Brevet FR2759997A1 — publié le 19980828

La présente invention concerne un engin porte-outil pour le transport, la manutention et l'exécution de travaux avec des outils, comprenant un châssis de roulement, un poste de conduite, un mât de levage et son équipement mobile devant le poste de conduite, et un groupe d'entraînement à moteur pour les déplacements, les opérations de levage et les travaux. On connaît, d'une part, des engins servant à effectuer des travaux de fouille ou de terrassement comme par exemple de petits engins à bras recevant une pelle d'excavation ou munis d'une lame ripeuse ou encore un marteau piqueur fixé à l'extrémité du bras. Il existe par ailleurs différents types de transporteurs à mât de levage et fourche pour soulever et transporter des charges. La présente invention a pour but de créer un engin polyvalent, susceptible de transporter ou de lever des charges ou d'effectuer des travaux avec des outils tels que godets, lame ripeuse, outil de forage, en présentant une excellente stabilité pour le levage des charges ou pendant l'exécution de travaux avec les outils portés par le mât de levage. A cet effet, l'invention concerne un engin porteoutil caractérisé en ce que - le châssis de roulement est indépendant du poste de conduite et du groupe d'entraînement, - le mât de levage est - articulé en partie basse au châssis de roulement, - articulé en partie haute au poste de conduite, - le poste de conduite et le groupe d'entraînement forment un ensemble mobile en translation par rapport au châssis de rou lement, de manière commandée, pour incliner ou redresser le mât par déplacement de cet ensemble par rapport au châssis de roulement. Le montage inclinable du bras de levage permet, pour soulever et transporter des charges importantes (par rapport à la capacité de l'engin) sur des terrains accidentés ou instables, de reculer l'ensemble mobile pour déplacer le centre de gravité de l'engin vers l'arrière et incliner le mât également vers l'arrière ; la charge portée est ainsi mieux répartie par rapport au châssis de roulement, évitant que le châssis ne soit trop fortement sollicité à l'avant et ne s'enfonce ou ne se déséquilibre. Cela permet de transporter des charges relativement lourdes sur des terrains accidentés ou mous, comme des sols faiblement stabilisés, par exemple sur des chantiers de construction ou de travaux publics. Cela permet également de soulever à une hauteur relativement importante, sensiblement égale au double de la longueur du mât, sans risquer de basculer, grâce à la bonne répartition des masses sur le polygone de sustentation formé par le châssis de roulement. Le déplacement de l'ensemble mobile vers l'arrière peut être fait en fonction de la charge à soulever ou à transporter pour assurer la meilleure répartition possible. Ce déplacement vers l'arrière permet également d'incliner simplement les fourches équipant le cas échéant le mât de levage pour bien tenir la charge appuyée sur les fourches et contre le tablier. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le mât de levage comprend un tube fixe et un tube mobile coulissant par rapport au tube fixe en étant commandé par un vérin, - le tube fixe étant articulé par sa base au châssis de roule ment, - le tube mobile portant à son extrémité supérieure un galet de rotation, - une chaîne de traction passant sur le galet de rotation, dont une extrémité est reliée à un point fixe du tube fixe et l'autre extrémité est reliée à l'équipement mobile du mât de levage. Le mât ainsi constitué par un ensemble unique, placé dans le plan médian de l'engin, constitue un moyen de levage suffisamment solide pour soulever les charges que peut transporter un tel engin. Ce mât rigide est de construction simple permettant de lever facilement les charges à une hauteur sensiblement double de sa longueur en position rétractée. Le soulèvement se fait de manière simple grâce à la multiplication du mouvement assurée par la chaîne de traction, travaillant à la manière d'un câble ou d'une chaîne de palan. Cette multiplication permet également un positionnement précis de l'équipement mobile du mât, ce qui peut être particulièrement important lorsque cet équipement mobile porte un outil. Le mât unique de l'engin offre une bonne visibilité à l'avant permettant de suivre et de contrôler la charge ou le travail effectué avec l'outil. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'équipement mobile du bras de levage comprend - un tablier recevant les outils, - portant contre la face avant et la face arrière du mât, * ayant des galets de roulement roulant sur la face avant et la face arrière du mât, - un frein pinçant les faces arrière et avant du mât pour frei ner ou bloquer le mouvement de l'équipement mobile. L'équipement mobile est ainsi guidé de manière précise sur le mât. Le mouvement de descente de l'équipement mobile peut être ralenti par le frein. L'équipement mobile peut également être bloqué par le frein en complément du blocage réalisé par le circuit hydraulique. Ce frein constitue un élément de sécurité en cas de défaillance mécanique ou hydraulique. