FR2706371A1 - High speed civil engineering machinery. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne des véhicules de génie civil et en particulier des véhicules de génie civil fortement sollicités pour des applications militaires ou civiles. La présente invention propose un véhicule de génie civil perfectionné avec des caractéristiques de performance sur route et hors route améliorées. L'invention propose un véhicule de génie civil à vitesse élevée comprenant un système de suspension pour la suspension de la masse de la carrosserie du véhicule sur les essieux de celui-ci, caractérisé en ce que le système de suspension comprend une unité de suspension qui relie le châssis du véhicule et un essieu du véhicule, l'unité de suspension comprenant un agent fluide pour assurer un effet de suspension à ressort et un effet d'amortissement.The present invention relates to civil engineering vehicles and in particular to heavy duty civil engineering vehicles for military or civil applications. The present invention provides an improved civil engineering vehicle with improved on-road and off-road performance characteristics. The invention provides a high-speed civil engineering vehicle comprising a suspension system for the suspension of the mass of the vehicle body on the axles thereof, characterized in that the suspension system comprises a suspension unit which connects the chassis of the vehicle and an axle of the vehicle, the suspension unit comprising a fluid medium to provide a spring suspension effect and a damping effect.
Description
ENGIN DE GENIE CIVIL A HAUTE VITESSE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne des véhicules de génie civil et en particulier des véhicules de génie civil de grande robustesse pour les applications militaires ou civiles. La présente invention propose un véhicule de génie civil perfectionné présentant des caractéristiques de performance améliorées sur route et hors route.HIGH-SPEED CIVIL ENGINEER
FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to civil engineering vehicles and in particular heavy duty civil engineering vehicles for military or civil applications. The present invention provides an improved civil engineering vehicle having improved performance characteristics on-road and off-road.
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
Les véhicules de génie civil tels que les chargeurs frontaux et les pelles rétrocaveuses sont utilisés dans une grande variété d'applications pour les travaux de creusement, de chargement et de levage. Dans les applications militaires, ce type de véhicules est utilisé par exemple dans le creusement de tranchées, la construction de routes et de ponts. Dans les applications civiles, ces véhicules peuvent être utilisés aussi bien par la petite entreprise que par des sociétés de construction de grande envergure. De façon analogue, les corps de l'Etat et organismes gouvernementaux utilisent également des engins à chargement frontal et des pelles rétrocaveuses pour les travaux publics tels que la construction des routes, la mise en place et la réfection de systèmes d'égouts et d'écoulement des eaux.BACKGROUND OF THE INVENTION
Civil engineering vehicles such as front loaders and backhoes are used in a wide variety of applications for digging, loading and lifting. In military applications, this type of vehicle is used for example in trenching, road and bridge construction. In civil applications, these vehicles can be used by small businesses as well as large construction companies. Similarly, state bodies and government agencies also use front-loading machines and backhoes for public works such as road construction, sewer and sewer installation and repair. flow of water.
Dans les applications militaires, il est souhaitable de pouvoir déployer des véhicules de génie civil aussi rapidement et aussi efficacement que possible pour couvrir souvent de grandes distances. Dans le cas d'entrepreneurs de travaux publics dirigés par un seul homme, les chantiers peuvent se situer en n'importe quel endroit, ce qui exige souvent de disposer d'un véhicule de génie civil tel qu'un engin chargeur frontal, une pelle rétrocaveuse qu'il s'agit de déplacer sur de grandes distances vers les différents chantiers. Une situation similaire existe pour les organismes gouvernementaux et en particulier pour les conseils ruraux où un seul conseil peut être responsable d'une surface relativement importante et où il s'agit de mettre en oeuvre des véhicules de génie civil sur des sites qui sont séparés entre eux de distances importantes. In military applications, it is desirable to be able to deploy civil engineering vehicles as quickly and as efficiently as possible to cover often large distances. In the case of single-man public works contractors, the sites may be located anywhere, which often requires the use of a civil engineering vehicle such as a front loader, shovel backhoe that it is about moving over large distances to the various sites. A similar situation exists for government agencies and in particular for rural councils where only one council may be responsible for a relatively large area and where it is necessary to implement civil engineering vehicles on sites that are separated between they are important distances.
