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"Excavateur-élévateur"
La présente invention concerne des machines excavatrices mobiles et en particulier une machine du type qui comporte un transporteur élévateur sans fin contribuant au chargement de la terre dans la machine.
Il est devenu de pratique courante tout récem- ment de se servir d'excavateurs du type portant à leur extrémité antérieure une pelle niveleuse dirigée de haut en bas et un transporteur sans fin monté entre les parois latérales de l'excavateur, actionné par un moteur situé au-dessus et en arrière de la pelle.
Le transporteur sans fin est généralement incliné de bas en haut et en arrière et est articulé au voisinage
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de son extrémité supérieure de façon à tourner dans un plan vertical autour d'un axe horizontal dirigé dans le sens transversal de la machine. Pendant que la machine fonctionne l'extrénité inférieure du tran porteur passe sur la partie supérieure de la terre ameublie, qui a passé sur la pelle et des ailettes ou palettes en mouvement fixées sur les chaînes sans fin du transporteur poussent la terre en arrière dans la caisse de l'excavateur. D'autres détails du fonc tionemetn et de la forme de construction des exca vateurs équipés avec des transporteurs élévateurs se trouvent dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2. 984.022 du 16 Mai 1961.
Les chaînes du transporteur de la forme de construction ordinaire forment une bouale sur des pi gnons de chaîne de commande à lecrs extrémités supé rieures et sur des rouleaux fous à leurs extrémités il rieures,les pignons de chaîne et les rouleaux étant montés à leur? extrémités opposées sur un bâti rigide du transporteur. Les pignons de chaîne peuvent recevoir leur mouvement de rotation d'un mécanisme de transmission articulé actionné par une prise de force-motrice à bord d'un véhicule tracteur ou par un moteur électrique ou hydraulique porté par l'ex- cavateur.
Des problèmes particuliers ne se posent norma- lement pas en ce qui concerne la forme de construc- tion et l'entretien des transporteurs-élévateurs des excavateurs de dimensions relativement faibles. Hais les dimensions des excavateurs que l'on construit ne cessent d'augmenter et l'augmentation des dimensions
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et du poids du transporteur qui en résulte pose des problèmes mécaniques qui n'ont pas encore été envisagés.
On a constaté en particulier que les pignons de chaîne supérieurs et les rouleaux inférieurs subissent une usure considérable et risquent souvent de se rompre.
Bien entendu, lorsqu'il s'agit de remplacer ces élé- ments, il y a lieu de tenir compte de la dépense qui en résulte, mais ce qui est encore plus important, c'est la perte de temps, la dépense de main d'oeuvre et de matériel qui a été nécessaire jusqu'à présent pour remplacer ces éléments. Les pignons de chaîne supérieurs et les rouleaux inférieurs ont été jusqu'à présent d'une forme de construction courante unitaire spéciale et il a été nécessaire pour remplacer un de ces éléments de retirer le ransporteur de l'ex- cavateur et de le démonter. Etant donné que les trans- porteurs plus récents pèsent au moins plusieurs mil- liers de kilogrammes, il est nécessaire de disposer d'une installation de levée considérable.
Il arrive souvent qu'on ne dispose pas d'une installation de levée de ce type, en particulier en des points éloignés et par conséquent, les réparations de cette nature donnent lieu à des pertes considérables de temps et d'argent.
En conséune le principal objet de l'inven- tion consiste les un excavateur, qui comporte un trans- porteur élévatue dans lequel des éléments de montage et de commande perfectionnés du transporteur rédui- sent l'usure et les ruptures des éléments, en particu- lier des pignons de chaîne de co.mande et des rouleaux et qui permet de les remplacer facilement en se servant
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d'outils ordinaires.
Un autre objet de l'invention consiste dans un excavateur du type précité, dans lequel les pi- gnons de chaîne de commande et les rouleaux du trans- porteur sont d'une forme de construction fendue qui permet de les remplacer facilement sans retirer le transporteur de la machine et sans le démonter.
L'invention a encore pour objet un excavateur du type général décrit ci-dessus dans lequel les élé- ments de montage du transporteur comportent un dis- positif perfectionné de poussée et de guidage de l'ex- trémité inférieure du transporteur en contact avec la terre qui y arrive et absorbant les chocs de façon à en faire diminuer l'usure.
L'invention est facile à comprendre d'après la description détaillée qui en est donnée ci-aprs avec les dessins ci-joints, sur lesquels :
La figure 1 est une élevation latérale d'un ex- cavateur construit selon les principes de l'invention; la figure 2 est une élévation de face de la par- tie supérieure du transporteur avec arrachement par- tiel, observée dans la direction des flèches 2-2 de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2; la figure 4 est une vue en plan de dessus avec arrachement partiel de la partie inférieure du trans- porteur de la figure 1; la figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 4 ;
la figure 6 est une élévation latérale schéma- , @
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tique, à plus grande échelle du transporteur de la figure 1 ; la figure 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 6; la figure 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la figure 6; la figure 9 est une coupe suivant la ligne 9-9 de la figure 8; les figures 10 et 11 sont des élévations par- tielles d'une variante d'un dispositif de support de l'extrémité supérieure du transporteur; les figures 12 et 13 sont des délations par- tielles d'une autre variante d'un dispositif de sup- port de l'extrémité supérieure du transporteur;
la figure 14 est une élévation schématique d'une autre variante du support du transporteur, et la figure 15 est une élévation latérale d'une variante d'un élément de guidage inférieur du trans- porteur.
L'excavateur 10 de la figure 1 ouvert en haut et ouvert en avant comporte des parois latérales 12 supportées et renforcées par des éléments de bâti ex- térieurs 14 et une pelle niveleuse 16, dirigée de haut en bas et en avant dans le sens transversal, entre les parois latérales 12. La partie inférieure de l'ex- cavateur est délimitée par une partie de paroi infé- rieure 18, mobile dans le sens longitudinal, située en arrière de la pelle 16, et par une partie de paroi inférieure fixe, non représentée, située en arrière et légèrement au-dessus de la partie mobile 18. La partie mobile 18 est suspendue à deux rails latéraux horizon-
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taux 22 par l'intermédiaire de galets 24 qui sont montés et tournent dans dos consoles dirigées de bas en haut à partir de la partie inférieure 18.
