Brevet FR2695423A1 — publié le 19940311

L'invention concerne un engin de chantier ou de travaux publics; comme on le verra, elle concerne surtout les engins légers tels que pelleteuses, faucheuses, excavatrices, etc., mais n'est pas limitée à ce type d'engin et peut être directement transposée à des engins de plus grande taille ou à des engins effectuant d'autres tâches. Une des difficultés rencontrées lors de l'exécution de ces différentes tâches tient souvent à la mauvaise visibilité qu'a l'opérateur de l'endroit où opère l'outil : Par exemple, lors de l'excavation d'une tranchée profonde le long d'une route, lors de la manutention d'une charge volumineuse en un endroit d'accès difficile, etc. Outre l'inconfort pour l'opérateur, qui doit se lever, se tourner, se pencher de la cabine, etc., la mauvais. visibilité peut entraîner une exécution défectueuse du travail, avec tous les risques et inconvénients corrélatifs. Cependant, cette visibilité ne doit pas être obtenue au détriment des dimensions extérieures de l'engin (par exemple par utilisation d'une cabine surélevée), car ceci réduit la maniabilité de l'engin en dehors des périodes de travail, c'est-à-dire lorsqu'il doit circuler sur route, passer sous des ponts, entrer par une porte de hangar, etc. n est à cet égard souhaitable de disposer d'un engin qui soit le plus compact possible du point de vue de ses dimensions extérieures. L'un des buts de l'invention est de remédier à ces difficultés, en proposant un engin de chantier ou de travaux publics procurant une visibilité nettement améliorée par rapport aux machines actuelles, donc avec un confort accru pour l'opérateur et la certitude d'une exécution plus rapide et plus précise des diverses tâches. On verra également, selon un autre aspect de l'invention, que l'engin est conçu de façon modulaire afin de le transformer très aisément, par substitution d'outil, en chargeuse, pelle, faucheuse, etc., en lui procurant ainsi un caractère tout à fait universel. L'engin de l'invention est du type générique comportant : un ensemble automoteur, comprenant, d'une part, un châssis pourvu de roues ou de chenilles motrices et, d'autre part, un corps d'engin, mo bile en rotation autour d'un axe vertical par rapport au châssis ; une cabine, supportant un siège pour le conducteur et les diverses commandes nécessaires à celui-ci pour conduire l'engin; et une flèche, portée par le corps d'engin et articulée sur celui-ci en rotation autour d'un axe horizontal et portant à son extrémité un outil. Selon l'invention, cet engin présente la combinaison de caractéristiques selon laquelle : la cabine est supportée par la flèche télescopique, en une position avancée par rapport au corps d'engin; la cabine est montée sur la flèche par une liaison pivotante, articulée autour d'un axe horizontal perpendiculaire à l'axe moyen de la flèche; et il est prévu des moyens pour faire varier l'angle relatif de la cabine par rapport à la flèche, ces moyens opérant en fonction de l'angle d'inclinaison de la flèche par rapport à l'horizontale de manière à maintenir essentiellement horizontale la cabine pendant toute la durée d'utilisation, quelles que soient les variations d'inclinaison de la flèche par rapport au corps d'engin. Dans une forme de réalisation avantageuse, la flèche est une flèche télescopique comprenant au moins deux sections déployables, et la cabine est montée sur la flèche à l'extrémité distale de la section de la flèche articulée sur le corps d'engin. De préférence, il est prévu, à l'extrémité de la flèche, des moyens d'accrochage articulés sur cette extrémité de flèche autour d'au moins un axe horizontal et/ou vertical, et portant directement un outil ou bien portant un bras support coudé portant lui-même, à son extrémité libre, un outil articulé. Selon un autre aspect de l'invention, le châssis comporte un fat central supportant le corps d'engin et quatre bras supportant chacun une roue, ces bras étant des bras oscillants dont la position est commandée par des moyens de contrôle d'attitude propres à modifier la garde au sol du fût central en fonction des conditions de travail ou de conduite et/ou des conditions de dévers. 0 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparâî- tront à la lecture de la description détaillée ci-dessous d'un exemple, non limitatif, de réalisation de l'invention, en référence aux dessins annexés. La figure 1 est une vue perspective, en contre-plongée, d'un engin selon l'invention. La figure 2 est une vue partielle correspondant à la figure 1, montrant la possibilité de substitution de l'outil situé à l'extrémité de la flèche. La figure 3 est une vue montrant l'engin de l'invention, équipé d'un bras courbe (dépourvu d'outil) permettant le travail latéral. Les figures 4 et 5 montrent plus en détail la structure du châssis à bras oscillant de l'engin. La figure 6 montre ce même châssis, pourvu de chenilles. 