Toutefois, en raison de la nature et de la fonction spécifique, les véhicules de génie civil tels que les chargeurs à benne frontale et les pelles rétrocaveuses ont des aptitudes limitées sur la route. Par conséquent, lorsque ces véhicules doivent effectuer des travaux sur des chantiers séparés par des distances relativement importantes, il est habituel de mettre en oeuvre un véhicule supplémentaire pour transporter le véhicule de génie civil sur les différents sites des opérations. Ainsi, en raison des limitations des véhicules de génie civil existants, il s'est avéré nécessaire de disposer d'un véhicule supplémentaire pour transporter le véhicule de génie civil d'un chantier à l'autre. Ceci augmente considérablement les coûts d'investissement en nécessitant l'achat et l'entretien d'un véhicule pour effectuer cette fonction de transport. Par exemple, avec les chargeurs à benne frontale/pelle rétrocaveuse, les utilisateurs de ces véhicules de génie civil doivent recourir à un camion pour les remorquer ou en variante un camion et un système à semi-remorque pour les transporter. Ainsi, bien qu'un engin chargeur à benne frontale/pelle rétrocaveuse puissent être transportés d'un emplacement à l'autre dans un laps de temps réaliste, il est nécessaire de prévoir un véhicule supplémentaire pour le faire et les dépenses inhérentes à la fourniture d'un camion et également dans la plupart des cas d'une remorque, doublent le coût d'achat d'un engin de chargement à benne frontale ou d'une pelle rétrocaveuse. Suite à l'augmentation sensible des coûts d'investissement impliqués dans la fourniture d'un moyen de transport approprié, on est confronté au coût supplémentaire de gestion et d'entretien des véhicules additionnels. De plus, dans les applications militaires, il est souvent mal aisé en cas de conflits, de devoir recourir à un véhicule supplémentaire pour transporter le véhicule de génie civil. Par conséquent, dans ces situations, il est particulièrement désirable de disposer d'un véhicule de génie civil autodéployable. However, due to the nature and specific function, civil engineering vehicles such as front-end loaders and backhoes have limited ability on the road. Therefore, when these vehicles must perform work on sites separated by relatively large distances, it is usual to implement an additional vehicle to transport the civil engineering vehicle on the various sites of operations. Thus, because of the limitations of existing civil engineering vehicles, it has been necessary to have an additional vehicle to transport the civil engineering vehicle from one site to another. This considerably increases the investment costs by requiring the purchase and maintenance of a vehicle to perform this transport function. For example, with front-end loader / backhoe loaders, users of these construction vehicles must use a truck to tow them or alternatively a truck and a semi-trailer system to transport them. Thus, although a front-end loader / backhoe loader can be transported from one location to another within a realistic period of time, it is necessary to provide an additional vehicle for doing so and the expenses inherent in the supply. a truck and also in most cases a trailer, double the cost of buying a dump truck or a backhoe. As a result of the significant increase in investment costs involved in providing an appropriate means of transportation, there is the additional cost of managing and maintaining additional vehicles. Moreover, in military applications, it is often difficult in case of conflict, to have to use an additional vehicle to transport the civil engineering vehicle. Therefore, in these situations, it is particularly desirable to have a self-deploying civil engineering vehicle.
Une limitation supplémentaire des véhicules de génie civil existants réside dans leur inaptitude à se déplacer en tout terrain à des vitesses relativement élevées. Cette aptitude est particulièrement souhaitée dans les véhicules de génie civil pour les applications militaires où il est particulièrement souhaitable et avantageux en cas de conflit de pouvoir déplacer et déployer le véhicule de génie civil dans le plus laps de temps. Souvent, il faut franchir des terrains accidentés avec peu de route, voire l'absence de route pour atteindre le site souhaité. Cependant, les véhicules de génie civil connus ne peuvent franchir les terrains accidentés avec un degré de stabilité et de maniabilité permettant de faire rouler le véhicule aux vitesses souhaitables. En outre, les véhicules de génie civil existants n'offrent guère de confort aux passagers lorsqu'il s'agit de franchir des terrains accidentés. Là encore, dans les applications militaires où il faut souvent couvrir d'importantes distances en tout terrain où les routes sont en mauvais état voire inexistantes, un certain niveau de confort est nécessaire pour éviter que les passagers ne se fatiguent ou ne se blessent. An additional limitation of existing civil engineering vehicles is their inability to travel on all terrain at relatively high speeds. This ability is particularly desirable in civil engineering vehicles for military applications where it is particularly desirable and advantageous in case of conflict to be able to move and deploy the civil engineering vehicle in the shortest possible time. Often, you have to cross uneven terrain with little or no road to reach the desired site. However, known civil engineering vehicles can not cross rough terrain with a degree of stability and maneuverability to roll the vehicle at desirable speeds. In addition, existing civil engineering vehicles offer little comfort to passengers when crossing rough terrain. Again, in military applications where it is often necessary to cover large distances on any terrain where roads are in poor condition or nonexistent, a certain level of comfort is necessary to prevent passengers from getting tired or injuring themselves.
Par conséquent, la présente invention vise à supprimer certains des problèmes et limitations liés aux véhicules de génie civil existants et fournir un véhicule de génie civil amélioré avec des caractéristiques de performance sensiblement perfectionnées sur la route et hors route. Therefore, the present invention aims to remove some of the problems and limitations of existing civil engineering vehicles and provide an improved civil engineering vehicle with substantially improved performance characteristics on and off the road.
RESUME DE L'INVENTION
Dans ce but, la présente invention propose un véhicule de génie civil à vitesse élevée, ce véhicule de génie civil à vitesse élevée comprenant un système de suspension de la masse du corps du véhicule sur les essieux, ce système de suspens ion comprenant une unité de suspension qui relie le châssis du véhicule et un essieu du véhicule, cette unité de suspension comprenant un agent de fluide assurant à la fois la suspension élastique et l'amortissement.SUMMARY OF THE INVENTION
For this purpose, the present invention proposes a high speed civil engineering vehicle, said high speed civil engineering vehicle comprising a system for suspending the mass of the vehicle body on the axles, said suspension system comprising a unit of suspension which connects the chassis of the vehicle and a vehicle axle, this suspension unit comprising a fluid agent providing both the elastic suspension and the damping.
I1 convient de noter que le système de suspension selon la présente invention peut être adapté à toute forme de véhicule de génie civil où on souhaite améliorer la stabilité et la maîtrise du véhicule pour permettre son déplacement à des vitesses relativement élevées. Par exemple, il peut être adapté aux véhicules tels que les chargeurs à benne frontale et/ou les pelles rétrocaveuses, grues ou chariots élévateurs. De même, le véhicule de génie civil peut être un véhicule de génie civil universel pouvant être adapté au moyen de différents équipements pour effectuer une plage de tâches de travaux telles que le creusement, l'excavation, le chargement et le levage. It should be noted that the suspension system according to the present invention can be adapted to any form of civil engineering vehicle where it is desired to improve the stability and control of the vehicle to allow its movement at relatively high speeds. For example, it can be adapted to vehicles such as front-end loaders and / or backhoes, cranes or forklifts. Similarly, the civil engineering vehicle can be a universal civil engineering vehicle that can be adapted with different equipment to perform a range of work tasks such as digging, excavating, loading and lifting.
