Brevet FR3009535A1 — publié le 20150213

Tracteur forestier équipé d'une grue adaptée pour la manipulation et le transport de grumes Domaine technique et état de l'art L'invention concerne un tracteur, notamment pour des travaux en forêt. Pour exploiter les ressources forestières, on utilise des tracteurs forestiers comprenant classiquement un châssis, des moyens d'entraînement du châssis tels qu'une pluralité de paires de roues ou un système à chenilles couplé à un moteur d'entraînement, un support solidaire du châssis et une grue fixée sur le support, généralement montée rotative par rapport à un axe perpendiculaire au support. L'extrémité libre de la grue peut être équipée d'une pince de préhension des grumes, d'un outil de coupe, etc., en fonction des travaux à effectuer sur les arbres. La grue d'un tracteur comprend de manière connue : - un bras amont dont une première extrémité est reliée au support par une première liaison pivot selon un premier axe de pivotement RI parallèle au support, - un bras aval dont une première extrémité est reliée à une deuxième extrémité du bras amont par une deuxième liaison pivot selon un deuxième axe de pivotement R2 parallèle au premier axe de pivotement, ladite deuxième liaison pivot formant un pivot de flèche de la grue. Certains tracteurs, généralement appelés abatteurs, sont équipés à l'extrémité de leur grue d'un outil de coupe adapté pour maintenir un arbre, le couper, l'ébrancher et le déposer au sol, à l'horizontal. Les deux bras de la grue sont classiquement verticaux et l'un contre l'autre lorsque la grue est en position de repos, le pivot de flèche de la grue étant dans ce cas le point le plus haut de la grue ; ainsi la grue ne dépasse du châssis qui peut être relativement court, de l'ordre de 4 à 7 m. Pour porter ou tirer un ou des grumes, jusqu'à une zone de stockage par exemple, lorsque le tracteur se déplace, on utilise une chaîne ou un câble de traction, solidaire du châssis. Mais cela nécessite une intervention manuelle de l'opérateur pour attacher la chaîne ou le câble aux grumes à tirer, opération particulièrement dangereuse. D'autres tracteurs, appelés porteurs, ont une grue équipée d'une pince de préhension et sont utilisés pour débarder un plus grand nombre de grumes, jusqu'à 50 grumes pour les plus gros, les plus puissants ; les grumes collectées sont chargés à plat dans une zone de chargement située à l'arrière du tracteur ou dans une remorque attelée au tracteur ; les grumes sont ensuite amenées vers une zone de stockage, en bordure de forêt par exemple. L'utilisation d'une grue et d'une remorque ou d'une zone de stockage permet de supprimer toute opération humaine à proximité immédiate des grumes, et limite ainsi considérablement les risques. Pour ces tracteurs, la grue est généralement fixée sur un pied haut, de l'ordre de la hauteur de la remorque ou de la zone de stockage sur le châssis, soit 1 à 3 mètres ; le bras amont est positionné au dessus du bras aval et, lorsque la grue est en position de repos, la grue est logée dans la remorque ou dans l'espace de stockage sur le châssis ; le pivot de flèche de la grue étant dans ce cas en appui soit sur le châssis au niveau de l'espace de stockage soit sur des grumes empilées dans l'espace de stockage ; ainsi, lors du déplacement du tracteur, la grue est au repos et ne travaille pas. Pour les abatteurs comme pour les porteurs, l'utilisation de la grue en charge, pour porter ou tirer des grumes par exemple, pendant un déplacement du tracteur est fortement déconseillée par les constructeurs eux-mêmes. En effet, pendant le déplacement du tracteur, les mouvements non souhaités de la charge (grumes en suspension à l'extrémité libre de la grue) ou la résistance de traction exercée à l'extrémité libre de la grue lorsque des grumes sont tirées, entraînent des efforts de cisaillement excessifs sur la liaison entre le bras amont de la grue et le support, une usure prématurée de cette liaison, des risques importants de rupture de cette liaison, et donc des risques de chute de la grue et de son chargement. Description de l'invention L'invention propose un nouveau tracteur, ne présentant pas les inconvénients des tracteurs décrits ci-dessus. Plus précisément, l'invention propose un tracteur par ailleurs conforme à un tracteur connu tel que décrit ci-dessus, et caractérisé en ce que la grue comprend : - une position de repos, où le bras amont est positionné sous le bras aval et où le pivot de flèche et l'extrémité libre de la grue sont positionnés de part et d'autre d'un plan vertical contenant le premier axe de pivotement, - un mode de manipulation où les deux bras sont mobiles l'un par rapport à l'autre et par rapport au support. En mode manipulation, les deux bras articulés entre eux et articulés par rapport au support peuvent être dépliés pour aller manipuler des troncs ou des grumes situés plus ou moins loin du tracteur, comme avec les tracteurs connus. Le mode manipulation de la grue est utilisé de préférence avec le tracteur à l'arrêt : la grue dépliée, surtout chargée forme en effet un ensemble dont