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La présente invention concerne un appareillage de manutention de ma- tières pour machine du genre pelleteuse attaquant la matière sur le tas en la dé- plaçant de bas en haut, et, en particulier des appareillages de manutention de matières dans lesquelles une pelle-benne ou autre dispositif de manutention de matière est accouplée à deux bras basculants jumelés qui roulent sur des rails portés par une machine de manutention de matières fixe ou mobile.
Les machines de manutention de matières du type à pelle-benne bascu- lante attaquant la matière de bas en haut, comprennent généralement un véhicule monté pour se déplacer sur des rails ou pourvu de bandes de roulement indivi- duelles. Le châssis ou socle de la machine est pourvu de deux rails sur lesquels peuvent rouler des bras basculants présentant des surfaces courbes.
Un dispositif de manutention de matières, tel qu'une pelle-benne à gadoue est fixée à ces bras basculants et ceux-ci sont accouplés par une liaison flexible à un dispositif de traction telle qu'une poulie entraînée par un moteur et dont la rotation produit le déplacement des bras basculants sur les rails supportés par le châssis prin- cipal de la machine, pour déplacer la pelle-benne d'une position antérieure bas- se de pénétration dans le tas de matières, à une position postérieure haute de déchargement.
La présente invention a principalement pour but de fournir un nouvel appareillage à bras basculants pour une machine du type ci-dessus, dans lequel les bras basculants sont conformés.de façon à décharger le maximum de matières telles que des gadoues, de la benne.dans une remorque ou un camion placé en ar- rière de l'appareillage..
L'invention a encore pour buts : - de fournir un bras basculant dont le fonctionnement en ce qui con- cerne le .déchargement de la matière soit sensiblement amélioré et qui manifeste une bonne tendance à revenir en arrière, de telle sorte que le bras et la benne accouplée à ce bras soient ramenés sous l'effet de la pesanteur dans la position d'attaque'du tas de matières sans l'intervention d'une commande positive de re- tour, - de fournir une telle structure à bras basculants, dans laquelle le mouvement de glissement entre les pistons amortisseurs et les plaques de bu- tée est maintenu effectivement.faible.
Aux fins ci-dessus, ainsi qu'à d'autres fins et avec d'autres avan- tages, l'appareillage de manutention de matières selon l'invention, utilisé sur des surfaces horizontales ou inclinées, comprend, d'une manière générale, deux bras basculants jumelés, une pelle-benne supportée par ces bras au-delà des- quels elle s'étend, lesdits bras présentant des surfaces courbes qui roulent sur des voies montées .sur la machine en passant d'une position antérieure basse d'attaque du tas de matière à une position postérieure haute de déchargement de la benne, une partie desdites surfaces courbes en contact avec les voies étant conformée pour déplacer le centre de gravité de la charge de la benne suivant un tracé sensiblement horizontal pendant la partie du cycle de pelletage qui cor- respond au déchargement.
L'invention est décrite ci-après en se reportant aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une vue en élévation partiellement en coupe, d'une machine de manutention de matières à laquelle est appliqué le nouveau bras bas- culant perfectionné de l'invention;
La figure 2 est un schéma de représentation de l'ensemble de bras basculant à couple variable, de la figure 1, avec la pelle-benne dans sa posi- tion antérieure basse d'attaque du tas de matière, et dans sa position postérieu- re-extrême haute de déchargement;
La figure 3 montre schématiquement l'ensemble du bras basculant de
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la figure 1, au mordent de la prisede contact entre le piston amortisseur et la butée d'arrêt, et
La figure 4 est une représentation schématique analogue à celle de la figure 3, avec le piston amortisseur en position rentrée.
Comme le montrent les dessins, la machine 10 de manutention de ma- tières comprend un châssis ou corps principal 12 monté sur des ensembles de bandes de roulement sans fin 14 entraînés par un moteur 16 par l'intermédiaire d'un train d'engrenages approprié, non représenté.
Le châssis principal 12 supporte l'ensemble 18 à benne de manutention de matière par pénétration et déplacement de bas en haut dans cette dernière. La superstructure de la machine de manutention de matière comprend deux bâtis laté- raux 20 fixés au châssis principal 12 et une traverse ou plaque-butée 22 qui s'étend entre les bâtis latéraux-20, à l'extrémité postérieure de la machine. peux voies ou rails 24, dont un seul est représenté, sont disposés longitudinalement et fixés sur les côtés du châssis principal 12, et chacun de ces rails parallèles 24 constitue un chemin de roulement pour le bras basculant 26 correspondant qui s'appuie sur son rail par une surface courbe 28.
Chacun des bras basculants 26 est aussi pourvu, dans sa partie hau- te, d'un ensemble amortisseur 30 sollicité par ressort, qui comprend un cylindre 32 et un piston 34. L'extrémité 34' du piston 34 extérieure au cylindre 32 est disposée pour venir en contact avec la plaque de butée 22 de l'appareillage de chargement,'au commencement de la partie du cycle de manutention de la machine qui correspond au déchargement, et le couple élevé de déchargement du bras et de la benne basculants est absorbé lorsque le piston 34 s'enfonce dans le cylindre 32 à ,l'encontre de la réaction d'un ressort intérieur de ce cylindre, et la charge contenue dans la benne quitte cette dernière pour être déchargée à l'ar- rière de la machine.
