Brevet FR3018797A1 — publié le 20150925

L'invention concerne une machine de levage de poids, du type comprenant un châssis, pourvu d'un dispositif de roues, et une carrosserie qui comporte une flèche de grue, un dispositif de contrepoids à l'opposé de la flèche, au moins un moteur électrique et un dispositif de batterie électrique d'alimentation en énergie électrique de la machine. Des machines répondant à cette description, telles que des machines de type pelleteuse rail-route, sont déjà connues. Ces machines pourraient être de type hybride, bi-mode, équipées, le cas échéant, d'un moteur à combustion interne et d'un moteur électrique. Ce genre de pelle rail-route doit, pour être autorisée à travailler sur le réseau ferroviaire, respecter des gabarits très restreints. Cependant, pour son bon fonctionnement, des éléments volumineux, tels que la cabine de conduite, le contrepoids et le dispositif moteur, sont indispensables et le positionnement de chacun de ces composants doit être défini de manière précise. Le contrepoids, positionné à l'opposé de la flèche, détermine les capacités de levage de la machine. Plus le contrepoids est lourd, plus il est possible de lever des charges importantes. Le contrepoids, qui est généralement en plomb, fonte ou béton, représente par son encombrement important un grand volume mort pour la machine. Pour éviter que la machine ait des dimensions trop importantes ou présente une structure trop complexe, l'encombrement du contrepoids doit être limité, ce qui impose aussi une limitation de la capacité de levage de la machine. L'invention a pour but de pallier cet inconvénient. Pour atteindre ce but, une machine selon l'invention est caractérisée en ce que le dispositif de contrepoids est formé, au moins en partie, par le dispositif de batterie électrique. Selon une caractéristique avantageuse, la machine est caractérisée en ce qu'elle comporte au niveau de l'extrémité arrière un compartiment de batterie susceptible de loger une pluralité de caissons de batteries susceptible d'être superposés verticalement pour constituer un poids important. Selon une autre caractéristique avantageuse, la machine est caractérisée en ce qu'elle comporte une carrosserie compartimentée de façon à dégager à l'arrière un espace important pouvant servir de compartiment de logement des caissons de batteries. Selon encore une autre caractéristique avantageuse, la machine est caractérisée en ce qu'elle comprend un compartiment de logement du moteur électrique, disposé à côté du compartiment de logement de caisson de batteries. Selon encore une autre caractéristique avantageuse, 15 la machine est caractérisée en ce que le compartiment de logement des caissons de batterie est configuré pour permettre l'introduction et l'enlèvement des caissons à travers une ouverture d'accès prévue à l'extrémité arrière de la machine. 20 Selon encore une autre caractéristique avantageuse, la machine est caractérisée en ce que les caissons de batteries comportent une base configurée pour la manutention à l'aide d'un chariot élévateur. Selon encore une autre caractéristique avantageuse, 25 la machine est caractérisée en ce qu'elle est hybride et comporte, en plus du moteur électrique, un moteur thermique. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci 30 apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une 35 machine de levage selon l'invention, en forme d'une pelleteuse rail-route ; - la figure 2 est une autre vue en perspective de la pelleteuse selon la figure 1, montrant notamment la partie arrière dans laquelle est logé le dispositif de batteries ; - la figure 3 est une vue de dessus de la pelleteuse selon l'invention ; - la figure 4 correspond à la figure 2 mais montre la pelleteuse après enlèvement du capot d'accès au compartiment de stockage des caissons de batterie ; - les figures 5 et 6 montrent la pelleteuse de la figure 4, à deux étapes différentes d'évacuation des caissons de batteries ; - la figure 7 montre la pelleteuse de la figure 4, après enlèvement de l'ensemble du dispositif de 15 recouvrement de la partie arrière de la pelleteuse ; - la figure 8 est une vue en perspective d'un caisson de batteries selon l'invention, et - la figure 9 montre la disposition des différentes batteries dans le caisson de la figure 8. 