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le tube fixe du mât est entouré par le tube mobile, le vérin étant logé dans le tube fixe. Le tube fixe et servant de moyen de guidage et le vérin sont particulièrement protégés par cette structure. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le groupe d'entraînement se compose d'un moteur thermique entraînant au moins une pompe et son circuit hydraulique pour commander les déplacements du châssis de roulement, les déplacement de l'équipement mobile du mât de levage, le mouvement de l'ensemble mobile en translation par rapport au châssis de roulement et l'entraînement des outils portés par l'équipement mobile. L'entraînement des différents organes de l'engin par des circuits hydrauliques facilite la transmission des mouvements, en particulier pour le châssis de roulement dont les roues motrices sont entraînées par des moteurs hydrauliques. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le châssis de roulement est un châssis à chenilles dont les roues motrices sont entraînées par un moteur hydraulique alimenté en fluide par le circuit hydraulique du groupe d'entraînement. Le châssis de roulement à chenilles offre une stabilité particulièrement grande sur des terrains mous car la pression exercée par l'engin est extrêmement faible et cela d'autant plus que la charge est bien répartie grâce aux mouvements possibles pour l'ensemble mobile et le mât de levage. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'extrémité inférieure du mât est articulée au châssis de roulement entre les chenilles. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'ensemble mobile formé du poste de conduite et du groupe d'entraînement est porté par un plateau muni de deux rails roulant sur des galets de translation portés par le châssis de roulement, un vérin commandant le déplacement de l'ensemble mobile par rapport au châssis ou bloquant l'ensemble mobile par rapport au châssis. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la partie haute du mât est l'extrémité supérieure du tube fixe et cette partie haute est reliée de manière articulée à un vérin, lui-même relié de manière articulée au poste de conduite. Ce vérin fonctionne en général comme une bielle lorsque l'ensemble mobile recule. Mais pour incliner le mât vers l'avant le conducteur commande ce vérin, ce qui permet dans certains cas d'utilisation de laisser l'ensemble mobile en position arrière et d'incliner le mât. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le tube mobile du mât est le tube extérieur, fendu avec une ouverture longitudinale située sur le côté arrière pour le passage de l'attache portant l'articulation supérieure du mât. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue de face de l'engin porteoutil selon l'invention, - la figure 2 est une vue de côté correspondant à la figure 1, le mât de levage étant en position neutre, - la figure 3 est une vue de côté de l'engin de levage avec le mât en position inclinée, - la figure 4 est une vue en coupe partielle du mât de levage au niveau du tablier, - la figure 5 est une coupe transversale du mât de levage et du tablier montrant les galets de roulement, - la figure 6 est une autre coupe transversale du mât de levage montrant les freins. Selon les figures 1, 2, 3, l'invention concerne un engin porte-outil permettant de recevoir des outils tels qu'un plateau ou une fourche pour transporter et manutentionner des charges ou encore des outils tels qu'un godet de terrassement, une bétonnière qui se charge en position basse et peut être soulevée par le mât pour arriver, par exemple, au premier ou second niveau d'un échafaudage ou d'une construction ; le mât peut également recevoir des outils tels qu'une fraise pour réaliser les tranchées servant à l'enfouissement de câbles ou de conduites, des outils de taille ou de coupe, etc. et de manière générale, de nombreux outils utilisés dans la construction. Ces outils s'adaptent simplement et rapidement sur l'équipement mobile de sorte que l'engin est à usage pratique universel sur un chantier. L'engin comprend un châssis de roulement 1, un mât de levage 2 et un poste de conduite 3 ainsi qu'un groupe d'entraînement 4, le poste de conduite 3 et le groupe d'entraînement 4 formant un ensemble mobile en translation dans la direction longitudinale, par rapport au châssis de roulement 1. Le châssis de roulement 1 selon cet exemple est constitué par un châssis à chenilles ll passant sur des roues 12, 13 dont l'une est motrice. Des roues secondaires 14 soutiennent les chenilles. La figure 2 montre dans sa demi-coupe du châssis de roulement 1, la structure de ces différents organes. La roue 13 est par exemple motrice. Elle est entraînée par un moteur hydraulique 