L'ex- trémité antérieure de la partie 18 porte des goujons dirigés latéralement 26 et se logeant dans des enco" ches 28 formées dans des plaques latérales 30 lors- que la section 18 est en position de fin de course en avant. L'extrémité postérieure de l'excavateur 10 est supportée par deux roues 32 espacées dans le sens latéral 32, roulant sur le sol, et montées sur - des éléments de châssis supplémentaires 34 par l'in- ternédiar d'un essieu et de bottes d'essieux appro- priés.
L'excavateur 10 est attelé à un tracteur 36 qui comporte das roues 37 roulant sur le sol, par l'inter- médiare d'une barre d'attelage en forme d'Y qui com- porte deux branches espacées latéralement 38 passant de pat et d'autre de la partie antérieure de la ma- chine et articulées à l'extérieur des parois latéra- les 12, par exemple par des boulons 39 Les branches 38 convergent en avant de la machina de façon à for- mer un élément de construction en col de cygne 40 qui est attelé au tracteur 36 par un accouplement ordinaire 42, qui permet au tracteur 36 et à l'excavateur 10 de tourner l'un par rapport à l'autre. Un cylindre hydrau- lique 44 fait monter et descendre l'extrémité anté- rieure de l'excavateur 10 et est articulé à une extré- mité sur son extrémité antérieure et sur le col de cy- gne 40 par un axe 46.
Un transporteur-élévateur sans fin 48, incliné vers le haut et vers l'arrière est articulé entre les
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parois latérales à l'avant de l'excavateur 10 de façon à tourner dans un plan vertical. Les éléments ordi- naines du transporteur. consistent en deux éléments de bâti) rigides 50, espacée latéralement, et en deux chaînes sans fin 52 qui portent une série de palettes d'entraînement transversales 54, de, forme générale en L.
Les chaînes 52 et les palettes 54 de la forme de réalisation représentée sont commandées par un moteur hydraulique 56 fixé sur elles et recevant un fluide sous pression par des tuyaux souples 58 d'une source 60 disposée sur le tracteur 36. hais il doit être bien entendu que le transporteur,48 peut être commandé de toute autre manière appropriée. La paroi inférieure mobile 18 reçoit également son mouvement d'un méca- nisme hydraulique approprié, n représenté, porté par la partie arrière de l'excavateur 10 et comportant une canalisation hydraulique 62.
Suivant une des caractéristiques de l'invention (figures 2 à 5) l'extrémité supérieure du transporteur est montée de façon à permettre de démonter facile- ment les éléments de commande si certains d'entre eux doivent être remplacés. En particulier, los pignons de chaîne de commande séparés, ordinaires, sont rempla- cés par des pignons de chaîne de commande fendus 64, qui consistent (figure 3) en deux moitiés en arc de cercle 66 et 68 sur la périphérie extérieure desquelles sont disposées -es dents ?0 qui viennent on prise avec la chaîne. Les moitiés 66 et 68 de chacun des pignons de chaîne sont fixées sur un arbre 72 dirigé dans le sens transversal entre les éléments de bâti 50 du trans- porteur.
Les deux moitiés 66, 68 du pignon de chaîne '
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fendu correspondant 64 sont maintenues (fig.2) entre deux plaques de support annulaires, espacées dans le sens transversal, 76, 78 par plusieurs boulons 80 qui passent dans des trous périphériqueent es- pacés des plaques et des moitiés du pignon de chaîne.
Une des plaqes de support 76 78 est montée sur 1'ar bre 72, par exemple par soudage, et l'autre y est montée folle et par suite peut être étroitement ser- rée contre les moitiés 66, 68 du pignon de chaîne.
L'arbre 72 est monté et tourne à une extrémité dans un palier 74 porté par une branche d'un prolon- gement 75 réglable dans le sens longitudinal, des éléments de bâti 50. l'autre extrémité de l'arbre 72 ' est accouplée au moteur hydraulique 56 par 1'intermé diaire d'une boîte de réduction de vitesse 82 portée par un des éléments de bâti 50.
Les moitiés 66, 68 des pignons de chaîne fendus permettent de db 'onter facilement chacun de ces pignons de l'arbre 72. On fait tourner le transporteur pour l'amener à une position dans laquelle une des moitiés du pignon n'est sensiblement pas en contact avec la chaîne, puis on retire les boulons correspondant à cette moitié. On peut alors faire glisser la moitié 68 du pignon en dehors de l'arbre 72 dans le sens ra- dial et la remplacer par une pièce neuve sans démonter l'arbre 72, les paliers 74 ni la boîte de réduction de vitesse 82 des éléments de bâti 50. Si l'autre moi- tié du pignon doit être remplacée, on fait tourner de nouveau le transporteur pour dégager sensiblement. l'autre moitié de la chaîne et on recommence l'opéra- tion.
Il est donc possible de remplacer ces éléments
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sur place à l'aide d'outils à main ordinaires, en évitant ainsi la perte de temps résultant du trans- port d'un matériel lourd d'entretien ou de l'exca- vatour 10 à l'usine.
De la même manière (figures 4 et 5) les rouleaux, ordinaires de support des chaînas à la partie infé rieure du transporteur 48 sont remplacés par dos rou leaux fendus 84 qui consistent chacun en deux moitiés en arc de cercle 86, 88 sur lesquelles passent les chaînes 52. Les moitiés 86 88 des rouleaux sont fi- xées sur un arbre 90 parallèle à l'arbre 72 des pi- gnons de chaîne et tourillonné à ses extrémités dans des paliers 92 portés par des prolongements 93 régla- bles dans le sens longitudinal (figure 6) des éléments de bâti 50. Les moitiés 86, 88 sont portées chacune par deux plaques de support annulaires 94, 96 dont l'une est fixée, par excemple par soudage, sur l'arbre 90.