un centre de gravité est le plus souvent en porte-à-faux par rapport à la liaison entre le support et le bras amont de la grue, ce qui entraîne des efforts de cisaillement importants sur cette liaison. En position de repos, le pivot de flèche et l'extrémité libre de la grue sont positionnées de manière plus équilibrée autour de la liaison entre le support et le bras amont de la grue : le poids de la grue vient ainsi exercer sur cette liaison une force de cisaillement en sens inverse d'une force exercée par une charge fixée à l'extrémité libre du bras aval ; le poids de la grue vient ainsi compenser en partie, et donc réduire, les efforts de cisaillement sur la liaison entre le support et le bras amont de la grue en cas de déplacement en charge du tracteur ; également, en position de repos, les bras sont tels que l'ensemble de la grue s'intègre dans le volume du tracteur, de sorte que la grue ne peut pas être en porte-à-faux ; il est ainsi possible d'utiliser la grue en position de repos pour tirer des grumes sans risque de destruction de la liaison entre le support et le bras amont de la grue et sans intervention de l'opérateur directement sur les grumes. De préférence, en position de repos, le bras amont est immobilisé par rapport au support, et le bras aval est immobilisé par rapport au bras amont de la grue. Tous les efforts de cisaillement, par ailleurs limités, sont reportés sur le support ; les liaisons pivot entre le bras amont et le support de grue d'une part, entre le bras amont et le bras aval d'autre part, sont ainsi peu sollicitées, y compris lorsque la grue est chargée par des grumes à tirer. Le tracteur selon l'invention peut comprendre également un tablier fixé à l'arrière du châssis, tablier sur lequel le bras aval vient en appui lorsque la grue est en position de repos. Le tablier absorbe une grande partie des efforts liés à la charge lorsque la grue est en position de repos et est utilisée pour tirer des grumes ; ceci limite encore considérablement les efforts de cisaillement sur la liaison entre le support et le bras amont de la grue. Le tracteur selon l'invention peut encore comprendre un moyen de verrouillage agencé pour solidariser le bras aval au tablier lorsque le bras aval est en appui sur le tablier lorsque la grue est en position de traction, pour une meilleure absorption des efforts par le tablier. De manière connue, l'extrémité libre de la grue peut également être équipée d'une pince de préhension. En complément, le tracteur selon l'invention peut encore comprendre au moins une pince de préhension fixée au tablier et agencée pour la préhension d'au moins une grume. La pince à l'extrémité de la grue peut être utilisée pour le chargement de la pince fixée au tablier ; ainsi, il est possible de transporter au moins deux fois plus de grumes qu'avec une pince seule, et cela sans intervention humaine à proximité immédiate des grumes. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit d'un exemple de mise en oeuvre d'un tracteur forestier selon l'invention, comprenant une grue articulée. Cet exemple est donné à titre non limitatif. La description est à lire en relation avec les dessins annexés dans lesquels les figures 1 et 2 sont des vues en perspective d'un tracteur forestier, selon ses deux modes de fonctionnement. Description d'un mode de réalisation de l'invention Les figures annexées montrent un tracteur comprenant un châssis 1, des moyens 2 (en l'espèce, deux essieux portant chacun deux roues) pour entraîner en mouvement le châssis, un support 10 solidaire du châssis et une grue comprenant : - un bras amont 20 dont une première extrémité est reliée support de grue par une première liaison pivot selon un premier axe de pivotement R1, - un bras aval 30 dont une première extrémité est reliée à une deuxième extrémité du bras amont par une deuxième liaison pivot selon un deuxième axe de pivotement R2 parallèle au premier axe de pivotement R1, ladite deuxième liaison pivot formant un pivot de flèche de la grue. Le support 10 peut être une plateforme directement fixée sur le châssis, immobilisée par rapport au châssis. Dans l'exemple représenté sur les figures, le support est un ensemble articulé, comprenant un plateau solidarisé par une liaison rotule à une plateforme fixée au châssis, et la première extrémité du bras amont de la grue est reliée au plateau du support. Le support articulé permet de maintenir le plateau du support, et donc également la grue, en position verticale, y compris lorsque le tracteur est utilisé sur un terrain en pente. Un tel support est décrit dans une autre demande de brevet français déposée le même jour par le même Déposant. Par souci de clarté, dans ce qui suit, on utilisera le terme "support" pour parler de l'élément sur lequel est fixé la première extrémité du bras amont ; le dit élément pouvant être soit la plateforme fixée au châssis soit, comme cela est représenté, le plateau articulé par rapport à la dite plateforme. Le bras amont est monté rotatif sur le support rotatif par rapport à un axe Z perpendiculaire au support, selon le mode de