Les unités de suspension également connues telles que les longerons à ressort liquide fournissent une unité de suspens ion robuste et compacte qui intègre parfaitement les fonctions de ressort et d'amortissement dans une unité compacte à longeron. Un fabricant de ce type d'unités de suspension est la société Davis Technologies International,
Inc. des Etats Unis. Les unités de suspension utilisées dans la présente invention se basent sur un agent fluide et agissent à la fois comme ressort et amortisseur pour absorber et dissiper lténergie. De préférence, l'unité de suspension comprend un agent fluide compressible, un agent préféré étant un fluide à base de silicone. De plus, l'agent fluide est de façon préférée mis sous pression dans l'unité de suspension.Also known suspension units such as the liquid spring spars provide a robust and compact suspension unit that perfectly integrates the spring and damping functions into a compact spar unit. A manufacturer of this type of suspension unit is Davis Technologies International,
Inc. of the United States. The suspension units used in the present invention are based on a fluid agent and act both as a spring and a shock absorber to absorb and dissipate energy. Preferably, the suspension unit comprises a compressible fluid agent, a preferred agent being a silicone fluid. In addition, the fluid agent is preferably pressurized in the suspension unit.
De façon avantageuse, le système de suspension unique du véhicule de génie civil fournit un système de suspens ion compact et robuste qui possède de bonnes caractéristiques d'amortissement et de suspension à ressort et assure une grande longévité. Le véhicule de génie civil est ainsi idéalement adapté aux applications difficiles, notamment celles impliquées dans les opérations militaires. Le système de suspension permet le déplacement du véhicule de génie civil sur les routes à des vitesses jusqu'alors impossibles avec des véhicules de génie civil classique comme par exemple les engins chargeurs à benne frontale et les pelles rétrocaveuses. Le véhicule selon la présente invention est capable avec sa puissance propre d'atteindre des vitesses supérieures à 60 km/heure et de façon typique le véhicule est capable d'atteindre des vitesses moyennes aux alentours de 80 à 100 km/heure. Ainsi, le véhicule peut couvrir de grandes distances en un laps de temps pratiquement équivalent au temps habituellement nécessaire pour transporter des véhicules de génie civil classiques au moyen de véhicules de transport supplémentaires. Ceci se traduit également par une réduction sensible des coûts d'investissement et de main d'oeuvre normalement élevés dans le cas de ce type de véhicule de génie civil. Advantageously, the unique suspension system of the civil engineering vehicle provides a compact and robust suspension system which has good damping and spring suspension characteristics and ensures a long service life. The civil engineering vehicle is thus ideally suited to difficult applications, especially those involved in military operations. The suspension system allows the moving of the civil engineering vehicle on roads at speeds previously impossible with conventional civil engineering vehicles such as front loaders and backhoes. The vehicle according to the present invention is capable with its own power of achieving speeds above 60 km / hour and typically the vehicle is capable of reaching average speeds around 80 to 100 km / hour. Thus, the vehicle can cover great distances in a period of time substantially equivalent to the time usually required to transport conventional civil engineering vehicles by means of additional transport vehicles. This also results in a significant reduction in investment and labor costs normally high for this type of civil engineering vehicle.
Un point également avantageux réside dans le fait que les caractéristiques hors route du véhicule de génie civil selon la présente invention sont fortement améliorées par rapport aux conceptions de véhicules de génie civil antérieures. Le système de suspension selon la présente invention est capable de couvrir de grandes distances. Ceci permet de maintenir une traction et une stabilité du véhicule sur les terrains accidentés où le profil du terrain varie fortement. An equally advantageous point is that the off-road characteristics of the civil engineering vehicle according to the present invention are greatly improved over previous designs of civil engineering vehicles. The suspension system according to the present invention is capable of covering great distances. This helps maintain traction and stability of the vehicle on rough terrain where the terrain profile varies greatly.
De préférence, l'unité de suspension fournit également des caractéristiques de suspension à ressort variables de façon à obtenir une relation non linéaire entre la force de flexion (force nécessaire pour faire fléchir la suspension) et la flexion de suspension (distance). I1 est de plus préférable pour l'unité de suspension de prévoir des caractéristiques d'amortissement progressives dans lesquelles la force de flexion nécessaire pour une unité de flexion donnée de la suspension augmente à mesure qu'augmente la flexion de suspension. I1 est également préférable que le véhicule dispose d'une garde au sol variable qui est assurée en faisant varier la pression du fluide à l'intérieur des unités de suspension à longeron à ressort liquide. En faisant varier la pression du fluide dans les unités de suspension, on peut augmenter la garde au sol du véhicule pour les déplacements hors route, améliorant ainsi l'aptitude du véhicule au tout terrain. Preferably, the suspension unit also provides variable spring suspension characteristics so as to obtain a non-linear relationship between the bending force (force required to bend the suspension) and the suspension bending (distance). It is further preferable for the suspension unit to provide progressive damping characteristics in which the bending force required for a given bending unit of the suspension increases as suspension bending increases. It is also preferable for the vehicle to have variable ground clearance which is provided by varying the fluid pressure within the liquid spring spar suspension units. By varying the fluid pressure in the suspension units, the vehicle ground clearance can be increased for off-road travel, thus improving the vehicle's ability to off-road.
La présente invention, grâce aux bonnes caractéristiques de suspension et d'amortissement et de possibilité de franchissement de grandes distances, offre également l'avantage supplémentaire d'assurer un confort de transport amélioré pour les passagers du véhicule. The present invention, thanks to the good characteristics of suspension and damping and the possibility of crossing great distances, also offers the additional advantage of providing improved transport comfort for the passengers of the vehicle.