Une sériée de boulons 98 espacés périphériqueme passent dans les plaquas 94 96 et dans les moitiés 86 83 De même que les pignons de chaîne fendus 64 les rouleaux fondus 84 peuvent être facilement démon- tés des éléments de bâti 50 à l'aide d'outils à main ordinaires.
On fait diminuer l'usure des pignons de chaîne 64 et des rouleaux 84 du transporteur 48 de la forme de construction préférée au moyen de roues folles qui supportent une partie du poids des chaînes 52 et des palettes 54. Suivant les figures 1, 6 et 7 une roue folle, dentée 98 est en contât avec la périphérie intérieure de. chaune dos chaînes 52 entre les extré- mités du transporteur 48. Les roues folles 98 sont
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montées chacune et tournent sur une extrémité d'un bras 100 au moyen d'un arbre 102.
Les bras 100 sont', montés et peuvent être réglés chacun sur une plaque de consola 104, de façon à los rapprocher et les élo gner des chaînes 52, par un boulon 106 qui traverse le bras ot une fente courbe 108 de la plaque de con sole 104. Les plaques 104 sont fixées sur les éléments de bâti, par exemple par soudage Les chaînes 52 com portentohcune deux roues folles espacées dans le sens longitudinal 98, dont l'une ost représentée sur la figure 1 et l'autre sur la figure 6.
Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, le transporteur 48 est monté dans un dispositif perfectionné qui pousse et guide son extrémité infé- rieure en le faisant venir en contact aveo la terre qui arrive dans l'excavateur et absorbe aussi les chocs exercés par le? amas de terre dure ou les grosses pier- res rrivant dans l'excavateur 10.
On voit (figure 6) que le transporteur comporte un arbre de support trans- versa.1 110 fixé sur los éléments de bâti 50, au voisi nage de leurs extrémités supérieures, d'une manière quelconque appropriée et se prolongent latéralement au-delà de leurs cotes. Les extrémités de cet arbre
110 sont articulées chacune à l'extrémité supérieure d'une bielle 112 dirigée de haut en bas et en arrière et articulée elle-même à son extrémité inférieure sur la surface intérieure de la paroi latérale correspon- cante 12 de 1'excavteur par exemple par un boulon
114 Le mouvement de rotation de chacune des bielles
112 dans un plan vertical est limité par deux éléments de
butée cylindriques, espacés, 116 et $118. disposés dans le sens transversal du transporteur 48 et fixés
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à l'intérieur de la paroi latérale correspondante 12 par des boulons 120 et 122. Une plaque 124 de recouvre- ment est fixée sur les extrémités antérieures de cha- cun des groupes de deux éléments de butée 116 et 118.
Le dispositif de montai supérieur du transpor- teur 48 comporte aussi un dispositif qui le pousse de haut en bas contre la terre qui y arrive, de façon à permettre aux palettes 54 du transporteur de fonction- ner d'une manière efficace. La forme de réalisation des figures 6,8 et 9 comporte une série 126 de lames de ressort, fixées sur l'arbre de support du transpor- teur et se dirigeant de haut en bas en contact avcc l'élément de butée 116 de facon à s'opposer élastiquo ment au mouvement de rotation Jans le sens des ai- guilles d'une montre de 1'arb 110 en observant la figure 6.
Le groupe 126 de ressorts comporte une série de bandes de ressorts superpsoées 128 de différentes lon- gueurs maintenues en position d'assemblage au voisinage de leurs extrémités supérieures par deux plaques de serrage 130 132, et par deux boulons 134 qui traver- sent les plaques 130 et les bandes de reorts 128. La plaque de serrage supérieure 132 est en une saule pièce avec un manchon de suspension 136 qui entoure l'arbre de support 110 du transporteur et est fixé sur lui.
Une broche 138 @ dirige de bas en haut à partir de la plaque de serrai 130, passo dans le macho 136 et dans l'arbre de support 110 du transporteur et comporte à son extrémité aupéricure un crou 140. L'arbre 110 cet aussi claveté sur 1 manchcn par une clavette 142.
L'extrémité libre du group!. 126 1de roeorts (figures 6
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et 8) passe sur la surface supérieure postérieure de l'élément de butée antérieur 116.
Le transporteur 48 comporte en combinaison avec le support supérieur poussé par les ressorts un dispositif de guidage inférieur (figure 6). Ainsi qu'on peut @ voir, un arbre transversal 144 est fixé sur les éléments de bâti 50 du transporteur, légère- ment au-dessus des rouleaux inférieurs 84 des chaînes et se prolonge latéralement au-delà des éléments de bâti 50. Un rouleau 146 est monté et tourne sur chacune des extrémités de l'arbre 144 et est en contact avec un guide 148 qui est fixé à l'intérieur de la paroi laté- rale correspondance 12 par des boulons 150. Les guides
148 sont percés de plusieurs trous de boulon 152 qui permettent de faire varier l'angle et la position des guides.
Les guides 148 consistent chacun en une plaque dont le bord postérieur a la forme générale d'un cro- chet dirigé de bas en haut et vers l'arrière. Le rou- loau correspondant 146 passe sur ce bord dans diverses positions qui dépendent de la quantité de terre arri- vant dans l'excavateur 10. Lorsque de la terre n'arri- ve pas sur la pelle niveleuse 16, les rouleaux 146 passent sur une partie 154 légèrement inclinée de bas en haut du bord postérieur de leurs guides.
