Brevet FR2863634A1 — publié le 20050617

ENGIN DE TRAVAUX PUBLICS Domaine technique L'invention se rattache au domaine des engins de travaux publics, et plus particulièrement des engins conçus pour assurer des fonctions de chargeuse, et également des fonctions de levage. L'invention vise plus particulièrement une architecture du circuit hydraulique de tels engins qui permet un fonctionnement optimal de l'engin en mode chargeuse, pour les fonctions de nivelage, et ce tout en conservant un haut niveau de sécurité lorsque l'engin est en mode levage. Techniques antérieures De façon générale, certains engins de travaux publics sont amenés à remplir des fonctions variées, par une reconfiguration de leur équipement de travail. En effet, un équipement de travail traditionnel, incluant un ou plusieurs bras, peut recevoir à son extrémité un outil dédié à une fonction particulière. Ainsi, un godet est généralement utilisé pour remplir les fonctions de chargeuse, puisqu'il permet le chargement de terre ou plus généralement de matière, en vue de son transport et son déchargement vers une autre destination. Un cas particulier d'utilisation d'une chargeuse intervient pour des opérations de nivelage. Dans ce cas, le déplacement du bras par rapport au châssis est laissé flottant, pour que le godet puisse se déplacer en frottant sur le sol, et tasser de manière régulière le tas de terre audessus de lequel il appuie. Pour rendre libre la position du godet, on procède généralement à la mise en communication des deux chambres du vérin responsable de son orientation. L'engin fonctionne alors selon un mode de commande dite "flottante". En pratique, cette commande dite "flottante" est obtenue par une reconfiguration du circuit hydraulique provoquée par le déplacement du manipulateur de commande dans une position particulière. Ainsi, de façon classique, un manipulateur comporte un levier mobile en inclinaison de manière à délivrer une pression de commande variable, en fonction de cette inclinaison. La position dite de commande "flottante" se trouve généralement en fin de course du manipulateur, et permet donc de générer une surpression dans le circuit de commande. Cette surpression provoque le déplacement des tiroirs du distributeur principal de telle sorte que les deux chambres du vérin considéré sont mises en relation. Par ailleurs, ce même type d'engin peut également être utilisé pour assurer des fonctions de levage. Dans ce cas, l'outil installé en extrémité du bras de travail est adapté à ces fonctions, et peut par exemple être une fourche porte-palettes ou tout autre mécanisme destiné à des fonctions de levage. Dans ce cas, le circuit hydraulique de commande des vérins est généralement équipé de valves dites "de sécurité", destinées à isoler la chambre du vérin subissant une pression consécutive au poids de la charge soulevée. En effet, dans le cas d'une rupture de canalisation du circuit hydraulique, il est important de pouvoir éviter que cette chambre ne se vide trop rapidement, et 20 provoque la chute de la charge. Un problème relatif à la sécurité peut se poser sur les engins susceptibles de fonctionner à la fois selon le mode chargeuse et selon le mode de levage. En effet, si, alors qu'il est en mode de levage, un conducteur déplace malencontreusement le manipulateur dans la position dite de commande flottante, alors les deux chambres du vérin se retrouvent en communication, et la charge chute sur le sol. Cette situation est bien entendu inacceptable pour des raisons évidentes de sécurité. C'est pourquoi il a été proposé de supprimer la position de commande 30 flottante sur les engins susceptibles de fonctionner à la fois en chargeuse et en levage. 2863634 -3- Toutefois, on conçoit que cette solution radicale limite donc les performances de l'engin, essentiellement pour les opérations de nivelage. Un objectif de l'invention est de pouvoir combiner à la fois la possibilité 5 d'une position flottante pour l'utilisation en tant que chargeuse, avec un haut niveau de sécurité. Exposé de l'invention L'invention concerne donc un engin de travaux publics qui comporte, de 10 façon connue: ^ un équipement de travail incluant un ou plusieurs bras, articulé par rapport au châssis de l'engin; ^ un ensemble d'au moins un vérin hydraulique assurant le mouvement de l'équipement de travail par rapport au châssis; ^ un circuit hydraulique alimentant ces vérins en fonction d'ordres de commande issus d'un manipulateur hydraulique. Cet engin est du type multifonctions, c'est-à-dire qu'il est apte à fonctionner selon deux modes distincts. Ainsi, il peut fonctionner pour assurer des fonctions de levage, et également des fonctions de chargeur. Dans ce dernier cas, la course du vérin provoquant le mouvement de l'équipement de travail par rapport au châssis peut être rendue libre, lorsque le manipulateur est placé dans une position particulière, correspondant à une position dite de commande "flottante". Conformément à l'invention, l'engin se caractérise en ce qu'il comporte des moyens pour rendre inactive la position de commande flottante du manipulateur, lorsque l'engin fonctionne en mode levage. Autrement dit, l'invention consiste à inhiber la commande de passage en 30 position "flottante", lorsque l'engin fonctionne en mode de levage. 