Le véhicule de génie civil selon la présente invention offre une application particulière dans les opérations militaires où ses aptitudes excellentes sur route et hors route sont particulièrement avantageuses en période de conflit. Cependant, les capacités du véhicule de génie civil conviennent également aux applications civiles. The civil engineering vehicle according to the present invention offers a particular application in military operations where its excellent on-road and off-road capabilities are particularly advantageous in times of conflict. However, the capabilities of the civil engineering vehicle are also suitable for civilian applications.
Il convient de noter que le système de suspension selon la présente invention peut être adapté à la fois aux conceptions de suspension à essieu "moteur" et aux conceptions de suspension "indépendantes". Avec les conceptions à essieu "moteur", un élément (communément un essieu) relie les roues sur les côtés opposés du véhicule. Le système de suspension peut également être adapté à des conceptions de suspension indépendantes où il n'est prévu aucun élément de liaison commun entre les roues sur les côtés opposés du véhicule et par conséquent chaque roue est suspendue indépendamment de sa roue opposée sur le côté opposé du véhicule. It should be noted that the suspension system according to the present invention can be adapted to both "motor" axle suspension designs and "independent" suspension designs. With "drive" axle designs, an element (commonly an axle) connects the wheels to opposite sides of the vehicle. The suspension system can also be adapted to independent suspension designs where there is no common connecting member between the wheels on opposite sides of the vehicle and therefore each wheel is suspended independently of its opposite wheel on the opposite side. of the vehicle.
Le système de suspension de la présente invention fournit des avantages significatifs dans la suspension d'un véhicule de génie civil par rapport à d'autres formes de suspension. Par exemple, un système de suspension basé sur des ressorts à lame et des amortisseurs séparés implique un volume beaucoup plus important en ce sens que le châssis du véhicule doit se prolonger au-delà de l'essieu pour assurer un point de montage pour une extrémité du ressort à lame. De plus, les agencements à ressorts à lame limitent la course de braquage disponible et par conséquent réduisent la manoeuvrabilité du véhicule. Les ressorts à lame produisent également des moments de flexion importants sur le logement de l'essieu. Un ressort à lame et un agencement à amortissement est également relativement lourd et implique des travaux d'entretien ou réparations importants, notamment dans les applications éprouvantes comme c'est le cas avec les véhicules de génie civil. Un système de suspension basé sur les ressorts hélicoïdaux et des unités d'amortissement séparées est également relativement lourd par rapport aux unités à longeron utilisées dans la présente invention. Les agencements à ressorts hélicoïdaux et amortisseurs posent également des problèmes de montage en raison des besoins en volume importants des deux composants, notamment dans les applications éprouvantes telles que celles des véhicules de génie civil. En outre, le bon montage du ressort hélicoïdal et de l'amortisseur s'avère critique étant donné qu'il faut maintenir un alignement satisfaisant pour éviter le délogement de l'unité à ressort hélicoïdal. La mise en place et l'entretien de ces agencements de suspension sont plus difficiles que dans les unités de suspension de la présente invention. Il est également difficile d'installer des sacs gonflables qui nécessitent également un volume de logement important. De plus, les sacs gonflables sont sensibles au risque de détérioration et par conséquent ne conviennent pas pour l'utilisation hors route comme c 'est le cas dans les applications militaires. De plus, ils n'offrent qu'une longévité de suspension limitée, réduisant ainsi leur aptitude dans les opérations tout terrain. The suspension system of the present invention provides significant advantages in the suspension of a civil engineering vehicle over other forms of suspension. For example, a suspension system based on leaf springs and separate dampers means a much larger volume in that the vehicle frame must extend beyond the axle to provide a mounting point for one end. the leaf spring. In addition, the leaf spring arrangements limit the available steering stroke and therefore reduce the maneuverability of the vehicle. The leaf springs also produce significant bending moments on the axle housing. A leaf spring and a damping arrangement is also relatively heavy and involves major maintenance or repair work, especially in demanding applications as is the case with civil engineering vehicles. A suspension system based on coil springs and separate damping units is also relatively heavy compared to the spar units used in the present invention. Helical spring arrangements and shock absorbers also pose mounting problems due to the high volume requirements of both components, particularly in demanding applications such as civil engineering vehicles. In addition, the proper mounting of the coil spring and damper is critical since a satisfactory alignment must be maintained to avoid dislocation of the coil spring unit. The placement and maintenance of these suspension arrangements is more difficult than in the suspension units of the present invention. It is also difficult to install air bags that also require a significant amount of housing. In addition, the airbags are sensitive to the risk of damage and therefore not suitable for off-road use as is the case in military applications. In addition, they offer only limited suspension life, reducing their ability in off-road operations.