Lorsque la terre commence à s'accumuler sur la polle 16, l'ex- trémité inférieure du transporteur 48 passe sur cette terre et on même temps 1e groupo de ressorts 126 fait légérement descendre l'ensemble du transporteur. Dans cette position, les rouleaux de guidage 146 reposent dans une partie de jonction courbe entre la partie
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de bord inclinée en arrière 154 et une partie do bord inclinée en avant 156. Au fur et à mesure que la terre s'amoncelle, les rouleaux 146 montent et viennent en avant le long des parties de bord 156 jusqu'à ce que ce muvemet soit interrompu par les parties courbes 158 dirigées de haut en bas et en arrière.
Les figures 10 et 11 représentent une variante du support poussé par des ressorts dû l'extrémité supé- rieure du transporteur 48. Ainsi qu'on peut le voir, une bielle 160 dirigée de bas en haut et vers l'avant correspondant d'une manière générale à la bielle de support 112 du transporteur des figures 1,6, 8 et 9 est articulée à son extrémité inférieure sur une paroi, latérale 162 de l'excavateur par une broche 164 et à un arbre transversal 166 de support du transporteur correspondant à l'arhre 110 des figures qui précèdent.
Un ressort de torsion en spirale 168 entoure l'arbre 166 et est fixé à son extrémité intérieure sur cet arbre par une broche 170 et à son extrémité extérieure 172 sur la paroi latérale 160 de l'excavateur en péné trant dans un trou de cette paroi. Le ressort de tor- sion 168 s'oppose ainsi d'une façon élastique au mou- vement de rotation dans le sens des aiguilles d'une montre de l'arbre 166 et par suite fonctionne d'une ma- nière équivalente à celle du groupe de lames de res- sort, 126.
Lorsqu'on prévoit que des amas de terre dure et des grosses pierres risquent de venir en contact avec le transporteur, il est préférable de disposer un amortisseur de choc 174 entre l'arbre 166 et la paroi latérale 162. L'amortisseur de choc 174 (figures 10 et
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11) qui peut être du type courant utilisé sur les auto- mobiles est articulé à son extrémité inférieure sur la paroi latérale 162 par une broche 176 dans une posi- -ion située en avant du bras de support 160 du trans- porteur. L'extrémité supérieure de l'amortisseur de choc 174 est disposée légèrement en arrière de son extrémité inférieure et est articulée sur un prolonge- ment 178 de la bielle 160 par une broche 180.
Suivant une autre variante du support du trans- porteur (figures 12 et 13) un arbre transversal 182 de support du transporteur est articulé sur l'extrémité supérieure d'une bielle 184 dirigée de bas en haut et vers l'avant. Les extrémités de l'arbre 182 reposent chacune dans un manchon 186 fixé sur une des bielles
184. Le mouvement de rotation de l'arbre 182 dans les manchons 186 est limité par un élément de butée 188 qui vient on Faillie à partir de l'arbre 182 en passant pe une échancrure relativement large 190 du manchon
186. Un ressort de torsion en spirale 192 de cette va- riante entoure une broche 194 qui sert d'axe d'arti- culation de la biolle 184 sur la paroi latérale 196 de l'excavateur.
L'extrémité intérieure du ressort
192 est fixée sur l'axe d'articulation 194 par une broche 198 et son extrémité extérieure pénètre dans un trou de la paroi latérale 184.
Une autre variante du support du transporteur représentée schématiquement sur la figure 14 comporte une barre transversale 202 de support du transporteur articulée à chaque extrémité sur l'extrémité supérieure d'une bielle de support 204 qui est poussée en avant et de haut en bas par un ressort de tension en spirale
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206. Une extrémité du ressort 206 s'accroche dans un trou 208d'unprolongement supérieur 210 de la bielle 204. L'autre extrémité du resort s'accroche dans un trou d'une console 212 fixé sur la paroi latérale 214 de l'excavateur dans une position en avant de la bielle 204.
L'extrémité inférieure de la bielle 204 est ar- ticulée sur la paroi latérale 214 par une broche 216 sur laquelle est également articulée une extrémité d'une bielle de support inférieure 218. L'autre extré- mité de la bielle 218 est articulée sur un arbre trans- versal inférieur de support 220 qui comme l'arbro 202 est fixé sur le bâti du transporteur, comme l'indi- que le tracé en traits mixtes 222. Une butée 224, fi- xée sur la paroi latérale 214 limite le mouvement de haut en bas de la bielle 218. Celle-ci est entou- rée entre ses extrémités par un ressort de compression en spirale 226 qui en entoure la partie inférieure 227 et dont l'extrémité supérieure 228 y est fixée.
L'extrémité inférieure 230 du ressort 226 est fixée sur un manchon 232 qui entoure le ressort 226 et dans lequel la partie 227 de la bielle peut coulisser dans le sens longitudinal. L'extrémité supérieure du man- chon 232. se visse dans un prolongemet 234 qui forme la partie supérieure de la bielle 218.
On remart era que les bielles de support supé- rieures du traptuer des figures 10 à 13 no compor- tent pas d'élément de butée. Ces variantes comportent deux éléments de guidage semblables aux guides 148 des rouleaux et servant d'éléments de butée ainsi que d'é- léments de guidage. Ces éléments de guidage 236 pré-
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sentent chacun (figure 15) des surfaces de guidages 238, 240 et 242 qui sont les mêmes qus les surfaces de guidage respectives 154 156 et 158 de la figure 6'. L'élément 236 comporte en outre un prolongement 244 qui'cerne la.face concave du bord en forme de cro- chet de façon à guider positivement un rouleau 246 sur l'extrémité inférieure du transporteur.
Ainsi qu'on peut le voir, le prolongement 244 peut être en une seule pièce avec la partie en forme de crochet ou être cons- titué par un élément séparé maintenu en place par des boulons.
L'excavateur 10 fonctionen de la manière suivante le tracteur 36 le remorque en le faisant avancer de droite à gauche en observant la figure 1. Lorsqu'on désire ramasser de la terre dans l'excavateur 10, le conducteur du tracteur met an marche le moteur de com nande 56 du transporteur et fait avancer le cylindre hydraulique 44 pour faire de-icondre l'extrémité anté- ricuro de l'excavateur 10 et faire pénétrer la pelle niveleuse 16 dans la surface du sol.
