Brevet FR2847281A1 — publié le 20040521

Domaine de l'invention La présente invention concerne un engin de chantier comportant un châssis de roulement portant un équipement tel qu'un mât par l'intermédiaire d'un ensemble pivotant permettant au mât de pivoter par rapport au châssis en fonction du travail à exécuter. Art antérieur Il existe de multiples versions d'engins de chantier du type défini ci-dessus, comportant un équipement ou outil, qu'il faut pivoter soit pour venir en position de travail soit pour effectuer des manoeuvres 1o d'excavation de soulèvement de charge dans des conditions de positionnement souvent difficiles de l'engin. Pour cette raison, certains engins tels que des excavatrices destinées à creuser des tranchées pour l'installation de câbles, de canalisation, etc comportent une flèche et un bras équipé d'un godet et muni de multiples articulations pour permettre d'effectuer le travail dans un certain plan vertical alors que l'engin et, en particulier, son châssis de roulement, sont disposés dans un plan plus ou moins incliné irrégulier. Objet de l'invention La présente invention a pour but de développer un engin de chantier, simple et efficace, peu encombrant, permettant de travailler avec précision dans des conditions d'assise ou d'installation très irrégulière sans nécessiter un équipement de compensation complexe au niveau des bras et pour l'orientation de l'outil. A cet effet, l'invention concerne un engin du type défini ci25 dessus caractérisé en ce que: - un châssis inférieur muni des moyens de roulement portant, - un châssis tournant formé, * d'une couronne inférieure fixe solidaire du châssis inférieur et * d'une couronne supérieure d'orientation, mobile par rapport à la couronne inférieure fixe, - un berceau oscillant relié à la couronne mobile autour d'un axe radial, - un châssis supérieur muni de l'équipement, porté par le berceau par un moyen de translation, - un moyen d'entraînement pour tourner la couronne mobile par rapport à la couronne fixe, - un moyen d'actionnement pour pivoter le berceau par rapport à la couronne mobile, - un moyen d'actionnement pour translater le châssis supérieur par rapport au berceau. L'engin de chantier selon l'invention offre l'avantage d'une très grande maniabilité permettant d'effectuer des travaux délicats ou compliqués dans des endroits d'accès difficile. La structure de l'engin et de ses moyens de commande et de compensation de l'irrégularité de l'assise du châssis inférieur permettent de travailler dans d'excellentes conditions de stabilité et d'orientation sans avoir à manoeuvrer un ensemble complexe de vérins et d'articulations pour compenser l'irrégularité du châssis 1o de roulement par rapport au mouvement à effectuer avec l'outil, permettant d'équilibrer ou de déplacer le centre de gravité en fonction de la charge exercée sur l'outil ou portée par l'outil, par exemple un godet d'excavatrice. Suivant une autre caractéristique avantageuse l'axe radial du berceau oscillant est parallèle à la direction longitudinale du châssis supérieur ce qui permet de corriger l'assiette du châssis supérieur dans la direction transversale, l'inclinaison d'avant en arrière étant celle du châssis de roulement et de sa position sur le terrain. Cette correction d'assiette peut être commandée automatiquement par la centrale de commande des moyens d'entraînement et d'actionnement équipés de capteurs. Suivant une autre caractéristique avantageuse R3 ce montage par deux couronnes s'appuyant l'une sur l'autre et dont l'une comporte des moyens d'entraînement fixes (dentures) et l'autre est équipé d'un actionneur tel qu'un moteur pour faire tourner la couronne mobile par rapport à la couronne fixe avec un pignon grainant dans la denture de la couronne fixe, offre l'avantage d'une excellente stabilité par rapport à un pivot central et permet de loger dans la couronne les différents accessoires et passages de conduites hydrauliques, venant du châssis supérieur équipé du moteur et de la pompe et des moyens de commande de circuits hy30 drauliques, pour rejoindre les différentes parties de l'engin et notamment les moyens d'entraînement du châssis inférieur ou les moyens de pivotement et de rotation. Suivant une autre caractéristique le berceau est formé d'un châssis portant des paliers pour recevoir un axe logé aussi dans les paliers de la couronne mobile ainsi que des galets de roulement for35 mant le chemin de translation du châssis supérieur. Suivant une autre caractéristique le châssis supérieur comporte des longerons munis de rails passant sur des