De plus, le système de suspension du véhicule de génie civil à vitesse élevée comporte un agencement de liaison de suspens ion permettant le logement des essieux du véhicule par rapport au châssis. De préférence, le système de liaison comprend plusieurs bras de positionnement qui relient des points de montage sur l'essieu et se prolongent à partir des points de montage sur l'essieu vers les points de montage sur le châssis du véhicule. Le système de liaison peut comprendre des bras de positionnement qui sont disposés sensiblement de façon parallèle à l'axe du véhicule. En variante, les bras de positionnement peuvent présente un angle par rapport à l'axe géométrique du véhicule pour assurer la bonne position de l'essieu par rapport au châssis. Il demeure entendu que le positionnement exact et la direction des bras de positionnement est influencé par des facteurs inhérents à la conception du véhicule de genie civil tels que le débattement ou jeu disponible pour les liaisons et les points de montage appropriés sur le châssis et les essieux du véhicule. Par conséquent, le positionnement et la direction des bras de positionnement peuvent varier selon la conception du véhicule et les besoins opérationnels particuliers tout en restant dans la portée de la présente invention. In addition, the suspension system of the high speed civil engineering vehicle includes a suspension connection arrangement for housing the vehicle axles relative to the chassis. Preferably, the linkage system includes a plurality of locating arms that connect mounting points on the axle and extend from the mounting points on the axle to the mounting points on the vehicle frame. The linkage system may comprise positioning arms which are arranged substantially parallel to the axis of the vehicle. Alternatively, the positioning arms may have an angle relative to the geometric axis of the vehicle to ensure the correct position of the axle relative to the frame. It is understood that the exact positioning and direction of the positioning arms is influenced by factors inherent in the design of the civil engineering vehicle such as the clearance or clearance available for the appropriate connections and mounting points on the chassis and axles. of the vehicle. Therefore, the positioning and direction of the positioning arms may vary depending on the vehicle design and the particular operational requirements while still within the scope of the present invention.
I1 est également préférable que le système de liaison comprenne un bras de positionnement s'étendant latéralement et reliant l'essieu au châssis pour assurer une position latérale de l'essieu par rapport au châssis du véhicule. It is also preferred that the linkage system include a laterally extending locating arm connecting the axle to the chassis to provide a lateral position of the axle relative to the vehicle frame.
Bien que le système de liaison ne soit pas essentiel à l'invention, les éléments du système contribuent à la possibilité d'atteindre des vitesses élevées sur tous les types de routes, pistes en mauvais état et tous terrains. Although the linkage system is not essential to the invention, the elements of the system contribute to the ability to achieve high speeds on all types of roads, runways in poor condition and off-road.
De même, le véhicule de génie civil à vitesse élevée comprend de préférence un moyen pour verrouiller le système de suspension afin de limiter le mouvement de suspension. Similarly, the high speed civil engineering vehicle preferably includes means for locking the suspension system to limit the suspension movement.
Ceci permet de limiter le mouvement de suspens ion lorsque le véhicule de génie civil effectue des travaux tels que des opérations d'excavation, creusement et levage. De préférence, le moyen de verrouillage du système de suspens ion comprend un élément extensible dont une extrémité est raccordée au châssis du véhicule et une autre extrémité peut se prolonger jusqu'à une position qui vient en contact avec l'essieu du véhicule limitant ainsi le mouvement de la suspension. I1 est de plus souhaitable que l'élément extensible soit actionné hydrauliquement.This makes it possible to limit the suspension movement when the civil engineering vehicle performs work such as excavation, digging and lifting operations. Preferably, the suspension system locking means comprises an expandable member having one end connected to the vehicle frame and another end may extend to a position which contacts the axle of the vehicle thereby limiting the movement of the suspension. It is further desirable that the expandable member is hydraulically actuated.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise et appréciée à la lecture de la description suivante en se référant aux dessins d'accompagnement qui illustrent un mode de réalisation préféré de 17 invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
The present invention will be better understood and appreciated upon reading the following description with reference to the accompanying drawings which illustrate a preferred embodiment of the invention.
La figure 1 illustre le mode de réalisation préféré d'un véhicule de génie civil à vitesse élevée selon la présente invention, le véhicule de génie civil étant une chargeuse à benne frontale/pelle rétrocaveuse. Figure 1 illustrates the preferred embodiment of a high speed civil engineering vehicle according to the present invention, the civil engineering vehicle being a front end loader / backhoe loader.
La figure 2 illustre une vue de dessus en plan de l'essieu avant du véhicule de génie civil à vitesse élevée. Figure 2 illustrates a top plan view of the front axle of the high speed civil engineering vehicle.
La figure 3 est une vue en plan schématique du système de liaison de suspension avant préféré du véhicule de génie civil à vitesse élevée. Figure 3 is a schematic plan view of the preferred forward suspension linkage system of the high speed civil engineering vehicle.
La figure 4 est une vue en plan schématique du système de liaison de suspension arrière préféré du véhicule de génie civil à vitesse élevée. Figure 4 is a schematic plan view of the preferred rear suspension linkage system of the high speed civil engineering vehicle.
La figure 5 est une vue latérale schématique du système de liaison de suspension avant préféré du véhicule de génie civil à vitesse élevée. Figure 5 is a schematic side view of the preferred forward suspension connection system of the high speed civil engineering vehicle.
La figure 6 est une vue latérale schématique du système de liaison de suspens ion arrière préféré du véhicule de génie civil à vitesse élevée. Fig. 6 is a schematic side view of the preferred rear suspension connection system of the high speed civil engineering vehicle.
La figure 7 illustre plus en détail un mode de réalisation préféré du système de blocage de suspension du véhicule selon la présente invention. Figure 7 illustrates in more detail a preferred embodiment of the vehicle suspension lock system according to the present invention.
