Brevet FR2761972A1 — publié le 19981016

ENGIN AUTOMOTEUR PORTE-OUTILS PERFECTIONNE La présente invention a pour objet un engin automoteur caractérisé principalement par son équipement porte-outils à grands débattements installé sur un chassis mobile et généralement utilisé sur les chantiers les parcs de stockage et dans I ' industrie en général. On connait de nombreux types d'engins mobiles comportant un équipement de travail constitué par une flèche. télescopique ou non. ou un ensemble de bras articulés entre eux. cet équipement de travail étant. à sa base. articulé sur un chassis porteur. directement 1() ou par l'intermédiaire d'une couronne d'orientation. C'est le cas des grues mobiles, des pelles hydrauliques, des chargeurs, des chariots de manutention, pour ne citer que quelques uns. Ces engins très spécialisés sont, en général, assez peu polyvalents et ont des performances très limitées dès lors qu'ils sont équipés d'outils accessoires et utilisés en marge des strictes conditions d'emploi qui les caractérisent fondamentalement. On connaît aussi des engins dits polyvalents mais qui ne le sont pas d'une manière satisfaisante compte tenu des difficultés qu'ont les utilisateurs à les modifier ou les adapter à des travaux de natures diverses. Leurs performances sont rarement optimisées, restent modestes et correspondent à des compromis pour satisfaire à différents cas de figures. L'engin objet de la présente invention a la particularité de pouvoir positionner ses outils adaptables. dans plusieurs zones dont les surfaces totales sont particulièrement importantes par rapport à celles d'autres équipements connus. L'engin est par ailleurs et de ce fait, particulièrement bien adapté à l'exécution de travaux multiples et variés sur des sites aménagés ou non, en manutention. reprise dc matériaux. terrassement, nivellement. élévation dc personnel par exemple. L'invention est matérialisée par un chassis automoteur tout- terrain à quatre roues pour la simple raison que cette forme de réalisation est la plus représentative des avantages qu'elle présente par rapport à d'autres matériels de même type. L'équipement porte-outils peut toutefois ne pas être limité à ce type d'engins et être étendu à tous types de véhicules ou engins terrestres, aquatiques. spatiaux ainsi qu'en poste fixe, sans limitation d'aucune sorte. L'équipement de travail porte-outils, de l'engin objet de la présente invention est constitué de deux bras articulés désignés par le compas. Le bras inférieur du compas est articulé sur le chassis avant de l'engin, le bras supérieur est lui. muni d'une platine porte-outils. I o Les deux bras sont télescopiques donc de longueurs variables. indépendamment l'un de l'autre. L'articulation des deux éléments télescopiques du compas permet une ouverture angulaire très importante -par exemple de 180 degrés- grâce à un dispositif de prépositionnement de l'élément supérieur du compas qui, par sa mise en oeuvre, peut agir en multiplicateur angulaire. Dans certaines applications, les systèmes de télescopage peuvent être supprimés soit physiquement, soit par verrouillage de leurs commandes. Le nombre d'éléments télescopiques de ces bras peut être supérieur à un. De même, le bras inférieur de l'équipement peut être articulé sur un ensemble tournant,solidaire du chassis porteur. De même, le dispositif de prépositionnement peut, lui aussi, être supprimé, soit physiquement soit par verrouillage de sa commande. La platine porte-outils installée à l'extrémité du compas. et symbolisée par le point (A), correspond à l'emplacement o peuvent s'adapter de multiples outils tels que par exemple: grappin, tarière,. lèvc-palettes. crochet fixe, benne, nacclle, benne preneuse. électro- aimant. spreader. taille-haies. etc... Cette extremité est alors avantagcusement constituée par une platine portc-outils orientable suivant 1. 