2863634 -4- On empêche ainsi que par une manoeuvre involontaire, l'outil passe en position flottante, ce qui provoquerait la chute de la charge. La sécurité de l'engin est donc assurée en mode levage, et les performances restent élevées puisque les opérations de nivelage restent autorisées avec un godet flottant. Dans un mode de réalisation particulier, le passage du manipulateur dans la position dite de commande flottante génère une surpression dans la portion de commande du circuit hydraulique. Dans ce cas, lorsque l'engin fonctionne en mode levage, un réducteur de pression, inséré dans le circuit est activé afin de limiter ou voire même d'annuler l'effet de cette surpression. Ainsi, même si le conducteur place le manipulateur dans la position dite de commande flottante, la surpression correspondante n'est pas prise en compte par le circuit hydraulique de puissance. En pratique, une valve de dérivation peut être disposée en parallèle du réducteur de pression, de manière à by-passer le réducteur lorsqu'il ne doit pas produire son effet. Ainsi, lorsque l'engin fonctionne en mode chargeur, le réducteur de pression est by-passé, de sorte que les surpressions générées par manipulateur en position de commande flottante sont effectivement transmises au reste du circuit hydraulique. En revanche, lorsque l'engin fonctionne en mode de levage, la valve de régulation est bloquée, de sorte que le réducteur de pression assure sa fonction, et bloque donc la surpression générée par le manipulateur au cas où de façon malencontreuse, le conducteur place le manipulateur en position de commande flottante. Avantageusement en pratique, la configuration du circuit hydraulique en mode levage ou chargeur peut s'effectuer au moyen d'un sélecteur manuel, qui commande la valve de dérivation située en parallèle du réducteur. Description sommaire des figures La manière dont est réalisée l'invention ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, et à titre d'exemple, et à l'appui des figures annexées dans lesquelles: 2863634 -5- La figure 1 est une vue de côté d'un engin de travaux publics fonctionnant en mode chargeur. La figure 2 est une vue de côté du même engin, fonctionnant en mode levage. La figure 3 est une vue de côté de la partie visible du manipulateur de 5 commandes. La figure 4 est un schéma illustrant le circuit hydraulique d'un tel engin. Manière de réaliser l'invention Comme déjà évoqué, l'invention concerne un engin de travaux publics apte à fonctionner selon deux modes distincts. L'engin (1), illustré de façon schématique à la figure 1, comporte de façon classique un châssis (2) recevant une cabine (3). Il comporte à l'arrière un équipement de travail (4) lui permettant de fonctionner en excavateur, et à l'avant un équipement de travail articulé (5) permettant d'assurer les fonctions de chargeuse. Plus précisément, cet équipement de travail (5) comporte un bras (6) articulé par rapport au châssis, qui est mobile grâce à un vérin de levage (7). En extrémité du bras (6), est disposé un godet articulé (10) qui est mobile par rapport au bras (6) par l'intermédiaire d'un vérin de godet (11), associé à un système de parallélogramme (12). Grâce au vérin de godet (11), il est donc possible d'assurer l'inclinaison du godet. En pratique, le godet (5) peut être remplacé, comme illustré à la figure 2, par une fourche porte-palettes (15), ou différents autres accessoires permettant d'assurer les fonctions de levage. De façon classique, l'engin peut travailler en mode chargeuse, en permettant un fonctionnement particulier, dit "de commande flottante". Dans ce cas, le vérin de levage (7) n'exerce pas d'effort sur le bras (6), et la position de ce dernier est donc libre par rapport à son articulation vis-à-vis du châssis (2). Cette position dite "flottante" est obtenue par la mise du manipulateur hydraulique dans une position particulière. Plus précisément, et comme illustré à la figure 3, un manipulateur hydraulique (20) comporte un levier qui peut être incliné vers l'avant et vers l'arrière, pour assurer l'inclinaison du bras soit vers le haut, soit vers le bas. Cette 2863634 -6- variation de l'inclinaison est obtenue lorsque le levier (20) voit son inclinaison varier entre deux positions limites (21, 22). Dans ce cas, l'inclinaison du manipulateur permet, comme illustré à la figure 4, de délivrer une pression de commande, comprise entre typiquement