0 Sur la figure 1, on a représenté un engin incorporant les ensei gnements de l'invention, qui comporte essentiellement un ensemble automoteur comprenant un châssis 10 et un corps 20. Le châssis 10 est pourvu de roues (ou, dans une variante de réalisation, de chenilles) et permet à l'engin de se déplacer sur route ou sur chantier et, pendant son travail, de lui donner une assise suffisante pour lui procurer la stabilité voulue. Le corps 20 est un corps rotatif autour d'un axe vertical par rapport au châssis 10, de préférence rotatif sur 360" afin de permettre une mobilité totale autour du châssis, à la manière d'une pelleteuse. Le corps 20 porte une flèche 30, qui est de préférence une flèche déployable comprenant deux segments téléscopiques 31 et 32, l'ex- trémité inférieure du segment 31 étant articulée en 33 sur le corps 20 autour d'un axe horizontal ; un vérin 34, ou tout autre moyen articulé, permet de faire varier l'angle de site de la flèche. Des moyens, tels qu'un vérin (non représenté) sont également prévus pour déployer plus ou moins le segment 32 par rapport au segment 31. De façon caractéristique de l'invention, l'extrémité distale 35 du segment 31 porte une cabine 40, articulée en 41 sur le segment 31 et dont l'inclinaison par rapport à ce dernier autour d'un axe horizontale peut être ajustée au moyen d'un vérin 42. Ce vérin 42 est commandé de façon automatique en fonction de l'angle de site de la nè- che afin que, quelle que soit la position de cette dernière, la cabine soit toujours maintenue en position horizontale. La cabine comporte le siège du conducteur, le volant, les différentes manettes de commande, le tableau de bord, etc., de sorte que l'opérateur installé dans celle-ci a à sa disposition toutes les commandes nécessaires à la fois à la conduite de l'engin (sur route) et à la manoeuvre de celui-ci (sur le chantier). L'extrémité libre 36 du segment 32, quant à elle, porte un outil 50 qui, dans l'exemple illustré, est une pelle de chargement, articulée en 37 sur le bras 32 et manoeuvrable par des moyens classiques, non représentés. Les diverses dimensions des éléments de cette engin, notamment de la flèche 30 et de la cabine 40, sont choisies de manière que, lorsque le flèche est en position repliée (angle de site minimal), la cabine 40 vienne dans le prolongement du corps 20 et contre celui-ci, comme illustré figure 3. On retrouve ainsi une configuration extrêmement compacte, avantageuse lorsque l'engin est en situation de conduite sur route par exemple, ou lorsque les travaux doivent être effectués très près du sol. La hauteur hors- tout de l'engin est en effet réduite à un minimum, ce qui lui permet de rouler et de manoeuvrer dans des endroits même peu accessibles, grâce à son encombrement très limité. En revanche, en position de travail, lorsque la flèche est déployée et relevée comme illustré figure 1, l'opérateur est dans une position avancée et surplombante très avantageuse, qui lui permet de disposer d'une visibilité maximale et évolutive en fonction des mouvements de la flèche ; en d'autres termes, la position avancée, surplombante et mobile de la cabine permet à l'opérateur de rester très près de l'outil et donc d'avoir un contrôle optimal de celui-ci pendant toute la durée des opérations, quelle que soit la complexité de cellesci. Un plancher transparent 43 donne une visibilité sous la cabine (contrôle d'arrimage, contrôle de l'absence d'obstacle) De préférence, l'outil 50 est relié à la flèche par des moyens d'accrochage à verrouillage/déverrouillage rapide, qui permettent un changement d'outil commode.Ainsi, dans l'exemple de la figure 2, on a remplacé le godet 50 par un ensemble articulé 60 comprenant un bras coudé 61 à l'extrémité 62 duquel est articulée une pelle 63 cette configuration permet, outre le changement d'outil, un allongement de la longueur de la flèche et un degré de liberté supplémentaire du fait de l'articulation 62. La cinématique combinée, dans l'espace, des articulations 37 et 62 permet de retrouver toutes les configurations d'utilisation que l'on connaît avec un bras classique articulé en deux parties. Sur la figure 3 on a illustré une autre configuration, dans laquelle les moyens d'accrochage 37 ont été pivotés d'un quart de tour autour de l'axe longitudinal de la flèche, afin que l'articulation 37 se fasse non plus autour d'un axe horizontal, mais autour d'un axe