2 ou 3 axes et comporte. le cas échéant un dispositif de préhension automatique ct à distance des outils dont le concept n'entre pas dans le cadre de la présente invention. Le bras inférieur du compas articulé sur la partie avant du chassis articulé peut être verrouillé sur cette même partie avant, ce qui revient à le neutraliser dans ses possibilités de déplacements angulaires et télescopiques. et à faire en sorte que l'engin objet de la présente invention redevienne un simple chariot élévateur traditionnel à simple bras télescopique et manoeuvrable en tant que tel. L'installation du compas sur la partie avant du chassis articulé permet dc faire déplacer le point (A). non seulemcnt dans le plan vertical, mais également dans un plan horizontal en agissant sur la commande d'articulation des deux parties du chassis, c'est à dire sur la direction de l'engin. Ainsi le point (A) sera capable de se déplacer dans des volumes et cette possibilité, caractéristique de l'invention. permettra un positionnement plus précis des outils. Selon une autre forme de réalisation préférentielle. la motorisation de l'engin sera électrique c'est à dire silencieuse et non polluante et elle sera alimentée en énergie par un ou deux blocs de batteries à très grande capacité de charge, disposés sur un ou deux demis-chassis, de manière à assurer une bonne répartition des masses sur les roues et pour servir de lest afin d'améliorer la stabilité de l'ensemble. Cette technologie électrique permet en outre, par pilotage électronique, d'alimenter les 2 ou 4 motoréducteurs de roues pour obtenir sans transmission mécanique tous les effets de blocages de différentiels inter-ponts et inter-roues avec des gardes au sol maximales. Le chassis peut recevoir à l'avant ou à l'arrière, soit simultanément, des stabilisateurs ou des équipements annexes permettant d'améliorer les performances ou l'étendue des applications: lame de remblavage, scarificateur. bras de terrassement par exemple. L'engin est équipé d'un poste de conduite ou commandé à distance. Il peut comporter tout dispositif d'affichage dc la trajectoire du point (A), ou de programmation d'une trajectoire déterminée. en particulier pour que le point décrive une droite verticale, horizontale ou oblique ou toute autre courbe programmée pour rcpondre à un besoin spécifique. L'invention sera mieux à même être comprise ainsi que ses caractéristiques secondaires et ses avantages. au cours de la description de la réalisation donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif. Les figures 1. 2. 3 ct 4 font respectivement apparaître pour comparaison. les aires SI. S2, S3. S4 correspondant aux déplacements du point (A). dans un plan vertical et dans les configurations suivantes: a/ Bras télecscopiquc inférieur du compas verrouillé sur le chassis: Fig 1: prépositionneur non activé Fig 2: prépositionneur activé b/ Bras télescopique inférieur du compas déverrouillé donc manoeuvrable Fig 3: Prépositionneur non activé Fig 4: Prépositionneur activé La figure 5 représente schématiquement. vu en plan l'engin articulé et les possibilités de déplacement horizontal du point A générées par l'articulation du chassis. La figure 6 représente, dans une position non significative, en élévation, un mode de réalisation de l'ensemble de l'équipement porte- outils c'est à dire des bras télescopiques, des vérins hydrauliques de relevage des bras et de télescopage, du dispositif de positionnement du bras supérieur du compas avec son vérin hydraulique. La fig 7 représente, en élévation, l'ensemble de l'équipement replié et verrouillé sur le chassis. La fig 8 représente le verrou et sa commande. La fig 9 représente le schéma hydraulique et le système de commande des vérins hydrauliques et l'équipement porte-outils. La fig 10 représente le schéma de contrôle du positionnement 3() des différents éléments de l'équipement porte-outils. L'engin représenté sur les dessins comporte un chassis articulé (1) considéré dans son ensemble dont la partie avant comporte un axe horizontal (2) sur lequel est articulée la partie inférieure (3) du compas, laquelle comporte un deuxième élément (4) télescopique pouvant coulisser dans l'élément (3). Les déplacements relatifs de l'élément (4) dans l'élément (3) sont assurés par un vérin hydraulique à double effet (5) installé à l'intérieur des caissons constituant les éléments (3) et (4). La position angulaire et le maintien de l'élément (3) sont déterminés par un couple de deux vérins hydrauliques (6) à double cffet. alimentés en parallèle, solidaires d'une part de la partie avant du chassis (1) grâce à un axe (7) et d'autre part de l'élément (3) grâce à un axe (8). L'extrémité supérieure de l'élément (4) est munie d'oreilles verticales (9) traversées par un axe d'articulation horizontal (10) servant d'articulation de l'élément (12) du deuxième bras du compas lequel contient I' élément télescopique (13). Les axes (2) et (10) étant parallèles. la trajectoire du point (A) est contenue dans un plan vertical. L'axe (10) sert également d'articulation à un levier double (11) de