galets portés par le berceau et ce châssis est muni d'une embase munie du mât ou plus généralement de l'équipement de l'engin ainsi que la cabine du poste de conduite. Le moyen d'entraînement pour pivoter le berceau recevant le châssis supérieur, par rapport à la couronne mobile est formé par au moins un vérin et de préférence deux vérins montés entre la couronne mobile et le berceau. Dans le cas de deux vérins, ceux-ci sont de préférence disposés dans les positions symétriques par rapport à l'axe de basculement du berceau sur la couronne mobile. Le moyen d'actionnement du châssis supérieur par rapport 1o au berceau pivotant ou oscillant est constitué par un vérin prenant appui sur ces deux pièces pour déplacer le châssis supérieur par rapport au berceau dans la direction de l'axe du châssis défini par les rails de roulement. Suivant une autre caractéristique avantageuse la couronne i5 mobile comporte un disque et est muni des différentes chapes de réception des vérins constituant le moyen d'actionnement pour pivoter le berceau. Enfin les différents actionneurs ou moteurs hydrauliques sont commandés par un ou plusieurs circuits hydrauliques à partir d'une centrale de commande reliée à des organes de commande et des capteurs de niveau ou d'actionnement pour commander manuellement ou automatiquement l'assiette du châssis supérieur. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation d'un engin de chantier selon l'invention représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective des éléments principaux de l'engin de chantier, - la figure 2 est une vue en perspective du châssis tournant de l'engin de la figure 1, - la figure 3 est une vue de dessus du berceau oscillant de l'engin de la figure 1, - la figure 4 est une vue de dessus du berceau oscillant, - la figure 5 est une en perspective du châssis supérieur, - la figure 6 est une vue de côté d'un exemple d'engin, coupé selon la plan VI-VI de la figure 7, - la figure 7 est une vue de face de l'engin de la figure 6, - la figure 8 est une vue de côté coupée en partie suivant l'axe de l'engin de la figure 6, - la figure 9 est une vue en coupe partielle de l'engin de la figure 6, coupé selon un plan vertical parallèle au plan médian, - la figure 10 est une vue de face partiellement coupée de l'engin de la figure 6. Description d'exemples de réalisation de l'invention Selon la figure 1, l'invention s'applique à un engin de chantier comportant un châssis de roulement portant un équipement tel qu'un 1o mât ou une flèche par l'intermédiaire d'un ensemble pivotant permettant au mât ou à la flèche de pivoter par rapport au châssis autour d'un axe vertical ou incliné, en fonction de la position d'installation de l'engin sur le sol et du travail à exécuter. La figure 1 ne montre que les parties essentielles de l'engin, et une présentation plus détaillée d'un exemple d'engin sera faite aux figures 6 et suivantes. L'engin se compose d'un châssis inférieur 1 muni de moyens de roulement tels qu'un équipement de roulement à chaînes 11, 12 non détaillé, représenté seulement par les organes de roule20 ment et d'entraînement tels que, par exemple, pour la chenille droite 11 (figure 10), un roue dentée motrice 11-1, un ensemble de galets de roulement 11-2, une roue avant lisse 11-3 assurant la tension de la chaîne et un galet 11-4 pour le brin de retour. La chaîne n'est pas représentée. La structure de l'équipement de la chenille 12 de l'autre côté du châssis inférieur est identique. Le châssis inférieur 1 est, par exemple, constitué par un caisson ou par des poutres transversales avant et arrières 12, 13 portant le châssis tournant par l'intermédiaire d'une plaque 14. Le châssis tournant 2 est formé de deux couronnes, une couronne inférieure 21 et une couronne supérieure 22, la couronne inférieure étant fixe par rapport au châssis inférieur 1 et la couronne mobile 22 tournant par rapport à la couronne inférieure. La couronne mobile 22 s'appuie sur la couronne fixe 21 par des organes de roulement décrits ultérieurement. L'entraînement en rotation de la couronne mobile 22 est assuré par un moyen d'entraînement qui sera également décrit ultérieurement. Le châssis tournant 2 porte un berceau oscillant 3 relié au châssis tournant par un palier avant 31-1 et un palier arrière 31-2 ainsi que par des vérins de basculement 32-1, 32-2 commandant le mouvement du berceau oscillant 3 autour de l'axe défini par les deux paliers 31-1, 31-2. Selon la vue de la figure 1, l'axe géométrique défini par les deux paliers 31, 32 est dirigé dans le sens longitudinal du berceau