A l'extrémité inférieure des bras basculants 26 est fixé un disposi- tif de manutention de matières figuré sur les dessins sous la forme d'une benne à gadoue 36.,Une des extrémités d'un lien de traction flexible tel qu'un câble ou une chaîne 40 est fixé en 38 entre les extrémités supérieures des bras bas- culants, l'autre extrémité de ce lien étant attachée à un treuil 42 entraîné par un groupe moteur et train d'engrenages approprié, et le câble 40 passe sur une poulie folle' 44 pendant une partie importante du déplacement des surfaces cour- bes 28 des bras basculants 26.
Dans le fonctionnement des maphines de manutention de matières du type à bras basculants attaquant et déplaçant les matières de bas en haut, la benne 36 est chargée dans un tas de gadoue ou autres quand elle est dans la po- sition antérieure 'basse montrée à la figure 1. Le chargement est effectué en enfonçant la benne dans le tas de gadoue en mettant en marche les bandes de rou- lement sans fin 14, pendant que, en même temps, le treuil 42 est mis en marche pour enrouler le lien flexible 40 afin de faire commencer aux bras basculants la partie du cycle de'déchargement qui correspond à la pénétration de la benne dans le tas de matières. En s'élevant dans le tas de gadoue, la benne 36 se remplit et la rotation du treuil 42, en continuant soulève et déplace la benne sensiblement comme représenté par des traits discontinus en H.
La rotation du treuil, en continuant, transporte la benne'soulevée ± l'arrière de la machine lorsque les bras basculants continuent à rouler sur les rails 24. Près de la partie extrême arrière du déplacement des bras basculants et de la benne, les extrémités des pistons 34' développées hors de leurs cylindres viennent en con- tact avec la plaque de butée 22 pour commencer la partie du cycle qui correspond au déchargement de la benne.
Aussiôt que les extrémités 34', des pistons 34 frappent la plaque de butée 22, la vitesse du déplacement vers l'arrière des bras basculants est progressivement réduite et le couple de déchargement considérable des bras bas-
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'culants et de la benne est absorbé par la longue course du piston. Pendant cette partie du cycle de déchargement il est avantageux d'obtenir une course maximum de la matière contenue dans la benne pour assurer que cette matière soit déposée dans le véhicule en attente placé à l'extrémité arrière de la machine.
On a constaté que la distance maximum de déchargement de la matière entassée est obtenue, pour une vitesse de déchargement prédéterminée, si la ma- tière est déchargée de la benne quand le centre de gravité de la masse dans la benne subit au moins un déplacement instantané suivant une trajeotoire rectiligne sensiblement horizontale quand les extrémités 34' des pistons développés hors de leurs cylindres frappent la plaque de butée 22 et que la vitesse des bras bascu- lants et de la benne à laquelle ils sont accouplés, est ralentie.
La trajectoire de la charge de la benne est initialement déterminée en ce point lorsque la ma- tièrecontenue dans la benne se détache d'elle-même de cette dernière et continue sensiblement à sa vitesse initiale élevée bien que la benne elle-même soit ralen- tie et vienne finalement à l'arrêt à la fin de la course des pistons 34. Quand la machine de manutention de matières travaille au niveau du sol, la trajectoire de déchargement du centre de gravité de la masse de matière doit être parallèle à la surface du sol pour obtenir le déchargement maximum.
Toutefois, sur des ma- chines destinées à charger sur des surfaces inclinées, la trajectoire du déplace- ment du centre de gravité de la masse de matière ne doit plus être parallèle à la surface de travail, mais être horizontale de façon qu'aucune partie de l'éner- gie de déchargement soit consommée pour élever la matière verticalement à l'en- contre de l'effet de la pesanteur qui raccourcirait la trajectoire de la matière lancée hors de la benne.
Sur les machines de la technique antérieure, il était de pratique courante d'augmenter la vitesse de déchargement de la benne et de sa charge, au cours du déchargement en faisant tourner brusquement les bras basculants de haut en bas. Bien que ce mouvement de haut en bas augmente la vitesse de déchargement, on a constaté que la trajectoire de la charge de la benne était plus courte que pour un déchargement horizontal et que des camions et des remorques placés en ar- rière de la machine ne pouvaient pas être chargés à plein.
La figure 2 montre une représentation schématique d'une forme de réalisation de l'ensemble des bras basculants de l'invention, dans laquelle les rails-supports sont parallèles au niveau du socle de la machine. Les surfaces courbes 28 des bras basculantes qui doivent rouler en contact avec les rails 24 figurés schématiquement par la ligne X-Y, comprennent, dans cet exemple, deux parties courbes distinctes A-B et B-C.