DESCRIPTION DU MODE DE REALISATION PREFERE
La figure 1 illustre un mode de réalisation préféré du véhicule de génie civil à vitesse élevée qui est de façon générale désigné par la référence 10 sur la figure. Dans cet exemple, le véhicule de génie civil à vitesse élevée 10 comprend une section de chargeur à pelle frontale 11 et une section de pelle rétrocaveuse 12. Cependant, le véhicule de génie civil à vitesse élevée 10 peut bien entendu comporter soit une partie de chargeur frontal 11 ou une partie de pelle rétrocaveuse 12 indépendante l'une de l'autre. Il convient également de noter que le système de suspens ion selon la présente invention peut être adapté à toute forme de véhicule de génie civil où il est souhaitable que le véhicule présente une stabilité et un contrôle amélioré pour lui permettre d'atteindre des vitesses relativement élevées.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT
Fig. 1 illustrates a preferred embodiment of the high speed civil engineering vehicle which is generally designated by reference numeral 10 in the figure. In this example, the high speed civil engineering vehicle 10 includes a front end loader section 11 and a backhoe section 12. However, the high speed civil engineering vehicle 10 may of course have either a loader portion frontal 11 or a backhoe section 12 independent of each other. It should also be noted that the suspension system according to the present invention can be adapted to any form of civil engineering vehicle where it is desirable for the vehicle to have improved stability and control to enable it to reach relatively high speeds. .
Par exemple, il peut être adapté à des véhicules tels que des grues et des chariots élévateurs à fourche. De même, le véhicule de génie civil peut être un véhicule universel pouvant être adapté grâce à différents équipements de façon à effectuer toute une série de travaux de génie civil tels que le creusement, l'excavation, le chargement, le levage.For example, it can be adapted to vehicles such as cranes and forklifts. Similarly, the civil engineering vehicle can be a universal vehicle that can be adapted with different equipment to perform a variety of civil engineering works such as digging, excavation, loading, lifting.
La partie en écorché de la roue avant montre le système de suspension du véhicule de génie civil à vitesse élevée. Sur les figures 1 et 2, le système de suspension comporte une unité de suspension 15 qui relie à chaque extrémité le châssis et les essieux 14 du véhicule. Le système préféré est une unité à longeron à ressort liquide unique qui utilise un système de soupape et un agent liquide, de préférence du silicone pour agir d'une façon similaire à un système à ressort et à amortisseur. Le système à longeron à ressort liquide est préféré étant donné qu'il est généralement de petite taille et nécessite un volume de logement moindre. De même, par rapport à un système séparé de ressort et d'amortissement, le système à longeron à ressort liquide ne nécessite qu'une simple fixation à l'aide d'un boulon. De plus, l'unité de suspension offre à la fois les caractéristiques de ressort et d'amortissement en une seule et même unité. The cutaway portion of the front wheel shows the suspension system of the high speed civil engineering vehicle. In Figures 1 and 2, the suspension system comprises a suspension unit 15 which connects at each end the frame and the axles 14 of the vehicle. The preferred system is a single liquid spring spar unit which utilizes a valve system and a liquid agent, preferably silicone, to act in a manner similar to a spring and damper system. The liquid spring spar system is preferred since it is generally small in size and requires less housing volume. Likewise, with respect to a separate spring and damping system, the liquid spring spar system requires only a simple bolt attachment. In addition, the suspension unit offers both spring and damping characteristics in one unit.
L'unité de suspension 15 fournit également de façon préférée des caractéristiques d'amortissement variables de façon à obtenir une relation non linéaire entre la force de flexion (force nécessaire pour faire fléchir la suspension) et la flexion de la suspension (marche). Il est de plus préférable que l'unité de suspension dispose de caractéristiques de suspension progressives avec la force de flexion nécessaire pour une unité donnée de déflexion de la suspension en augmentation à mesure qu'augmente la flexion de la suspension. The suspension unit 15 also preferably provides variable damping characteristics so as to obtain a non-linear relationship between the bending force (the force required to bend the suspension) and the bending of the suspension (walking). It is furthermore preferable that the suspension unit has progressive suspension characteristics with the required bending force for a given suspension deflection unit as the flexure of the suspension increases.
Un longeron à ressort liquide est de préférence appliqué sur chacune des roues du véhicule de génie civil à vitesse élevée pour chaque position roue/pneumatique (non représentée). A liquid spring spar is preferably applied to each of the high speed civil engineering vehicle wheels for each wheel / tire position (not shown).
Comme cela a été mentionné ci-dessus, le système de suspension utilisé dans la présente invention peut etre conçu avec un essieu "moteur" comme cela est décrit dans les dessins d'accompagnement, avec un élément (par exemple un essieu) s'étendant entre les roues et reliant celles-ci sur les côtés opposés du véhicule. Le système de suspension peut également être adapté à des conceptions de suspension indépendantes avec chaque roue suspendue de façon indépendante par rapport aux autres roues du véhicule sans aucun élément de liaison commun entre les roues sur les côtés opposés du véhicule. As mentioned above, the suspension system used in the present invention can be designed with a "drive" axle as described in the accompanying drawings, with an element (eg axle) extending between the wheels and connecting them to opposite sides of the vehicle. The suspension system can also be adapted to independent suspension designs with each wheel suspended independently from the other wheels of the vehicle without any common connecting member between the wheels on opposite sides of the vehicle.
De plus, pour améliorer le système de suspension à longeron à ressort liquide, le véhicule de génie civil à vitesse élevée 10 comporte un système de liaison entre les essieux et le châssis du véhicule. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le véhicule de génie civil comprend un système de liaison fixé aux deux essieux avant et arrière du véhicule. Le système de liaison comprend de préférence deux bras de positionnement qui relient l'essieu, à proximité des roues, et le châssis. Le système de liaison comprend également de préférence deux bras de positionnement supérieur qui relient également l'essieu, soit à proximité du centre de l'essieu soit des roues et le châssis. Comme cela a été indiqué ci-dessus, le système de liaison peut comprendre des bras de positionnement qui sont disposés sensiblement de façon parallèle à l'axe géométrique du véhicule ou qui présentent un angle par rapport à l'axe géométrique du véhicule. I1 est de plus préférable que le système de liaison de chaque essieu comprenne une liaison s'étendant latéralement entre l'essieu et le châssis du véhicule, également connue sous l'appellation de barre
Panhard.In addition, to improve the liquid spring spar suspension system, the high speed civil engineering vehicle 10 includes a linkage system between the axles and the chassis of the vehicle. In the preferred embodiment of the invention, the civil engineering vehicle comprises a connection system attached to the two front and rear axles of the vehicle. The linkage system preferably comprises two positioning arms which connect the axle, close to the wheels, and the frame. The linkage system also preferably includes two upper positioning arms which also connect the axle, either near the center of the axle or the wheels and the chassis. As indicated above, the linkage system may comprise positioning arms which are arranged substantially parallel to the geometric axis of the vehicle or which have an angle with respect to the geometric axis of the vehicle. It is furthermore preferable that the linkage system of each axle comprise a link extending laterally between the axle and the chassis of the vehicle, also known as a bar.