perpendiculaire, comme on peut le voir sur la figure. Ceci permet par exemple d'effectuer un travail sur le côté de l'engin, l'exemple typique en étant le fauchage d'un bas-côté exécuté simultanément à la progression de l'engin. Sur la figure 4, on a illustré un autre aspect de l'invention, relatif au châssis de l'engin. Comme on peut le voir figure 4, celui-ci comporte un fat central 11 supportant le corps 20 (qui n'a pas été représenté sur cette figure) et pourvu de bras oscillants 12 portant chacun à son extrémité une roue 13, articulée autour d'un axe vertical 14 afin de permettre à l'engin de manoeuvrer ou de se diriger dans sa progression. De façon caractéristique de l'invention, la position de chacun des bras est commandée par un vérin propre 15 dont l'extrémité de la tige est articulée sur le bras 12 et dont le corps est relié à une partie 16 solidaire du fût 11. La position de chaque bras est commandée indépendamment de façon à permettre un ajustement de la position d'ensemble de l'engin, par exemple pour compenser un dévers, comme illustré figure 5 où les deux roues situées d'un même côté de l'engin sont à un niveau plus haut que les deux autres ou encore, et surtout, pour modifier la garde au sol de l'engin, par exemple pour passer d'une position de route, où les bras sont en position médiane, diminuant ainsi la hauteur hors-tout de l'engin pour lui permettre par exemple de passer par une porte de hangar, à une position de travail, où les bras sont en position basse, ce qui permet de relever le corps de l'engin et d'assurer ainsi un meilleure progression ou un meilleur travail sur un terrain accidenté. Enfin, comme illustré figure 6, il est possible de passer une chenille 17 autour de chaque paire de roues située d'un même côté (les bras étant mis en position haute extrême), ce qui permet d'adapter l'engin à des terrains meubles ou bourbeux sans en modifier la structure d'ensemble, le centre de gravité étant alors abaissé. Dans ce cas, les parties 16 solidaires du fût sont avantageusement pourvues de galets presseurs additionnels 18 revêtus de PTFE, sur lesquels viendront appuyer les chenilles. Bien entendu, dans cette configuration, la fonction directrice des roues est bloquée. REVENDICATIONS 1. Un engin de chantier ou de travaux publics, comportant: - un ensemble automoteur, comprenant, d'une part, un châssis (10) pourvu de roues (13) ou de chenilles (17) motrices et, d'autre part, un corps d'engin (20), mobile en rotation autour d'un axe vertical par rapport au châssis, - une cabine (40), supportant un siège pour le conducteur et les diverses commandes nécessaires à celui-ci pour conduire l'engin, et - une flèche (30), portée par le corps d'engin et articulée sur celui-ci en rotation autour d'un axe horizontal et portant à son extrémité un outil (50 ; 60), caractérisé en ce que: - la cabine est supportée par la flèche télescopique, en une posi tion avancée par rapport au corps d'engin, - la cabine est montée sur la flèche par une liaison pivotante (41), articulée autour d'un axe horizontal perpendiculaire à l'axe moyen de la flèche, et - il est prévu des moyens (42) pour faire varier l'angle relatif de la cabine par rapport à la flèche, ces moyens opérant en fonc tion de l'angle d'inclinaison de la flèche par rapport à l'hori zontale de manière à maintenir essentiellement horizontale la cabine pendant toute la durée d'utilisation, quelles que soient les variations d'inclinaison de la flèche par rapport au corps d'engin. 2. L'engin de la revendication 1, dans lequel la flèche est une flèche télescopique comprenant au moins deux sections déployables (31, 32), et la cabine est montée sur la flèche à l'extrémité distale (35) de la section (31) de la flèche articulée sur le corps d'engin. 3. L'engin de la revendication 1, dans lequel il est prévu, à l'extrémité (36) de la flèche, des moyens d'accrochage (37) articulés sur cette extrémité de flèche autour d'au moins un axe horizontal et/ou vertical. 4. L'engin de la revendication 3, dans lequel les moyens d'accrochage portent directement un outil (50). 5. L'engin de la revendication 3, dans lequel les moyens d'accrochage portent un bras support coudé (61) portant lui-même, à son extrémité libre, un outil (63) articulé. 6. L'engin de la revendication 1, dans lequel le châssis comporte un fût central (11) supportant le corps d'engin et quatre bras (12) supportant chacun une roue (13), ces bras étant des bras oscillants dont la position est commandée par des moyens de contrôle d'attitude (15) propres à modifier la garde au sol du fût central en fonction des conditions de travail ou de conduite et/ou des conditions de dévers.