oscillant 3. Le châssis supérieur 4 est porté par le châssis oscillant 3 par l'intermédiaire d'organes de translation tels que des galets et des rails permettant au châssis supérieur 4 de se déplacer par rapport à l'axe de pivotement du châssis tournant 2 pour les manoeuvres de l'engin et en particulier pour l'équilibrage par le déplacement du centre de gravité en fonction de la charge portée par l'engin. Dans cette réalisation, les appuis 1o de glissement ou de roulement (les patins ou les galets) sont portés par le châssis pivotant et les rails par le châssis supérieur, de manière à réduire l'encombrement sans réduire la course de manceuvre entre ces deux ensembles. De façon plus détaillée, le châssis tournant 2 est représenté à la figure 2 qui montre la couronne fixe 21 ou couronne d'orientation portant la couronne rotative 22 munie de deux paliers 23-1, 23-2 alignés pour recevoir l'axe des paliers 31-1, 31-2 du berceau oscillant 3 pour former l'axe radial autour duquel bascule le berceau pour corriger l'assiette du châssis supérieur. Ces paliers sont fixés au fond 24 de la couronne 22 et à la couronne même. La couronne rotative 22 comporte également deux double chapes 25-1, 25-2 pour recevoir chacune le pied d'un vérin de basculement 32-1, 32-2 du berceau oscillant 3. Les moyens de support et de roulement de la couronne ro25 tative 22 par rapport à la couronne fixe 21 sont constitués par des paliers à roulement répartis régulièrement à la périphérie entre les couronnes 21, 22. L'entraînement en rotation est assuré par exemple par un actionneur sous forme de moteur hydraulique, fixé au fond 24 et traversant l'orifice 24-1 ou 24-2 du fond 24 pour engrainer avec son pignon dans une couronne dentée 25 portée par la couronne fixe 21. L'actionneur non représenté est de préférence un moteur hydraulique. La figure 2 montre également la forme incurvée du bord supérieur 22-1, 222 de la couronne mobile 22. Cette couronne 22 à sa hauteur la plus grande au niveau des paliers 23-1, 23-2 pour descendre vers les côtés par les parties incurvées 22-1, 22-2 pour permettre le basculement du berceau 3 autour de l'axe géométrique défini par les paliers 23-1, 23-2. Le berceau oscillant 3 représenté en vue de dessous à la figure 3 et en vue de dessus inversée à la figure 4, se compose de deux longerons latéraux 33-1, 33-2, réunis par des traverses avant 34-1 arrière 34-2 en forme de caisson, portant les paliers 31-1, 31-2 pour les axes 35-1, 35-2 se logeant dans les paliers 23-1, 23-2 de la couronne rotative 22. Les longerons sont munis de chapes 36-1, 36-2 pour la fixation de la tête des vérins 38-1; 38-2 de basculement ou de correction d'assiette portée par le châssis tournant 2. Le berceau oscillant 3 comporte également une double chape 37 portée de préférence par sa traverse 1o arrière 34-2 pour recevoir l'extrémité d'un vérin 5 apparaissant aux figures 8 et 9, reliant le berceau oscillant 3 au châssis supérieur 4 pour déplacer le châssis supérieur. Le berceau 3 est équipé de galets 38-1, 38-4 pour rouler dans les rails du châssis supérieur 4. Le châssis supérieur 4 se compose de deux longerons 41-1, 41-2 reliés par deux traverses 42-1, 42-2 l'une près du milieu des longerons et l'autre à l'arrière. Ces traverses portent deux chapes 43-1, 43-2 recevant l'équipement tel que le mât ou la flèche de l'engin, non représenté, Ces chapes 43-1, 43-2 sont décalées sur le côté pour laisser la place dans l'installation d'une cabine. Sur leur côté intérieur les longerons 41-1, 41-2 portent chacun un rail 44-1, 44-2 ouvert vers l'intérieur. Ces rails de section en forme de C, sensiblement hexagonale, reçoivent les galets 38-1, 38-4 du berceau pivotant 3. Le châssis supérieur 4 peut coulisser par rapport au berceau pivotant 3 par les rails 44-1, 44-2 roulant sur les galets 38-1, 38-4. La commande de ce mouvement de translation est assurée par le vérin 5 évoqué ci-dessus. Les figures 6 à 10 montrent différentes vues d'un engin de chantier sous forme de pelleteuse. Selon la figure 6, cet engin comporte un équipement de roulement à chaîne 11, 12 du châssis inférieur 1, portant le châssis tournant 2 avec ses deux couronnes 21, 22, berceau pivotant 3, le châssis supérieur 4 équipé de la flèche 7 et d'une cabine 6. Comme le montre la figure 7 la cabine est placée à côté de la flèche 7 de façon à ob35 tenir un engin très peu encombrant. La vue en coupe de la figure 6 laisse en particulier apparaître les paliers 31-1, 31-2 et le vérin de basculement 32-1 ainsi que la couronne mobile 22 et le rail 41-2 du châssis supérieur 4. La vue en