Panhard.
Le système de liaison facilite la liaison du châssis aux essieux et empêche le mouvement latéral de ceux-ci l'un par rapport à l'autre. The link system facilitates the connection of the frame to the axles and prevents lateral movement thereof relative to each other.
Les figures 3 et 5 montrent le système de liaison préféré de la suspens ion avant en indiquant la direction de l'avant du véhicule. Le mode de réalisation préféré du système de liaison de suspens ion avant comprend quatre bras de positionnement s'étendant vers l'arrière désignés par les références numériques 21 & 22 et qui sont reliés de façon pivotante au châssis du véhicule et à l'essieu aux points de montage inférieur et supérieur par rapport au logement de l'essieu. Les bras de positionnement 21 & 22 sont également connus comme barres intermédiaires de direction. Les bras de positionnement s'étendent vers l'arrière par rapport à leurs points de montage d'essieu avant respectifs dans une direction sensiblement parallèle à l'axe géométrique du véhicule. Figures 3 and 5 show the preferred linkage system of the front suspension indicating the direction of the front of the vehicle. The preferred embodiment of the forward suspension linkage system comprises four rearwardly extending locating arms designated by the numerals 21 & 22 and which are pivotally connected to the vehicle frame and the axle to the axle. lower and upper mounting points relative to the axle housing. The positioning arms 21 & 22 are also known as intermediate steering bars. The locating arms extend rearward with respect to their respective front axle mounting points in a direction substantially parallel to the geometric axis of the vehicle.
I1 existe un bras de positionnement inférieur 21 et un bras de positionnement supérieur 22 situés de chaque côté du véhicule. Les bras de positionnement inférieurs 21 sont sensiblement parallèles entre eux et relient le logement de l'essieu avant en un point de montage sur le logement de l'essieu situé à proximité des roues et qui se situe audessous de l'essieu. De façon similaire, la paire de bras de positionnement supérieurs 22 est également sensiblement parallèle et relie le logement de l'essieu avant en un point de montage sur le logement de l'essieu situé à proximité des roues et se situant au-dessus de l'essieu. Dans la vue en plan, les bras de positionnement respectifs 21 & 22 situés de chaque côté de l'essieu sont sensiblement dans le même plan. Un bras de positionnement s'étendant latéralement 23 également connu comme barre Panhard est situé à l'avant du logement d'essieu avant et relie l'essieu avant au châssis du véhicule avec la barre reliant le châssis par le montage 24. Le bras de positionnement 23 assure la position latérale de l'essieu avant par rapport au châssis. There is a lower positioning arm 21 and an upper positioning arm 22 located on each side of the vehicle. The lower positioning arms 21 are substantially parallel to each other and connect the housing of the front axle to a mounting point on the axle housing located near the wheels and which is located below the axle. Similarly, the pair of upper positioning arms 22 is also substantially parallel and connects the front axle housing to a mounting point on the axle housing located near the wheels and lying above the wheel. 'axle. In the plan view, the respective positioning arms 21 & 22 located on each side of the axle are substantially in the same plane. A laterally extending positioning arm 23 also known as a Panhard bar is located at the front of the front axle housing and connects the front axle to the chassis of the vehicle with the bar connecting the chassis through the mounting 24. The arm positioning 23 ensures the lateral position of the front axle relative to the chassis.
Les figures 4 et 6 montrent le système de liaison préféré de la suspension arrière en précisant la direction de l'avant du véhicule. Dans le mode de réalisation préféré, le système de liaison de suspension arrière comprend quatre bras de positionnement s'étendant vers l'avant ou barres intermediaires de direction, désignés 31 & 32 et qui sont raccordés de façon pivotante au châssis du véhicule et à l'essieu arrière aux points de montage supérieur et inférieur respectivement sur le logement d'essieu arrière. Les bras de positionnement s'étendent vers l'avant à partir des points de montage d'essieux arrière respectifs dans une direction sensiblement parallèle à l'axe géométrique du véhicule. Quant au système de suspension avant, on dispose d'un bras de positionnement inférieur 31 et d'un bras de positionnement supérieur 32 situés de chaque côté du véhicule. Les bras de positionnement inférieurs 31 sont sensiblement parallèles entre eux et relient le logement d'essieu arrière en un point de montage sur le logement d'essieu à proximité des roues arrière et se situant audessous de l'essieu arrière. De façon similaire, la paire de bras de positionnement supérieurs 32 comporte des bras également sensiblement parallèles entre eux et relie le logement d'essieu arrière en un point de positionnement sur le logement d'essieu situé à proximité des roues arrière et se situant au-dessus de l'essieu arrière. Dans la vue en plan, les bras de positionnement respectifs 31 & 32 situés de chaque côté de l'essieu sont sensiblement dans le même plan. Un bras de positionnement s'étendant latéralement 33 ou barre Panhard est situé à l'arrière du logement d'essieu arrière et relie l'essieu arrière au châssis du véhicule avec la barre reliant le châssis par le montage 34. Le bras de positionnement 33 assure la position latérale de l'essieu arrière par rapport au châssis. Figures 4 and 6 show the preferred connection system of the rear suspension by specifying the direction of the front of the vehicle. In the preferred embodiment, the rear suspension linkage system comprises four forwardly extending steering arms or intermediate steering rods, designated 31 & 32, which are pivotally connected to the vehicle chassis and to the vehicle. rear axle at the top and bottom mounting points respectively on the rear axle housing. The positioning arms extend forwardly from the respective rear axle mounting points in a direction substantially parallel to the geometric axis of the vehicle. As for the front suspension system, there is a lower positioning arm 31 and an upper positioning arm 32 located on each side of the vehicle. The lower positioning arms 31 are substantially parallel to each other and connect the rear axle housing to a mounting point on the axle housing near the rear wheels and located below the rear axle. Similarly, the pair of upper positioning arms 32 also have arms substantially parallel to each other and connect the rear axle housing to a locating point on the axle housing proximate the rear wheels and lying above the rear axle. In the plan view, the respective positioning arms 31 & 32 located on each side of the axle are substantially in the same plane. A laterally extending positioning arm 33 or Panhard bar is located at the rear of the rear axle housing and connects the rear axle to the vehicle chassis with the bar connecting the chassis through the mounting 34. The positioning arm 33 ensures the lateral position of the rear axle relative to the chassis.