La partie courbe A-B peut comprendre un arc ou plusieurs parties arquées pour satisfaire aux conditions de couple élevé à faible vitesse au commencement de la partie du cycle de déchargement oorres-. pondant à la pénétration de la benne dans le tas de matière, et de vitesse rela- tivement grande pendant la partie du cycle correspondant au transport après que la benne ait été élevée hors du tas de matière et que le couple ''nécessaire pour l'appareillage de chargement soit réduit. La partie curvilinéaire A-B de la sur- face courbe 28 touche le chemin de roulement le long de la ligne des rails X-Y, entre les points A', B'.
La seconde partie B-C de la surface ourvilinéaire 28 vient en contact avec la ligne des rails X-Y entre les points B', C', tandis que le troé de la trajectoire du centre de gravité E de la charge de la benne se déplace entre les points F et G. Au point de contact de roulement instantané B-B' entre les surfaces courbes des bras basculants et des rails, les extrémités 34' des pistons développés hors de leurs cylindres sont presque en contact avec la,plaque de butée 22.
Afin d'assurer que la trajectoire instantanée du centre de gravité E de la masse de la benne, soit horizontale pendant le déchargement, il est essentiel que le tracé de la trajectoire du centre de gravité de la char- ge de la benne soit tangente à la courbe D-F du point F au point où les bras bas- culants et la benne sont ralentis et où la matière contenue dans la benne a quit- té cette dernière. La longueur de cette trajectoire dépend de la masse des parti- cules individuelles qui constituent la charge de la benne, et de la valeur de
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l'accélération négative que le piston amortisseur applique à la benne et aux bras basculants. Sur la figure 2, on a représenté le tracé de la trajectoire du centre de gravité de la charge de la benne, comme étant horizontal à partir du point F sur la totalité du déplacement du piston 34.
De la sorte, la partie B-C de la surface curvilinéaire 28 est un arc ayant pour centre le centre de gravité de la charge de la benne, grâce à quoi le point E se déplace sur une ligne horizontale parallèle à la ligne X-Y, comme indiqué en F-G (figure 2).
Le plus grand. rayon de courbure de la partie B-C, des bras basculants assure aussi que le centre'de gravité de l'ensemble de ces bras et de la benne, et qui est indiqué en 0, soit maintenu en avant du point de contact instantané des surfaces ourvilinéaires 28 avec les rails 24, grâce à quoi les bras bascu- lants et la benne sont 'automatiquement ramenés à la position antérieure basse d'attaque du tas de matière quand le contenu de la benne a été déchargé.
La longueur de l'arc B-C qui fournit un tracé horizontal du centre de gravité de la masse de la benne peut varier sensiblement tout en continuant à procurer les nouveaux effets propres à l'invention. Toutefois, on a constaté qu'on obtient un fonctionnement très satisfaisant quand la longueur de l'arc B-C est telle qu'à l'instant où le point B de l'arc vient en contact de roulement avec le rail. 24, la face 34' du piston 34 amortisseur de choc est sur le point de toucher la plaque de butée 22, grâce à quoi, pendant tout le ralentissement de la benne et des bras basculants, quand la matière contenue dans la benne est lancée hors de celle-ci, le centre de gravité de la benne se déplace sur une tra- jectoire horizontale.
En se remportant particulièrement aux figures 3 et 4, on peut voir que le rayon sensiblement grand de la courbe B-C sur les bras basculants donne lieu à un autre avantage qui consiste en ce que le déplacement angulaire a de la face externe 34' d piston amortisseur 34 par rapport à la plaque de butée 22 est sensiblement réduit. L'angle a est l'angle compris entre la ligne J-K qui est l'axe du piston 34 au moment où ce dernier touche la plaque de butée 22, et la ligne J-L qui est l'axe du piston lorsque celui-ci est poussé à fond dans son cylindre. En réduisant l'angle a, on réduit l'importance du glissement du piston 34 poussé par son ressort, contre la face de la plaque de butée 22, ce qui dimi- nue l'usure de ces parties.
La réduction la plus sensible du frottemeent du pis- ton est obtenue à peu près quand la partie des surfaces courbes des bras bas- culants en contact de roulement avec les rails pendant,toute la course du pis- ton est un arc de cercle ayant pour centre le point K' du piston. Dans ces con- ditions, la face du piston 34' pivote simplement autour d'un point sur la plaquq de butée 22, ce qui élimine sensiblement tout frottement du piston.
Il ressort de l'exposé qui précède des principes de l'invention que, pour les techniciens, la forme du bras basculant varie avec la forme et la ca- pacité de bennes différentes, lorsque la partie curvilinéaire B-C des surfaces courbes 28 du bras basculant est déterminée par le centre de gravité de la char- ge de la benne dans des conditions de travail normal., On remarquera en outre que, sur des machines à manipulation de matière par déplacement de bas en haut agen- cées pour le chargement sur pentes, on doit employer des appareils basculants spéciaux tels que les bras basculants ne présentent pas d'arc tracé d'un centre constitué par le centre de gravité de la charge de la benne, mais en segment de spirale ayant ce même centre de gravité pour centre de tracé.
Les détails de construction représentés et décrits n'ont été choi- sis qu'à titre -d'exemple et ils peuvent être modifiés et complétés sans qu'on doive s'écarter des caractéristiques da base de l'invention.
R é s u m é.
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