Le transporteur 48 occupe alors la position représentée sur la figure 6, c'est-à-dire que les lames de ressort 126 ou les ressorts de poussés d'autre forma des figures 10 à 14 transmettent au transporteur un couple qui a tendance à le faire tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour de son arbre de support supérieur 110. Les rouleaux 146 de l'extrémité inférieure du transporteur sont ainsi pous- sés dans une position dans laquelle ils viennent en contact avec la surface de guidage 154 (ou 238 fi- gure 15) dirigé.. de haut on bas et en avant.
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Lorsque la terre ameublie par la pelle ni- voleuse 16 commence à passer sur cette pelle, les pa- lettos 54 du trasporteur viennent oin contact avec elle et exercent un effort de bas en haut ot en arrière, qui a tendance à faire pivoter 1e transporteur dans le sons des aiguilles d'une montre autour de son arbre supérieur de support 110. Lais 1e ressort 126 a ten dance à s'oppowr à ce mouvement) de sorte que lors- que l'extrémité inférieure du transporteur pivote dans 1e sens. des aiguilles d'une montre pour permettre à la terre de passer au-dessous d' elle, le ressort 126 en coopérant avec le guide 148 pousse 1'ensemble du transporteur 48 de haut en bas et en avant.
Par suite, lorsque la charge qui+arrive est relativement faible, le rouleau. de guidage 1e vient dans une position si- tuée au point de jonction de la surface de guidage 154 et de la surface 156 dirigée de bas en haut et en avant. Il est facile de voir que ce mouvement du trans- porteur a pour effet, non seulement de maintenir les palettes 54 en contact avec la terre qui arrive) mais encore de faire légèrement avancer le transporteur dans la direction de la terre qui arrive, de façon à maintenir les palettes 54 en contact avec elle aussi longtemps que possible.
Lorsque la charge qui arrive est forte, par exemple lorsque la terre forme des amas très lourds et serrés) ou consiste en grosses pierres, l'extrémité inférieure du transporteur doit évidemment monter pour permettre à la charge de passer'dans 1'excavateur.
Ce mouvement consiste dans un mouvement de rotation général dans le sens des aiguilles d'une montre autour
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do l'arbre 110 et de la broche 114, provoqua.par 1'!1 l'effort de poussée do la charge qui arrive* La 6- face de guidage 156 dirigéo de bas en haut et en < F" ribro de l'élément de guidage 148 empêche l'ensem1le du transporteur de vonir en avant coiame dans le 0 où la ohargo n.'augmente que légèrement et par aui e a tendance à rendre moins étroit le contact entre;le transporteur et la charge. Ce dernier mouvement té- nue donc le choc exerce sur le transporteur ronc - trant de lourdes charges.
L'extrémité inférieure.du transporteur ne peut pas monter trop haut sur une charge qui arrive du fait que la bielle de support 112 vient en contact avec l'élément de butée postérieur 118 ou, dans la forme de réalisation de la figure 15j le rou- leau 246 vient en contact avec le prolongement du gui- de 244.
On voit donc qu'on obtient suivant 1'iven- ,+-4.on un transporteur-élévateur pour excavateur dans le-* quel les pignonsde chaîne de commande et les rouleaux do support dos chaines sont faciles à remplacer s'ils sont endommagéas ou rompus et dans lequel le dispositif de montage du transporteur est constuit de façon à as- surer un rondement élevé, tout en atténuant l'usure inutile et en diminuant le risque de rupture de ces éléments en mouvement,
Bien entendu, l'invention ne doit pas être considérée comme limitée aux formes de réalisation représentées et décrites) qui n'ont été choisies qu'à titre d'exemple.
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"Excavator-elevator"
The present invention relates to mobile excavating machines and in particular to a machine of the type which comprises an endless elevator conveyor contributing to the loading of soil into the machine.
It has recently become common practice to use excavators of the type carrying at their front end a leveling shovel directed up and down and an endless conveyor mounted between the side walls of the excavator, powered by a motor. located above and behind the excavator.
The endless conveyor is usually tilted up and down and back and is hinged around
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of its upper end so as to rotate in a vertical plane around a horizontal axis directed in the transverse direction of the machine. While the machine is running the lower end of the carrier tran passes over the upper part of the loosened earth, which has passed over the shovel and moving vanes or pallets attached to the endless chains of the conveyor push the earth back into the excavator body. Further details of the function and form of construction of excavators equipped with elevator conveyors can be found in U.S. Patent No. 2,984,022, May 16, 1961.
Conveyor chains of the ordinary construction form form a bundle on control chain pins at their upper ends and idle rollers at their ends, with chain sprockets and rollers mounted at their ends. opposite ends on a rigid carrier frame. The chain sprockets can receive their rotational movement from an articulated transmission mechanism actuated by a power take-off on board a towing vehicle or by an electric or hydraulic motor carried by the excavator.
Particular problems do not normally arise with respect to the form of construction and maintenance of the elevator conveyors of relatively small excavators. But the dimensions of the excavators that are being built keep increasing and the dimensions increase.
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and the resulting weight of the conveyor poses mechanical problems which have not yet been considered.
In particular, it has been found that the upper chain sprockets and lower rollers undergo considerable wear and are often at risk of breaking.
Of course, when it comes to replacing these elements, the expense that results must be taken into account, but what is even more important is the waste of time, the expense of labor. of labor and material which has been necessary until now to replace these elements. The upper chain sprockets and lower rollers have heretofore been of a special unitary common construction form and it has been necessary to replace one of these elements to remove the carrier from the excavator and disassemble it. Since newer carriers weigh at least several thousand kilograms, it is necessary to have a considerable lifting facility.
Often, such a lifting facility is not available, especially at remote locations, and therefore repairs of this nature result in considerable loss of time and money.