entre 1 et 23 bars. Cette pression est acheminée par les canalisations (25, 26) au distributeur (27) qui se déplace alors, de telle sorte que ces trois premiers tiroirs (28, 29, 30) mettent en communication la source de pression principale (24) avec les chambres (32, 33) du vérin (11). Au-delà de la position qui est généralement la position de limite avant (22), le 10 manipulateur passe dans la position dite "de commande flottante", lorsque son inclinaison atteint une position plus avancée (23) . Dans ce cas, une pression supplémentaire, typiquement de l'ordre de 27 bars est délivrée à destination du distributeur (27). Dans ce cas, le quatrième tiroir (31) met en communication les deux chambres (32, 33) du vérin de levage (7), qui rend donc le bras flottant. On remarquera à la figure 4 que le circuit hydraulique comporte, sur la fraction qui alimente la chambre (33), une valve de sécurité (36). Cette valve, commandée électriquement ou comme la forme illustrée, hydrauliquement, permet d'isoler la chambre (33) du vérin (7) dans le cas d'une rupture d'un flexible situé en aval, et ce afin d'éviter que la chambre (33) ne se vide, occasionnant par là même la chute de la charge. Conformément à l'invention, la surpression générée par la sur-course du manipulateur (20) pour mettre le godet en position flottante est annulée lorsque l'engin fonctionne en mode levage. Ainsi, lorsque le conducteur place son engin en mode levage, au moyen d'un sélecteur approprié accessible en cabine, le circuit hydraulique est reconfiguré en conséquence. Plus précisément, comme illustré à la figure 4, un réducteur de pression (40) est inséré entre le manipulateur (20) et le distributeur (7). Ce réducteur (40) délivre la pression maximum, limitée à 23 bars environ, correspondant à la pression délivrée par le manipulateur en limite de 2863634 -7- course normale (22). Cette valeur maximum de pression de 23 bars est délivrée, même lorsque le manipulateur est placé de façon involontaire dans sa zone de sur-course, correspondant à la mise en position flottante du godet. On notera que cette valeur maximum peut être réglée, ce qui permet par là-même de fixer la vitesse maximum de descente du bras. En revanche, en mode chargeuse, une valve de by-pass (41) est actionnée de telle sorte qu'elle shunte le réducteur (40), et permet donc à l'éventuelle surpression délivrée par le manipulateur en position flottante d'agir de façon appropriée sur le 10 distributeur (31). Cette valve de by-pass (41) est rendue inactive lorsque le sélecteur indique un fonctionnement en mode levage. Une valve anti-retour (42) est prévue en combinaison avec une électrovanne (43) afin de permettre le déblocage de la valve de sécurité lors du déplacement du manipulateur (20) dans le sens de la descente du bras, ou lorsque l'engin est équipé d'une suspension hydraulique de l'équipement de travail. Il ressort de ce qui précède que l'engin conforme à l'invention permet à la fois de bénéficier d'un fonctionnement avec un godet flottant en mode chargeuse, tout en assurant une sécurité optimale en mode levage, puisque dans ce dernier cas, la position flottante est neutralisée. -8-REVENDICATIONS 1/ Engin (1) de travaux publics comportant: ^ un équipement de travail (5) incluant un ou plusieurs bras (6), articulé par 5 rapport au châssis (2) de l'engin; ^ un ensemble d'au moins un vérin hydraulique (7) assurant le mouvement de l'équipement de travail (5) par rapport au châssis (6); ^ un circuit hydraulique alimentant lesdits vérins en fonction d'ordres de commande issus d'un manipulateur hydraulique (20) ; l'engin étant apte à fonctionner selon deux modes distincts, à savoir un mode levage, et un mode chargeur dans lesquels la course dudit vérin (7) peut être rendue libre lorsque le manipulateur (20) est dans une position prédéterminée correspondant à une position dite de "commande flottante", caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (40) pour rendre inactive la position dite de commande flottante du manipulateur (20), lorsque l'engin fonctionne en mode levage. 2/ Engin de travaux publics selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsque le manipulateur (20) est en position dite de commande flottante, il génère une surpression dans la portion de commande du circuit hydraulique, et en ce que lorsque l'engin fonctionne en mode levage, un réducteur de pression (40) est activé afin de limiter l'effet de ladite surpression. 3/ Engin de travaux publics selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une valve de dérivation (41) est disposée en parallèle du réducteur de pression (40). 4/ Engin de travaux publics selon la revendication 3, caractérisé en ce que la configuration du circuit hydraulique en mode levage ou mode chargeur s'effectue au moyen d'un sélecteur manuel, qui commande la valve de dérivation (41).