Pelleteuse à benne surélevée La présente invention concerne une pelleteuse à benne surélevée comprenant un châssis, des rails sup porté par le châssis, une pelle-benne, des moyens amortisseurs et un dispositif de manutention, ce der nier étant constitué de deux bras basculants jumelés supportant la pelle-benne et des moyens,
amortisseurs sur les bras basculants coopérant avec les moyens amortisseurs du châssis les bras basculants étant pourvus de surfaces courbes et adaptés à rouler en contact avec les rails d'une position antérieure basse d'attaque par la pelle-benne de la matière à une position postérieure haute de la pelle-benne.
Les machines de manutention de matières du type à pelle-benne basculante attaquant la matière de bas en haut, comprennent généralement un véhicule monté pour se déplacer sur des rails ou pourvu de bandes de roulement individuelles. Le châssis ou socle de la machine est pourvu de deux rails sur lesquels peuvent rouler des bras basculants présentant des sur faces courbes.
Une pelle-benne 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 sup portés par le châssis principal de la machine, pour déplacer la pelle-benne d'une position antérieure basse de pénétration dans la matière, à une position postérieure haute de déchargement.
La pelleteuse selon l'invention est caractérisée en ce que chaque surface courbe présente une partie courbe qui roule sur son rail quand les moyens amor tisseurs sur les bras basculants sont en contact avec les moyens amortisseurs du châssis, la forme de la partie courbe étant telle que la trajectoire du centre de gravité de la charge de la pelle-benne est main tenue rectiligne et parallèle au sol.
Une forme d'exécution de la pelleteuse selon l'in vention est décrite ci-après, à titre d'exemple, en se reportant au dessin annexé dans lequel La fig. 1 en est une vue en élévation partielle ment en coupe.
La fig. 2 est un schéma de représentation de l'en semble de bras basculants à couple variable, de la fig. 1, avec la pelle-benne dans sa position antérieure basse d'attaque et dans sa position postérieure extrême haute de déchargement.
La fig. 3 montre schématiquement l'ensemble des bras basculants de la fig. 1, au moment de la prise de contact entre le piston amortisseur et la butée d'arrêt, et la fig. 4 est une représentation schématique ana logue à celle de la fig. 3, avec le piston amortisseur en position rentrée.
Comme le montre le dessin, la pelleteuse 10 com prend un châssis ou corps principal 12 monté sur des ensembles de bandes de roulement sans fin 14 entraî nés par un moteur 16 par l'intermédiaire d'un train d'engrenages 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 pelleteuse comprend deux bâtis latéraux 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.
Deux rails 24, dont un seul est représenté, sont disposés longitudinalement et fixés sur les côtés du châssis principal 12, et chacun de ces rails paral lèles 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 haute, d'un ensemble amortisseur 30 sollicité par ressort, qui comprend un cylindre 32 et un piston 34. L'extrémité 34' du piston 34 exté rieure 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'arrière de la machine.
A l'extrémité inférieure des bras basculants 26 est fixée une pelle-benne 36. Une des extrémités d'un lien de traction flexible tel qu'un câble ou une chaîne 40 est fixée en 38 entre les extrémités, supé rieures des bras basculants, l'autre extrémité de ce lien étant attachée à un treuil 42 entraîné par un groupe moteur et train d'engrenages, le câble 40 passant sur une poulie folle 44 pendant une partie importante du déplacement des surfaces courbes 28 des bras basculants 26.
Dans une telle pelleteuse attaquant et déplaçant les matières de bas en haut, la benne 36 est chargée quand elle est dans la position antérieure basse (fig. 1). Le chargement est effectué en enfonçant la benne dans la matière en mettant en marche les ban des de roulement 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 la matière. En s'élevant dans la matière, 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 rota tion du treuil, en continuant, transporte la benne soulevée à 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 34' des pis tons 34 développées hors de leurs cylindres viennent en contact avec la plaque de butée 22 pour com mencer la partie du cycle qui correspond au déchar gement de la benne.