20 L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple non limitatif, dans son application à une pelleteuse rail-route hybride, c'est-à-dire une machine équipée de deux sources de puissance distinctes, à savoir un moteur thermique et un moteur électrique. Cette 25 pelleteuse est en mesure de travailler en mode tout électrique, afin de réduire considérablement les nuisances sonores habituelles et d'éviter toute émission de gaz d'échappement. Ce véhicule multifonction peut donc accomplir des travaux de levage, d'excavation et 30 d'alimentation d'outillages hydrauliques, aussi bien de jour que de nuit, en extérieur ou dans des milieux confinés. La double motorisation qui équipe la pelleteuse lui confère la possibilité de fonctionner à une puissance identique quelque soit le mode sélectionné. Cette 35 particularité de la pelleteuse hybride selon l'invention assure une sécurité d'utilisation, puisqu'en cas de déchargement inopiné des batteries, l'opérateur est en mesure de permuter la source de puissance afin de finir son intervention. Comme le montre les figures, la pelleteuse selon l'invention comporte un châssis 1 équipé d'un dispositif 5 de quatre roues 2 permettant son déplacement sur route et d'un dispositif de quatre roues 4 grâce auxquelles la pelleteuse peut se déplacer sur les rails d'une voie ferrée. Les roues 4 sont disposées sur des essieux 5 qui sont montés pivotant sur le châssis entre une position 10 escamotée de déplacement sur route et une position active de déplacement sur la voie ferrée. La structure générale d'un tel châssis et des dispositifs de roues est connue en soi et n'a pas besoin d'être décrite en détail. Sur le châssis 1 équipé de dispositifs de roues 2 15 et 4 de déplacement sur route et sur voie ferrée est montée pivotant, avantageusement, mais non obligatoirement, autour d'un axe vertical, la structure supérieure de la pelleteuse formant la carrosserie 6, et qui comporte, au niveau de l'extérieur avant de la 20 pelleteuse, à gauche, une cabine de conduite 7, à droite un compartiment 8 pour le moteur thermique et radiateur et, entre les deux, le support d'un dispositif de flèche de grue à deux bras articulés 10. La partie arrière de la pelleteuse comporte un compartiment 12 dans lequel sont 25 logés trois caissons de batteries 14. La partie centrale de la carrosserie est occupée par un compartiment réservoir d'huile 16, à droite, et à gauche d'un compartiment électrique 17 dans lequel sont disposés les chargeurs, batteries, onduleurs et autres équipements 30 électriques. Ce compartiment se prolonge en direction de l'extrémité de la pelleteuse en occupant une zone à gauche du compartiment du caisson de batterie. De l'autre côté de ce compartiment, à droite, se trouve un compartiment 20 logeant le réservoir d'huile, et 35 notamment le moteur électrique. Il est à noter que cette façon de compartimenter la carrosserie de la pelleteuse constitue une caractéristique essentielle de l'invention car elle permet de libérer à l'arrière de la carrosserie un espace suffisamment important pour loger les batteries dont le poids peut alors être suffisamment élevé pour accomplir 5 la fonction du contrepoids qui est disposé, dans des pelleteuses connues, à l'arrière de la carrosserie. L'invention permet de supprimer ce contrepoids spécifique au moins partiellement. Le compartiment réservé aux caissons 14 de batteries est symétrique par rapport à 10 l'axe longitudinal de la pelleteuse, à l'opposé de la flèche de grue. En se reportant aux figures 8 et 9, les batteries notées 22 sont réparties dans trois caissons 14 dont chacun enferme 48 batteries comme le montre la figure 9. 15 Chaque caisson présente une forme parallélépipédique dont la face arrière 24 est bombée et détermine ainsi la face arrière de la pelleteuse. Les batteries sont montées en série. Chaque batterie apportant par exemple une tension de 2 volts. On obtient aussi une tension totale de 288 20 volts. La base 24 de chaque caisson est configurée de façon à pouvoir être manutentionnée par un chariot élévateur et installée dans le compartiment de batterie 12. 25 Comme on le voit clairement sur les figures 6 et 7, le compartiment 12 comporte, pour la réception des caissons de batterie 14, une structure de support 26, qui comprend à l'arrière un cadre de réception formé par deux montants 28 disposés symétriquement par rapport à l'axe 30 longitudinal de la carrosserie et s'élevant verticalement de la paroi de fond 29 et un élément de poutre horizontal 30 qui réunit les deux extrémités libres des montants 28. La structure de support comporte en outre, sur chaque côté de l'axe longitudinal, un élément de support 35 en forme d'un L 32 dont un élément de traverse 34 s'étend parallèlement à la direction longitudinale de la carrosserie en direction de l'extrémité avant de la carrosserie et un élément de montant vertical 35 s'élevant à partir de la paroi de fond. L'extrémité libre de la traverse est solidaire de la poutre horizontale 30 du cadre de réception. Les montants 28 du cadre présentent, sur leurs faces internes orientées vers l'axe de la carrosserie, des éléments de console 36, chacun pour le support d'un caisson de batterie 14. Les montants 35 des éléments de support