The main object of the invention, therefore, is an excavator, which comprises an elevated transporter in which improved assembly and control elements of the transporter reduce wear and breakage of parts, in particular. link control chain sprockets and rollers and allows them to be easily replaced by using
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ordinary tools.
Another object of the invention is an excavator of the aforementioned type, in which the drive chain sprockets and the carrier rollers are of a split construction form which allows them to be easily replaced without removing the carrier. machine and without dismantling it.
Another object of the invention is an excavator of the general type described above in which the mounting elements of the conveyor comprise an improved device for pushing and guiding the lower end of the conveyor in contact with the conveyor. earth arriving there and absorbing shocks so as to reduce wear.
The invention is easy to understand from the detailed description which is given below with the accompanying drawings, in which:
Figure 1 is a side elevation of an excavator constructed in accordance with the principles of the invention; Figure 2 is a front elevation of the upper part of the conveyor partially broken away, viewed in the direction of arrows 2-2 in Figure 1; Figure 3 is a section taken on line 3-3 of Figure 2; Figure 4 is a top plan view partially cut away of the lower part of the carrier of Figure 1; Figure 5 is a section taken on line 5-5 of Figure 4;
Figure 6 is a schematic side elevation, @
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tick, on a larger scale of the transporter of FIG. 1; Figure 7 is a section taken on line 7-7 of Figure 6; Figure 8 is a section taken on line 8-8 of Figure 6; Figure 9 is a section taken on line 9-9 of Figure 8; Figures 10 and 11 are part elevations of a variant of a support device for the upper end of the conveyor; Figures 12 and 13 are partial disclosures of another variant of a device for supporting the upper end of the conveyor;
Figure 14 is a schematic elevation of another variant of the carrier support, and Figure 15 is a side elevation of a variant of a lower guide member of the carrier.
The excavator 10 of Figure 1 open at the top and open at the front has side walls 12 supported and reinforced by external frame members 14 and a grader 16, directed up and down and forward in the transverse direction. , between the side walls 12. The lower part of the excavator is delimited by a lower wall part 18, movable in the longitudinal direction, located behind the shovel 16, and by a fixed lower wall part , not shown, located behind and slightly above the movable part 18. The movable part 18 is suspended from two horizontal side rails.
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rate 22 by means of rollers 24 which are mounted and rotate in back consoles directed from bottom to top from the lower part 18.
The forward end of portion 18 carries laterally directed studs 26 and which fit into notches 28 formed in side plates 30 when section 18 is in the forward end position. rear of the excavator 10 is supported by two wheels 32 spaced laterally 32, rolling on the ground, and mounted on additional frame members 34 by means of an axle and axle boots appropriate.
The excavator 10 is hitched to a tractor 36 which has wheels 37 running on the ground, via a Y-shaped drawbar which has two laterally spaced branches 38 passing from one side to the other. on the other side of the front part of the machine and articulated on the outside of the side walls 12, for example by bolts 39 The branches 38 converge in front of the machine so as to form an element of gooseneck construction 40 which is hitched to tractor 36 by an ordinary coupling 42, which allows tractor 36 and excavator 10 to rotate relative to each other. A hydraulic cylinder 44 moves the front end of excavator 10 up and down and is hinged at one end to its front end and to gooseneck 40 by a pin 46.
An endless conveyor-elevator 48, tilted up and back is articulated between the
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side walls at the front of the excavator 10 so as to rotate in a vertical plane. Ordinary elements of the carrier. consist of two rigid frame elements 50, spaced laterally, and two endless chains 52 which carry a series of transverse drive vanes 54, of, generally L-shaped.
The chains 52 and the pallets 54 of the embodiment shown are controlled by a hydraulic motor 56 attached to them and receiving a pressurized fluid through flexible pipes 58 from a source 60 disposed on the tractor 36. But it must be well. it being understood that the transporter 48 may be controlled in any other suitable manner. The movable lower wall 18 also receives its movement from a suitable hydraulic mechanism, n shown, carried by the rear part of the excavator 10 and comprising a hydraulic pipe 62.
According to one of the characteristics of the invention (FIGS. 2 to 5) the upper end of the conveyor is mounted so as to allow the control elements to be easily removed if some of them have to be replaced. In particular, the separate, ordinary drive chain sprockets are replaced by split drive chain sprockets 64, which (Figure 3) consist of two circular arc halves 66 and 68 on the outer periphery of which are arranged. -its teeth? 0 which come taken with the chain. The halves 66 and 68 of each of the chain sprockets are secured to a shaft 72 directed transversely between the frame members 50 of the carrier.
The two halves 66, 68 of the chain sprocket '
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corresponding split 64 are held (Fig. 2) between two annular, transversely spaced support plates 76, 78 by several bolts 80 which pass through spaced peripheral holes in the plates and chain sprocket halves.
One of the support plates 76 78 is mounted to the shaft 72, for example by welding, and the other is mounted loose and therefore can be tightly clamped against the halves 66, 68 of the chain sprocket.
The shaft 72 is mounted and rotates at one end in a bearing 74 carried by a branch of a longitudinally adjustable extension 75 of the frame members 50. the other end of the shaft 72 'is coupled. to the hydraulic motor 56 through the intermediary of a speed reduction box 82 carried by one of the frame elements 50.
The halves 66, 68 of the split sprocket sprockets allow each of these sprockets to be easily removed from the shaft 72. The conveyor is rotated to bring it to a position in which one of the sprocket halves is substantially not. in contact with the chain, then remove the bolts corresponding to this half. It is then possible to slide the half 68 of the pinion out of the shaft 72 in the radial direction and replace it with a new part without removing the shaft 72, the bearings 74 nor the gearbox 82 from the elements. frame 50. If the other half of the sprocket needs to be replaced, the conveyor is rotated again to release substantially. the other half of the chain and the operation is repeated.