coupe de la figure 7 montre en particulier la forme de la traverse avant 34-1 du berceau pivotant 3 et les rails 44-1, 44-2 du châssis supérieur 4. La figure 8 montre les vérins de basculement 32-1, 32-2 et le vérin de translation 5 qui commande le déplacement du châssis supérieur 4 par rapport au berceau pivotant 3 ainsi que l'axe de pivote5 ment 35-1. La figure 10 montre tout particulièrement les moyens de pivotement du berceau 3 sur le châssis tournant 2 avec les axes 35-1, 35-2 des paliers 23-1, 23-2 de la couronne mobile 22 et les paliers 31-1, 31-2 du berceau 3. La vue en coupe de la figure 10, décalée par rapport au plan médian montre d'autres détails du berceau et de la couronne tournante 22. Les différents moyens hydrauliques de basculement de translation ou de rotation du châssis supérieur par rapport au châssis inférieur autour de l'axe vertical, sont reliés à un ou plusieurs circuits hydrauliques munis de pompes de distributeur et de moyens de commande non représentés. REVENDICATIONS 1 ) Engin de chantier comportant un châssis de roulement portant un équipement tel qu'un mât par l'intermédiaire d'un ensemble pivotant permettant au mât de pivoter par rapport au châssis en fonction du travail à exécuter, caractérisé en ce qu'il comprend - un châssis inférieur (1) muni des moyens de roulement (11-1, 11-4, 12) portant, - un châssis tournant (2) formé * d'une couronne inférieure (21) fixe solidaire du châssis inférieur (1) et * d'une couronne supérieure (22) d'orientation, mobile par rapport à la couronne inférieure fixe (21), - un berceau oscillant (3) relié à la couronne mobile (22) autour d'un axe radial, - un châssis supérieur (4) muni de l'équipement (6, 7), porté par le berceau (3) par un moyen de translation (38-1, 38-4 - 44-1, 44-2), - un moyen d'entraînement pour tourner la couronne mobile (22) par rapport à la couronne fixe (21), - un moyen d'actionnement (32-1, 32-2) pour pivoter le berceau (3) par rapport à la couronne mobile, - un moyen d'actionnement (5) pour translater le châssis supérieur (4) par rapport au berceau (3). 20) Engin de chantier selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe radial du berceau oscillant (3) est parallèle à la direction longitudinale du châssis supérieur (4). 30) Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couronne inférieure fixe (21) comprend un chemin d'appui circulaire muni d'une denture périphérique (25), et la couronne mobile (22) comprend une surface d'appui circulaire pour venir sur le chemin d'appui de la couronne fixe et elle porte deux paliers (23-1, 23-2) pour l'axe du berceau (3). ) Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le berceau (3)est formé d'un châssis (33-1, 33-2; 34-1, 34-2) portant des paliers (31-1, 312) pour recevoir un axe (35-1, 35-2) logé aussi dans les paliers (23-1, 23-2) de la couronne mobile ainsi que des galets de roule5 ment (38-1, 38-4) formant le chemin de translation du châssis supérieur (4). ) Engin selon l'une quelconque des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que io le châssis supérieur (4) comporte des longerons (44-1, 44-2) munis de rails (44-1, 44-2) passant sur les galets (38-1, 384) du berceau (3) et une embase (43-1, 43-2) portant le mât. ) Engin selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement pour tourner la couronne mobile (22) par rapport à la couronne fixe (21) est un moteur porté par la couronne mobile (22) et dont l'axe porte un pignon engrenant avec la denture (25) de la couronne fixe (21). ) Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'actionnement, pour pivoter le berceau (3) par rapport à la couronne mobile (22), est formé par au moins un vérin (32-1, 32-2) monté entre la couronne mobile (2) et le berceau (3). 8 ) Engin selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen d'actionnement est constitué par deux vérins (32-1, 32-2) dans des positions symétriques par rapport à l'axe de basculement du berceau (3) sur la couronne mobile (22). ) Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'actionnement pour translater le châssis supérieur (4) par rapport au berceau (3) est un vérin (5) prenant appui sur le châssis (4) et le berceau (3). ) Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couronne mobile (22) est un disque (24) bordé par une couronne formée par un ensemble mécano-soudé. 11 ) Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que la centrale de commande est reliée à des organes de commande et des capteurs de niveau pour commander manuellement ou automatiquement lo l'assiette du châssis supérieur (4).