15 relié à un circuit hydraulique non représenté. Le châssis de roulement 1 est porté par une structure 16 par exemple en construction mécanosoudée. L'ensemble mobile formé des éléments 3, 4 est porté par un plateau 31 équipé, sur sa face inférieure, de deux rails 32 en forme de C, servant de rails de guidage. Ces rails roulent sur des galets de roulement 17 portés par l'ossature 16 du châssis 1 (figure 1). Le plateau 31 est équipé d'une patte 33 à laquelle est articulée la tête 34 de la tige 35 d'un vérin 36 dont le cylindre est articulé par l'attache 37 à une patte 18 de l'ossature 16. Le vérin est commandé à partir du poste de commande 3 pour se déployer et se rétracter et faire ainsi coulisser l'ensemble mobile 3, 4 par rapport au châssis de roulement 1. Le poste de conduite 3 comporte différentes manettes et moyens de commande 38 non détaillés, ainsi qu'en partie haute une attache 39. Le groupe d'entraînement 4 non représenté de manière détaillée se compose d'un moteur thermique entraînant une ou plusieurs pompes hydrauliques associées chacune à un circuit hydraulique. Ces circuits hydrauliques commandés par des distributeurs comme par exemple le tiroir 41 (figure 2) servent à commander les différents circuits de fluide hydraulique tels que le circuit hydraulique alimentant les moteurs 15 d'entraînement des chenilles 11 (un moteur est associé à chacune des deux chenilles pour commander les mouvements de direction), le circuit hydraulique du mât de levage et le circuit hydraulique de l'éventuel outil porté par le mât de levage. Le mât de levage 2 porte un équipement mobile 5 qui coulisse par rapport au mât. Cet équipement mobile 5 est constitué dans son expression la plus simple, par un cadre ou tablier muni de moyens de fixation comme par exemple une traverse inférieure 51 et une traverse supérieure 52 reliées par des branches latérales 53 et auxquelles se fixent les outils évoqués ci-dessus. L'équipement mobile 5 est muni de galets inférieurs 54 et supérieurs 55 roulant sur la face avant et la face arrière du mât 2. L'équipement mobile 5 est suspendu à un moyen de traction tel qu'une chaîne 56. La structure du mât apparaîtra de manière plus détaillée aux figures 4, 5 et 6. Le mât 2 est articulé à sa partie inférieure par l'intermédiaire d'un bras 21 à une patte 19 portée par l'ossature 16 du châssis de roulement 1. La partie supérieure 22 du mât est reliée, de manière articulée par un vérin 7 formant une bielle 7, à l'ensemble mobile 3, 4, en l'occurrence la patte 39 portée par la cabine du poste de conduite. Ce vérin fonctionne en général comme une bielle lorsque l'ensemble mobile recule. Mais pour incliner le mât vers l'avant le conducteur commande ce vérin, ce qui permet dans certains cas d'utilisation de laisser l'ensemble mobile en position arrière et d'incliner le mât. Le bras inférieur 21 (en général dédoublé) est articulé à la patte 19 dans l'intervalle entre les roues ou chenilles du châssis de roulement 1, de manière à ce que le mât 2 soit décalé aussi loin que possible vers l'arrière de l'engin ou vers l'intérieur du polygone de sustentation du châssis de roulement 1. Le mât de levage 2 se compose d'un tube 23 intérieur fixe et d'un tube extérieur 24 coulissant télescopiquement sur le tube intérieur 23. L'expression fixe associée ici au tube 23 signifie que ce tube ne se translate pas ; cela n'exclut pas son pivotement. Le coulissement est commandé par un vérin 25 ayant sensiblement la longueur (en position rétractée) du tube fixe 23 du mât. La base du vérin 25 est reliée au tube fixe 23 et la tête 251 de la tige de vérin est reliée de préférence de manière articulée à l'extrémité supérieure de la partie 241 du tube mobile 24. Ce tube mobile 24 porte en partie haute un galet de roulement 242 sur lequel passe la chaîne 56. Cette chaîne 56 est reliée par son extrémité 561 à l'équipement mobile 5 et par son autre extrémité 562 à la patte 231 à l'extrémité supérieure du tube fixe 23 du mât. Cette patte 231 porte de manière articulée une extrémité du vérin 7 dont l'autre est reliée à la patte 39. La figure 3 montre l'ensemble mobile 3, 4 en position reculée par rapport au châssis de roulement 1 et le basculement du mât 2 vers l'arrière autour du pivot de bras 21 sur la patte 19 de l'ossature 16 du châssis 1. Bien que la solution de la liaison du mât 2 et de l'ensemble mobile 3, 4 par la bielle 7 soit la plus pratique puisque la cabine du poste de conduite 3 soit nécessaire pour des raisons de sécurité et que cette cabine soit renforcée par des arceaux très solides résistant à l'écrasement, la liaison pourrait également se faire en un autre endroit de l'ensemble mobile 3, 4. Les figures 4, 5, 6 montrent la structure détaillée du mât, laissant apparaître les éléments 51, 52, 53 du tablier de l'équipement mobile 5. En partie basse le tablier porte les galets 54 roulant sur le devant du mât. En partie haute, l'équipement porte les galets