It is therefore possible to replace these elements
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on site using ordinary hand tools, thus avoiding the loss of time resulting from transporting heavy maintenance equipment or the Excavatour 10 to the factory.
In the same way (figures 4 and 5) the ordinary rollers for supporting the chains at the lower part of the conveyor 48 are replaced by back split rollers 84 which each consist of two halves in an arc 86, 88 over which pass the chains 52. The halves 86 88 of the rollers are fixed on a shaft 90 parallel to the shaft 72 of the chain sprockets and journaled at its ends in bearings 92 carried by extensions 93 adjustable in the direction longitudinal (Figure 6) of the frame members 50. The halves 86, 88 are each carried by two annular support plates 94, 96, one of which is fixed, for example by welding, on the shaft 90.
A series of peripherally spaced bolts 98 pass through the plates 94 96 and the halves 86 83 As well as the split sprockets 64 the cast rollers 84 can be easily removed from the frame members 50 with the aid of tools. ordinary hand.
The wear of chain sprockets 64 and rollers 84 of conveyor 48 of the preferred form of construction is reduced by idling wheels which support part of the weight of chains 52 and pallets 54. According to Figures 1, 6 and 7 an idler wheel, toothed 98 is in contact with the inner periphery of. each chain 52 between the ends of the conveyor 48. The idler wheels 98 are
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each mounted and rotate on one end of an arm 100 by means of a shaft 102.
The arms 100 are ', mounted and can be each set on a console plate 104, so as to bring them closer and away from the chains 52, by a bolt 106 which passes through the arm ot a curved slot 108 in the control plate. sole 104. The plates 104 are fixed to the frame elements, for example by welding. The chains 52 do not comprise two idlers spaced in the longitudinal direction 98, one of which is shown in FIG. 1 and the other in FIG. 6.
According to another characteristic of the invention, the conveyor 48 is mounted in an improved device which pushes and guides its lower end by making it come into contact with the earth which arrives in the excavator and also absorbs the shocks exerted. speak? piles of hard earth or large stones entering the excavator 10.
It can be seen (Figure 6) that the conveyor has a transverse support shaft. 110 fixed to the frame elements 50, near their upper ends, in any suitable manner and extend laterally beyond their ratings. The ends of this tree
110 are each articulated at the upper end of a connecting rod 112 directed from top to bottom and back and itself articulated at its lower end on the inner surface of the corresponding side wall 12 of the excavator, for example by A bolt
114 The rotational movement of each of the connecting rods
112 in a vertical plane is limited by two elements of
cylindrical stopper, spaced, 116 and $ 118. arranged in the transverse direction of the conveyor 48 and fixed
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inside the corresponding side wall 12 by bolts 120 and 122. A cover plate 124 is attached to the front ends of each of the groups of two stop members 116 and 118.
The upper riser of the conveyor 48 also has a mechanism which pushes it up and down against the land arriving therein, so as to allow the pallets 54 of the conveyor to operate in an efficient manner. The embodiment of Figures 6, 8 and 9 has a series 126 of leaf springs, fixed to the carrier shaft of the conveyor and running up and down in contact with the stop member 116 in such a manner. elastically oppose the rotational movement in the clockwise direction of the arb 110 by observing FIG. 6.
The group 126 of springs comprises a series of superposed spring bands 128 of different lengths held in assembly position near their upper ends by two clamping plates 130 132, and by two bolts 134 which pass through the plates. 130 and the spring bands 128. The upper clamping plate 132 is of one piece willow tree with a hanger sleeve 136 which surrounds the carrier shaft 110 of the conveyor and is secured to it.
A spindle 138 @ directs from bottom to top starting from the plate of clamp 130, passes in the macho 136 and in the support shaft 110 of the conveyor and has at its end at the pericure a nut 140. The shaft 110 this also keyed on 1 sleeve by a key 142.
The free end of the group !. 126 1de roeorts (figures 6
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and 8) passes over the posterior top surface of the anterior stopper element 116.
The conveyor 48 comprises, in combination with the upper support pushed by the springs, a lower guide device (FIG. 6). As can be seen, a cross shaft 144 is attached to the frame members 50 of the conveyor, slightly above the lower rollers 84 of the chains and extends laterally beyond the frame members 50. A roller 146 is mounted and rotates on each end of shaft 144 and contacts a guide 148 which is secured within the corresponding side wall 12 by bolts 150. The guides
148 are drilled with several bolt holes 152 which allow the angle and position of the guides to be varied.
The guides 148 each consist of a plate, the rear edge of which has the general shape of a hook directed from the bottom up and back. The corresponding roller 146 passes over this edge in various positions which depend on the amount of soil entering the excavator 10. When soil does not reach the grader 16, the rollers 146 pass over. a portion 154 slightly inclined from bottom to top of the rear edge of their guides.
When earth begins to accumulate on pole 16, the lower end of conveyor 48 passes over this earth and at the same time the spring group 126 lowers the entire conveyor slightly. In this position, the guide rollers 146 rest in a curved joining portion between the
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backward sloping edge 154 and a forward sloping edge portion 156. As the soil builds up, the rollers 146 move up and forward along the edge portions 156 until the soil begins to move. or interrupted by the curved parts 158 directed from top to bottom and back.
Figures 10 and 11 show a variant of the support spring-urged from the upper end of the conveyor 48. As can be seen, a connecting rod 160 directed from the bottom up and correspondingly forward. In general, the support rod 112 of the transporter of Figures 1, 6, 8 and 9 is articulated at its lower end to a side wall 162 of the excavator by a pin 164 and to a transverse shaft 166 for supporting the corresponding transporter to arhre 110 of the preceding figures.
A spiral torsion spring 168 surrounds the shaft 166 and is fixed at its inner end on this shaft by a pin 170 and at its outer end 172 on the side wall 160 of the excavator by entering a hole in this wall. . The torsion spring 168 thus resiliently opposes the clockwise rotational movement of the shaft 166 and hence functions in a manner equivalent to that of the group of spring blades, 126.