réalisation. Ceci permet d'orienter la grue dans l'espace autour du châssis. Les deux bras de la grue sont mobiles l'un par rapport à l'autre et par rapport au support dans un plan sensiblement parallèle à l'axe Z. A l'extrémité libre du bras aval est montée une pince de préhension 80, connue par ailleurs. La pince 80 peut être remplacée par une tête d'abattage, également connue. Sur le châssis du tracteur est également installée une cabine de pilotage 50 regroupant l'ensemble des moyens de commande permettant à un opérateur de déplacer le châssis, de piloter les mouvements de la grue et de la pince à distance, sans intervention manuelle à proximité immédiate des grumes. Le tracteur selon l'invention est caractérisé en ce que la grue comprend : - une position de repos (fig. 1), où le bras amont est positionné sous le bras aval et où le pivot de flèche et l'extrémité libre de la grue sont positionnés de part et d'autre d'un plan vertical contenant le premier axe de pivotement, - un mode de manipulation (fig. 2) où les deux bras sont mobiles l'un par rapport à l'autre et par rapport à la liaison entre le support et le bras amont de la grue. En position de repos, chaque bras de la grue forme un angle inférieur à 60° par rapport à un plan principal du support sur lequel est relié le bras amont. Le support est conçu pour être horizontal lorsque le tracteur est sur un sol horizontal (i.e. de niveau). Les deux bras de la grue et le châssis ont ainsi ensemble une forme générale en Z, légèrement inclinée au repos. Les liaisons pivot, entre le support et le bras amont d'une part et entre le bras amont et le bras aval d'autre part, sont réalisées de manière connue, par des jeux de vérins 60 positionnés autour des parties mobiles (bras, liaison support / bras amont) et dont la longueur est pilotée en continu de manière à entraîner une rotation du bras amont par rapport au support selon l'axe R1 et / ou une rotation du bras aval selon l'axe R2. Des moyens sont prévus pour, en position de repos, immobiliser le bras amont par rapport au support, et immobiliser le bras aval par rapport au bras amont de la grue. Dans l'exemple représenté, le tracteur comprend également un tablier 70 fixé à l'arrière du châssis, tablier sur lequel l'extrémité libre du bras aval vient en appui lorsque la grue est en position de repos. Le tablier est ici une plaque en acier, suffisamment épaisse (par exemple de l'ordre de 2 à 6 cm) pour résister aux efforts de traction liés à la charge et exercés sur le bras aval lorsque des grumes sont maintenus serrées dans la pince de la grue et que le tracteur avance. Un moyen de verrouillage est prévu pour solidariser le bras aval au tablier lorsque le bras aval est en appui sur le tablier lorsque la grue est en position de repos. Dans l'exemple représenté, le tracteur comprend trois pinces, l'une 80 solidaire de l'extrémité libre de la grue, les deux autres 90, 91 solidaires du châssis ou du tablier ; toutes les pinces sont naturellement pilotables à distance depuis la cabine du tracteur ; en commandant la pince 80, il est possible de charger les pinces 90, 91 de grumes. Nomenclature 1 châssis 2 moyen pour entraîner le châssis (dans l'exemple représenté, deux essieux portant chacun deux roues) 10 plateforme solidaire du châssis 20 bras amont 30 bras aval 40 support articulé 50 cabine de pilotage 60 vérins 70 tablier 80, 90, 91 pinces de préhension R1, R2 axe de pivotement des bras de la grue Z axe de rotation de la grue par rapport à son support REVENDICATIONS1. Tracteur comprenant un châssis (1), des moyens (2) pour entraîner en mouvement le châssis, un support (10) solidaire du châssis et une grue comprenant : - - un bras amont (20) dont une première extrémité est reliée au support par une première liaison pivot selon un premier axe de pivotement (R1), - un bras aval (30) dont une première extrémité est reliée à une deuxième extrémité du bras amont par une deuxième liaison pivot selon un deuxième axe de pivotement (R2) parallèle au premier axe de pivotement, ladite deuxième liaison pivot formant un pivot de flèche de la grue, le tracteur étant caractérisé en ce que la grue comprend : - une position de repos, où le bras amont est positionné sous le bras aval et où le pivot de flèche et l'extrémité libre de la grue sont positionnés de part et d'autre d'un plan vertical contenant le premier axe de pivotement, - un mode de manipulation où les deux bras sont mobiles l'un par rapport à l'autre et par rapport au support. 2. Tracteur selon la revendication 1 comprenant également un tablier (70) fixé à l'arrière du châssis, tablier sur lequel le bras aval vient en appui lorsque la grue est en position de repos. 3. Tracteur selon la revendication 2 comprenant également un moyen de verrouillage agencé pour solidariser le bras aval au tablier lorsque le bras aval est en appui sur le tablier lorsque la grue est en position de repos. 4. Tracteur selon l'une des revendications précédentes, comprenant également une pince (90, 91) fixée au tablier et agencée pour la préhension et le maintien d'au moins une grume.20