Aussitôt que les extrémités 34' des pistons 34 frappent la plaque de butée 22, la vitesse du dépla cement vers l'arrière des bras basculants est progres sivement réduite et le couple de déchargement con sidérable des bras basculants 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 con tenue 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 matière est déchargée de la benne quand le centre de gravité de la masse dans la benne subit au moins un déplacement instantané suivant une trajectoire rectiligne sensiblement horizontale quand les extré mités 34' des pistons développés hors de leurs cylin dres frappent la plaque de butée 22 et que la vitesse des bras basculants 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 lors que la matière contenue dans la benne se détache d'elle-même de cette dernière et continue sensible ment à sa vitesse initiale élevée bien que la benne elle-même soit ralentie et vienne finalement à l'arrêt à la fin de la course des pistons 34. Quand la pelle teuse 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 machines destinées à charger sur des surfaces incli nées, la trajectoire du déplacement du centre de gra vité de la masse de matière ne doit plus être paral lèle à la surface de travail, mais être horizontale de façon qu'aucune partie de l'énergie de déchargement soit consommée pour élever la matière verticalement à l'encontre de l'effet de la pesanteur qui raccourci rait 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 mouve ment de haut en bas augmente la vitesse de déchar gement, on a constaté que la trajectoire de la charge de la benne était plus courte que pour un décharge ment horizontal et que des camions et des remorques placés en arrière de la machine ne pouvaient pas être chargés à plein.
La fig. 2 montre une représentation schématique d'une forme de réalisation de l'ensemble des bras basculants, dans laquelle les rails-supports sont paral lèles au niveau du socle de la machine. Les surfaces courbes 28 des bras basculants 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 cou ple élevé à faible vitesse au commencement de la partie du cycle de déchargement correspondant à la pénétration de la benne dans le tas de matière, et de vitesse relativement 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 surface 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 curvilinéaire 28 vient en contact avec la ligne des rails X-Y entre les points B', C', tandis que 1e tracé 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 cour bes 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 charge de la benne soit tangent à la courbe D-F du point F au point où les bras basculants et la benne sont ralentis et où la matière contenue dans la benne a quitté cette dernière.
La longueur de cette trajec toire dépend de la masse des particules individuelles qui constituent la charge de la benne, et de la valeur de l'accélération négative que le piston amortisseur applique à la benne et aux bras basculants. Sur la fig. 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 (fig. 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 O, soit maintenu en avant du point de contact instantané des surfaces curvilinéaires 28 avec les rails 24, grâce à quoi les bras basculants et la benne sont automatiquement ramenés à la posi tion 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 effets décrits. Toutefois, on a constaté qu'on obtient un fonctionnement très satisfaisant quand la longueur<B>de,</B> 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 ralentisse ment 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 trajectoire horizontale.
En se reportant particulièrement aux fig. 3 et 4, on peut voir que le rayon relativement 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' du piston amor tisseur 34 par rapport à la plaque de butée 22 est relativement 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 diminue l'usure de ces parties. La réduction la plus sensible du frottement du piston est obtenue à peu près quand la partie des surfaces courbes des bras basculants en contact de roulement avec les rails pendant toute la course du piston est un arc de cercle ayant pour centre le point K' du piston.
Dans ces conditions, la face du piston 34' pivote simplement autour d'un point sur la plaque de butée 22, ce qui élimine sensiblement tout frottement du piston.
Il ressort de l'exposé qui précède que la forme du bras basculant dépend de la forme et de la capa cité de bennes différentes, lorsque la partie curvi- linéaire B-C des surfaces courbes 28 du bras bas culant est déterminée par le centre de gravité de la charge de la benne dans des conditions de travail normal.
On remarquera en outre que, sur des machi nes à manipulation de matière par déplacement de bas en haut agencées pour le chargement sur pentes, on doit employer des appareils basculants spéciaux tels que les bras basculants ne présentant 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.