When it is anticipated that hard earth piles and large stones may come in contact with the conveyor, it is preferable to have a shock absorber 174 between the shaft 166 and the side wall 162. The shock absorber 174 (figures 10 and
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11) which may be of the type common used on automobiles is hinged at its lower end to the side wall 162 by a pin 176 in a position forward of the support arm 160 of the carrier. The upper end of the shock absorber 174 is disposed slightly behind its lower end and is hinged to an extension 178 of the connecting rod 160 by a pin 180.
According to another variant of the carrier support (FIGS. 12 and 13), a transverse carrier support shaft 182 is articulated on the upper end of a connecting rod 184 directed from bottom to top and forward. The ends of the shaft 182 each rest in a sleeve 186 fixed to one of the connecting rods
184. The rotational movement of the shaft 182 in the sleeves 186 is limited by a stop member 188 which comes from shaft 182 passing eg a relatively large notch 190 in the sleeve.
186. A spiral torsion spring 192 of this variant surrounds a pin 194 which serves as the hinge pin of the linkage 184 on the side wall 196 of the excavator.
The inner end of the spring
192 is fixed to the hinge pin 194 by a pin 198 and its outer end enters a hole in the side wall 184.
Another variant of the carrier support shown schematically in Figure 14 has a transverse conveyor support bar 202 articulated at each end to the upper end of a support link 204 which is pushed forward and up and down by a spiral tension spring
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206. One end of the spring 206 hooks into a hole 208 of an upper extension 210 of the connecting rod 204. The other end of the spring hooks into a hole of a bracket 212 fixed to the side wall 214 of the excavator. in a position in front of the connecting rod 204.
The lower end of the connecting rod 204 is hinged to the side wall 214 by a pin 216 to which is also hinged one end of a lower support rod 218. The other end of the connecting rod 218 is hinged to. a lower transverse support shaft 220 which like the arbro 202 is fixed to the frame of the conveyor, as indicated by the line in phantom 222. A stop 224, fixed to the side wall 214 limits the up and down movement of the connecting rod 218. The latter is surrounded between its ends by a spiral compression spring 226 which surrounds the lower part 227 and whose upper end 228 is fixed thereto.
The lower end 230 of the spring 226 is fixed to a sleeve 232 which surrounds the spring 226 and in which the part 227 of the connecting rod can slide in the longitudinal direction. The upper end of the sleeve 232. is screwed into an extension 234 which forms the upper part of the connecting rod 218.
It will be noted that the upper support rods of the traptor of Figures 10 to 13 do not have a stop member. These variants have two guide elements similar to the guides 148 of the rollers and serving as stop elements as well as guide elements. These guide elements 236 pre-
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each feel (Figure 15) guide surfaces 238, 240 and 242 which are the same as the respective guide surfaces 154 156 and 158 of Figure 6 '. Element 236 further includes an extension 244 which surrounds the concave face of the hook-shaped edge so as to positively guide a roller 246 over the lower end of the conveyor.
As can be seen, the extension 244 may be one piece with the hook-shaped portion or be a separate member held in place by bolts.
The excavator 10 functions in the following way the tractor 36 the trailer by advancing it from right to left observing figure 1. When it is desired to pick up soil in the excavator 10, the tractor driver turns on the tractor. conveyor control motor 56 and advances hydraulic cylinder 44 to deflect the front end of excavator 10 and drive grader 16 into the ground surface.
The conveyor 48 then occupies the position shown in FIG. 6, that is to say that the leaf springs 126 or the pushing springs of other forms of FIGS. 10 to 14 transmit to the conveyor a torque which tends to cause it. rotate counterclockwise around its upper support shaft 110. The rollers 146 of the lower end of the conveyor are thus pushed into a position in which they come into contact with the guide surface 154 (or 238 figure 15) directed .. from top to bottom and forward.
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When the earth loosened by the leveling shovel 16 begins to pass over this shovel, the pallets 54 of the conveyor come into contact with it and exert a force from the bottom up and back, which tends to make the conveyor pivot. clockwise around its upper support shaft 110. The spring 126 tends to oppose this movement so that when the lower end of the conveyor rotates in the direction. clockwise to allow the earth to pass below it, the spring 126 cooperating with the guide 148 pushes the entire conveyor 48 up and down and forward.
Therefore, when the incoming load is relatively small, the roller. The guide 1e comes into a position at the junction point of the guide surface 154 and the bottom-up and forward-facing surface 156. It is easy to see that this movement of the conveyor has the effect not only of keeping the pallets 54 in contact with the incoming earth) but also of making the conveyor move slightly in the direction of the incoming earth, so to keep the pallets 54 in contact with it as long as possible.
When the incoming load is heavy, for example when the earth forms very heavy and tight clumps or consists of large stones, the lower end of the conveyor must obviously rise to allow the load to pass through the excavator.
This movement consists of a general clockwise rotational movement around
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of the shaft 110 and the spindle 114, caused by the thrust force of the incoming load. The guide face 156 directed from bottom to top and in <F "ribro of the guide member 148 prevents the forward conveying assembly from moving forward in the 0 where the load increases only slightly and therefore tends to make the contact between the conveyor and the load less close. - bare therefore the shock exerts on the conveyor burrowing heavy loads.
The lower end of the conveyor cannot rise too high on an incoming load because the support rod 112 comes into contact with the rear stop member 118 or, in the embodiment of Figure 15j the wheel - water 246 comes into contact with the extension of guide 244.
It can therefore be seen that, according to the ven-, + - 4, we obtain an elevator-conveyor for an excavator in which the drive chain sprockets and the chain backing rollers are easy to replace if damaged. or broken and in which the mounting device of the conveyor is so constructed as to ensure high roundness, while reducing unnecessary wear and reducing the risk of breakage of these moving parts,
Of course, the invention should not be considered as limited to the embodiments shown and described) which have been chosen only by way of example.