hydraulique 1 peut exécuter par exemple un trou 56, de dimension importante (3 m x 5 m), sans avoir à déplacer celle-ci. Grâce à la tourelle orientable 17, le godet 18 est toujours amené et orienté dans une position appropriée comme celle illustrée en traits pointillés sur la figure 9, ce qui permet de plus d'obtenir un trou ayant une forme régulière. Bien que l'on ait décrit le montagne de la tourelle orientable à l'extrémité libre d'une flèche d'une pelle hydraulique à plate-forme pivotante, il va de soi que ladite tourelle selon l'invention pourrait être adaptée à une extrémité d'une flèche articulée directement à un châssis d'un véhicule ou d'une remorque. REVENDICATIONS 1 - Véhicule destiné à la réalisation de travaux de terrassement notamment de curage de fossés, du type comportant - un châssis (2) - une plate-forme (5) susceptible de pivoter autour d'un axe orthogonal (6) au plan formé par ledit châssis - une flèche (10) constituée d'au moins deux bras (11,12) articulés l'un à l'autre autour d'un premier axe (13) et dont l'extrémité d'un des bras est articulée à ladite plate-forme autour d'un deuxième axe (14) ; - des moyens d'articulation (16) reliant, autour d'un troisième axe (15), un godet de travail (18) à l'extrémité libre de l'autre bras de la flèche (10), lesdits premier, deuxième, et troisième axes (13,14,15) étant parallèles entre eux et au plan du châssis ; et - une pluralité de vérins (21,22,-23) assurant les différents mouvements de la flèche et du godet par rapport à ladite plate-forme, caractérisé en ce que lesdits moyens d'articulation (16) comportent de plus un quatrième axe d'articulation (25) orthogonal auxdits premier, deuxième, et troisième axes (13,114,15). 2 ; Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'articulation (16) sont constitués par une tourelle.(17) orientable autour dudit quatrième axe d'articulation (25) et articulé à l'extrémité du bras de la flèche au moyen dudit troisième axe d'articulation (15), ladite tourelle (17) portant des moyens de commande en rotation (26) dudit godet (18) autour dudit quatrième axe (25) permettant ainsi son orientation. 3 - Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite tourelle orientable (17) comporte un support supérieur (28) monté, autour dudit troisième axe d'articulation (15), sur l'extrémité libre du bras (12) de la flèche et un support inférieur (29) portant, autour d'au moins un cinquième axe d'articulation (19), parallèle aux premier, deuxième, et troisième axes et au plan du châssis, ledit godet, ledit support inférieur (29) étant relié de façon pivotante par rapport audit support supérieur (28) par l'intermédiaire dudit quatrième axe d'articulation (25) orthogonal aux premier, deuxième, troisième, et cinquième axes, de sorte que, lors de l'actionnement desdits moyens de commande (26), ledit godet pivote autour dudit quatrième axe d'articulation (25). 4 - Véhicule selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (26) en rotation dudit godet sont constitués par un moteur hydraulique (40). 5 - Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit moteur hydraulique (40) est fixé audit support supérieur (28) et est disposé parallèlement audit quatrième axe (25) de la tourelle (17) et orthogonalement auxdits premier, deuxième, et troisième axes. 6 - Véhicule selon l'une des revendications 4 ou 5,- caractérisé en ce que l'arbre de sortie (41) dudit moteur hydraulique (40) fixé au support supérieur (28) porte un pignon (42) s'engrenant avec une couronne dentée (43) montée coaxialement sur ledit quatrième axe d'articulation (25) lié audit support inférieur (29). 7 - Véhicule selon l'une des revendications-3 à 6, caractérisé en ce que ledit support supérieur (28) présente une forme de U constituée d'une base (30), portant ledit moteur hydraulique (140), et de deux flancs latéraux (31) espacés parallèlement l'un de l'autre et sur lesquels est monté, par l'intermédiaire dudit troisième axe d'articulation (15), l'extrémité libre du bras (12) de la flèche. 8 - Véhicule selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu sur ledit support supérieur (28) un sixième axe de liaison (32) qui est parallèle au troisième axe d'articulation (15) reliant le bras audit support (28) et sur lequel est montée articulée une extrémité d'un compas (24) dont l'autre extrémité est reliée audit bras de la flèche, les extrémités communes des deux biellettes (34,36) formant le compas (24) étant reliées à l'un (23) des vérins de manoeuvre autour d'un septième axe (37) parallèle aux.troisième et sixième axes (15,32), de sorte que, lors de l'actionnement dudit vérin, la tourelle (17) portant ledit godet (8) pivote autour dudit troisième axe d'articulation (15) reliant ladite tourelle audit bras de la flèche. 9 - Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes 6 à 8, caractérisé en ce que ledit support inférieur (29) présente une forme de U renversée constituée d'une base (44) sur laquelle sont agencées ledit quatrième axe (25) et ladite couronne dentée (43), ledit quatrième axe (25) étant introduit dans un perçage (46) ménagé dans la base (30) du support supérieur (28) en y étant maintenu axialement, et de deux flancs latéraux (45) espacés parallèlement l'un de l'autre et sur lesquels est monté ledit godet par l'int-ermédiaire dudit cinquième axe d'articulation (19).