en forme de L comportent deux consoles de support 38 qui sont orientées en direction du cadre de support de réception, chacune au niveau d'une console 36 pour le support d'un caisson 14. Par conséquent, à l'état introduit dans le compartiment, chaque caisson prend appui sur quatre consoles, à savoir deux consoles 36 et deux consoles 38. La structure de support des caissons, formée par le cadre de réception et les deux éléments en forme de L rendent aisée la connexion des caissons au dispositif électrique de la pelleteuse. Les figures 5 et 6 illustrent la mise en place et l'enlèvement des caissons 14 à l'aide d'un chariot élévateur (non représenté). Pour l'insertion, l'élévateur soulèvera le caisson à poser jusqu'au niveau approprié pour le mettre ensuite en place dans le compartiment par un déplacement horizontal approprié. Pour la mise en place et l'enlèvement des caissons, il suffit d'ôter le capot d'accès 40 qui recouvre l'ouverture d'accès au niveau du cadre de réception. Le restant de la partie arrière de la pelleteuse peut être dégagé grâce à un élément de capot amovible en forme d'un U 42 qui s'étend perpendiculairement à l'axe longitudinal de la pelleteuse et dont les bords libres prennent appui sur la paroi de fond dans l'exemple de la pelleteuse représentée. Il est à noter que des multiples modifications peuvent être apportées à l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci. Ainsi, la disposition et la configuration des différentes parties d'équipement peuvent être faites différemment, à condition de prévoir toujours, à l'extrémité arrière de la carrosserie, un grand espace servant de compartiment de logement de batterie, suffisamment important pour pouvoir accomplir la fonction du contrepoids à l'extrémité opposée du dispositif de flèche de grue de la machine selon l'invention qui pourrait être de tout autre type qu'une pelleteuse. Etant donné que la partie arrière de la machine est configurée pour disposer d'un grand espace de logement de batterie, le moteur électrique de la machine peut avoir une grande puissance et le dispositif de batterie selon l'invention confère à la machine une capacité considérable de levage. Etant donné que la machine est susceptible de se déplacer sur route et rail, la machine constitue un engin de chantier polyvalent, robuste et adaptable. Grâce à la disposition judicieuse de ses composants, la machine peut être hybride, c'est-à-dire comporter un moteur électrique et un moteur à combustion interne. Bien entendu, l'invention pourrait aussi être une machine seulement électrique. Bien entendu, de multiples modifications peuvent être apportées à l'invention sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, à la place de la flèche de grue, tout autre dispositif de levage peut être utilisé dans le cadre de l'invention, à condition qu'elle nécessite un contrepoids à l'arrière, à l'opposé de ce dispositif. La machine peut aussi être une machine qui n'est pas mobile. REVENDICATIONS1. Machine de levage de poids ou d'excavation, du type comprenant un châssis, en général monté sur des 5 roues pour être mobile, et qui comporte un dispositif de levage, un dispositif de contrepoids à l'opposé du dispositif de levage, au moins un moteur électrique et un dispositif de batteries électriques d'alimentation à énergie électrique de la machine, caractérisée en ce que 10 le dispositif de contrepoids est formé, au moins en partie, par le dispositif de batteries électriques (14). 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte au niveau de l'extrémité arrière un compartiment de batterie (12) susceptible de loger une 15 pluralité de caissons de batteries (14) susceptible d'être superposés verticalement pour constituer un poids important. 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte une carrosserie compartimentée de 20 façon à dégager à l'arrière un espace important pouvant servir de compartiment (12) de logement des caissons (14) de batteries. 4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un compartiment (20) de logement 25 du moteur électrique, disposé à côté du compartiment (12) de logement de caisson de batteries (14). 5. Machine selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le compartiment (12) de logement des caissons de batterie (14) est configuré pour 30 permettre l'introduction et l'enlèvement des caissons à travers une ouverture d'accès prévue à l'extrémité arrière de la machine. 6. Machine selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les caissons (14) de batteries 35 comportent une base configurée pour la manutention à l'aide d'un chariot élévateur. 7. Machine selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle est hybride et comporte, en plus du moteur électrique, un moteur thermique.