de roulement 55 qui roulent sur le côté arrière du mât. Le mât 2 apparaît lui-même avec son tube fixe 23 intérieur, logeant le vérin 25 et le tube extérieur 24 engagé télescopiquement sur le tube intérieur 23. Le tube extérieur 24 est ouvert sur son côté arrière (tourné vers le poste de conduite 3) par une fente délimitée entre ses bords 243, 244) pour le passage du tube extérieur 24 par-dessus la patte 231 du tube intérieur (figures 2, 5, 6). L'équipement mobile 5 est muni sur son côté arrière de supports 57 portant les galets 55 (figure 5) ainsi qu'une partie des freins (figures 4 et 6). Les freins 9 sont constitués par des patins ou plaquettes arrière, fixes 91 et des patins ou plaquettes de freins avant 92. Ces plaquettes 92 sont actionnées par des pistons de freins 93 commandés par un circuit hydraulique 94. Les plaquettes 91 s'appuient sur les bords arrière 243, 244 du tube extérieur 24 et les plaquettes 92 sur la face avant de ce même tube 24. REVENDICATIONS 10) Engin porte-outil pour le transport, la manutention et l'exécution de travaux avec des outils, comprenant - un châssis de roulement, - un poste de conduite, - un mât de levage et son équipement mobile devant le poste de conduite, - un groupe d'entraînement à moteur pour les déplacements, les opérations de levage et les travaux, caractérisé en ce que - le châssis de roulement (1) est indépendant du poste de con duite (3) et du groupe d'entraînement (4), - le mât de levage (2) est - articulé en partie basse (21) au châssis de roulement (1), - articulé en partie haute (231) au poste de conduite (3), - le poste de conduite (3) et le groupe d'entraînement (4) for ment un ensemble mobile en translation par rapport au châssis de roulement (1), de manière commandée, pour incliner ou re dresser le mât (2) par déplacement de cet ensemble (3, 4) par rapport au châssis de roulement (1). 20) Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mât de levage (2) comprend un tube fixe (23) et un tube mobile (24), coulissant par rapport au tube fixe (23) en étant commandé par un vérin (25), - le tube fixe (23) étant articulé par sa base (21) au châssis de roulement (1), - le tube mobile (24) portant à son extrémité supérieure (241) un galet de rotation (242), - une chaîne de traction (56) passant sur le galet de rotation (242), dont une extrémité (562) est reliée à un point fixe (231) du tube fixe (23) et l'autre extrémité (561) est reliée à l'équipement mobile (5) du mât de levage (2). 30) Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'équipement mobile (5) du bras de levage (2) comprend - un tablier (51, 52, 53) recevant les outils, - portant contre la face avant et la face arrière du mât (2), * ayant des galets de roulement (54, 55) roulant sur la face avant et la face arrière du mât (2), - un frein (9, 91, 92) pinçant les faces arrière et avant du mât (2) pour freiner ou bloquer le mouvement de l'équipement mobile (5). 40) Engin selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube fixe (23) du mât est entouré par le tube mobile (24), le vérin (25) étant logé dans le tube fixe (23). 50) Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le groupe d'entraînement (4) se compose d'un moteur thermique entraînant au moins une pompe et son circuit hydraulique pour commander les déplacements du châssis de roulement, les déplacement de l'équipement mobile du mât de levage, le mouvement de l'ensemble mobile en translation par rapport au châssis de roulement et l'entraînement des outils portés par l'équipement mobile. 60) Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le châssis de roulement (1) est un châssis à chenilles (11) dont les roues motrices (13) sont entraînées par un moteur hydraulique (15) alimenté en fluide par le circuit hydraulique du groupe d'entraînement (4). 70) Engin selon les revendications 1 et 6, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure (21) du mât (2) est articulée au châssis de roulement (1) entre les chenilles (11). 8 ) Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble mobile formé du poste de conduite (3) et du groupe d'entraînement (4) est porté par un plateau (31) muni de deux rails (32) roulant sur des galets de translation (17) portés par le châssis de roulement (1, 16), - un vérin (36) commandant le déplacement de l'ensemble mobile (3, 4) par rapport au châssis (1) ou bloquant l'ensemble mo bile (3, 4) par rapport au châssis (1). 90) Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie haute du mât est l'extrémité supérieure du tube fixe (23) et cette partie haute est reliée de manière articulée à un vérin (7), lui-même relié de manière articulée (39) au poste de conduite (3). 100) Engin selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube mobile du mât (2) est le tube extérieur (24), fendu avec une ouverture longitudinale située sur le côté arrière pour le passage de l'attache (231) portant l'articulation supérieure du mât (2).