prépositionnement de l'ensemble du deuxième bras du compas. Le levier double (11) comporte deux autres axes (14) et (15). L'axe (14) est articulé à l'extrémité de la tige du vérin hydraulique (16) dont le corps est lui-même articulé à l'élément (4) par l'intermédiaire de l'axe (17). L'axe (15) est articulé à l'extrémité de la tige du vérin (18) dont le corps est lui-même articulé sur l'élément (12) par l'intermédiaire d'oreilles (19) à l'aide d'un axe (20). Le positionnement de ce levier double (11) est assuré par la mise à longueur du vérin (16) et les variations de longueur du vérins (18) engendrent des déplacements angulaires du deuxième bras du compas. Le télescopage de l'élément coulissant (13) dans l'élément (12) est assuré par un vérin hydraulique à double effet (21) installé àa l'intérieur des caissons constituant les éléments (12) et (13). Les vérins de télescopage (5) et (21) peuvent être rigoureusement identiques et rendus solidaires des caissons télescopiques (3). (4), (12). (13) par des axes (22). L'élément (3) comporte une ouverture (23) pratiquée dans la tôle inférieure du caisson. L'élément (4) comporte une ouverture (24) pratiquée dans la tôle inférieure du caisson. Les deux ouvertures (23) et (24) viennent l'une en face de l'autre lorsque l'élément (4) est en position rentrée. Le verrou (25) solidaire du chassis (1) peut alors s'introduire dans les deux ouvertures (23) ct (24) par mise en position basse de l'élément (3). Un déplacement de l'élément (4) par sortie du vérin hydraulique (16) permet alors au verrou (25) de venir s'encastrer dans le logement (26) solidaire de l'élément (4). La commande de l'équipement porte-outils s'effectue à l'aide de manipulateurs (26) qui par l'intermédiaire d'une centrale 1( é1lectronique (27) agissent sur des électrodistributeurs proportionnels (28) permettant l'alimentation. cotés tiges et cotés fonds. des différents vérins (5), (6), (16), (18), (21) à partir d'une centrale hydraulique (29). Les éléments (3) et (12) des deux bras télescopiques sont munis de capteurs d'angles (30) et de capteurs de déplacements linéaires des éléments télescopiques (31). Le levier double (11) est lui aussi muni d'un capteur d'angle (30). tous ces capteurs transmettent leurs informations à la centrale électronique (27). Un sélecteur (32) relié à la centrale (27) permet de sélectionner un mode de commande manuel ou automatique. Dans le mode automatique, le calculateur électronique de la centrale (27) pilote les électrodistributeurs (28) pour que le point (A) décrive soit une ligne horizontale, soit un ligne verticale, soit une courbe spécifique. Ces trajectoires sont installées dans la mémoire du calculateur électronique à l'aide de programmes ou par préapprentissagc. La centrale peut comporter un contrôleur d'état de charge intégré dans Ic systèmc électronique dc commandes automatiques. son action restant toujours prioritaire même si le conducteur de l'engin passe en mode manuel. dans cette hypothèse. les vérins (6), (16) ct (18), (5) et (21) sont munis de capteurs de pression (33). REVENDICATIONS 1- Engin porte-outils caractérisé en ce qu'il comporte un équipement constitué par deux bras télescopiques (3) et (4) d'une part. (12) et (13) d'autre part. articulés entre eux et manoeuvrables dans un plan vertical à l'aide de vérins (5), (6), (18) et (21). 2- Engin porte-outils selon la revendication (1) caractérisé en ce qu'un levier double (11) articulé su l'axe de liaison des deux bras télescopiques (10) est actionné par un vérin hydraulique (16) installé dans l'élément télescopique (4) et assurant la fixation en (15) du vérin hydraulique (18) qui assure les déplacements angulaires de l'élément (12) 3- Engin porte-outils selon la revendication (1) caractérisé par le verrou (25) solidaire du chassis (1) dont l'introduction dans les éléments (3) et (4) par les ouvertures (23) et (24) permet son blocage dans le logement (26) solidaire de l'élément (4). 4- Engin porte-outils selon les revendications (1) et (3), caractérisé par l'articulation (10) positionnable et blocable en un point similaire à celui qu'aurait l'articulation de la flèche classique d'un chariot de manutention traditionnel à simple bras 2(> télescopique. - Engin porte-outils selon la revendication (2) caractérisé pdr son circuit de commandes hydrauliques géré par une centrale électronique (27) pilotant les électrodistributeurs proportionnels (28) qui alimentent les vérins (5), (6), (16), (18) et(21).