Les figures 1 et 2 montrent une boite de direction 13 par rapport à l'essieu avant 14 et sert à diriger celuici. De façon similaire, une option de commande aux quatre roues (non représentée) est également possible. Figures 1 and 2 show a steering box 13 relative to the front axle 14 and serves to direct it. Similarly, a four wheel control option (not shown) is also possible.
Le véhicule de génie civil à vitesse élevée peut être une commande deux roues, une commande quatre roues selon la vitesse de marche requise ou le terrain à franchir. The high-speed civil engineering vehicle can be a two-wheel drive, a four-wheel drive depending on the required driving speed or the terrain to be crossed.
De préférence, les essieux avant et arrière comportent à chaque roue des freins à tambour commandés. De plus, les essieux sont commandés par un système à blocage différentiel. Grâce au système à blocage différentiel, on améliore sensiblement la mobilité du véhicule 10 dans tous les terrains. De plus, celui-ci confère au véhicule de génie civil 10 une aptitude aux travaux de creusement sur la partie frontale supérieure. De façon surprenante, pendant les travaux de creusement, le véhicule offre une plus grande résistance vis-à-vis du glissement des roues que les engins chargeurs à benne frontale ou les véhicules à pelle rétrocaveuse classiques. Preferably, the front and rear axles include at each wheel controlled drum brakes. In addition, the axles are controlled by a differential locking system. Thanks to the differential locking system, the mobility of the vehicle 10 is substantially improved in all terrains. In addition, it gives the civil engineering vehicle 10 an aptitude for digging work on the upper front. Surprisingly, during digging operations, the vehicle offers greater resistance to wheel slippage than conventional dump trucks or conventional backhoe vehicles.
De même, le véhicule de génie civil à vitesse élevée comprend de préférence un système de blocage de suspens ion unique. Ce système est utilisé lorsque le véhicule effectue les travaux de creusement, chargement ou levage et lorsque l'on souhaite limiter le mouvement vertical du véhicule sur sa suspension. Likewise, the high speed civil engineering vehicle preferably comprises a single suspension locking system. This system is used when the vehicle performs the digging, loading or lifting and when it is desired to limit the vertical movement of the vehicle on its suspension.
Dans le mode de réalisation du véhicule de génie civil à chargeur frontal/pelle rétrocaveuse représenté sur le dessin d'accompagnement, le système de verrouillage de suspension agit sur l'essieu avant du véhicule pour limiter le mouvement vertical de celui-ci sur sa suspension lorsque l'on utilise le godet du chargeur frontal. Ainsi, lorsque l'on se trouve sur le chantier, le système de suspension avant peut être isolé sur l'essieu avant par le biais de deux vérins actionnés hydrauliquement qui peuvent être commandés par l'opérateur se trouvant dans la cabine du véhicule. Ceci permet de commencer rapidement les travaux de chargement en partie frontale. Le dispositif de limitation de suspension sert à limiter la marche par à-coups, permettant ainsi de contrôler la profondeur de coupe du godet de chargement avant 11. Ce système empêche essentiellement l'avant du véhicule de génie civil de se déplacer verticalement vers le bas lors de l'exécution de travaux de creusement et permet à l'opérateur de réaliser avec précision les travaux de creusement à l'aide du chargeur frontal. Le verrouillage de suspension du véhicule est particulièrement important lorsque l'opérateur doit creuser une tranchée dans certaines plages de tolérance. La figure 7 montre un mode de réalisation préféré du système de verrouillage de la suspension. Le système consiste en des vérins hydrauliques sous pression 16 qui sont de préférence situés de chaque côté de l'avant du véhicule à proximité des unités de suspension 15. Les vérins sont assujettis sur le châssis et lorsque l'on souhaite engager le système de verrouillage de suspension du véhicule, les vérins 15 se déplacent verticalement vers le bas (sous l'effet du fluide hydraulique) jusqu'à ce que chaque vérin "atteigne le niveau plancher" sur l'essieu avant 14. En particulier, le support de vérin 18 se déplace verticalement vers le bas jusqu'à ce qu'il "atteigne le niveau plancher" de l'essieu avant 14. In the embodiment of the front loader / backhoe civil engineering vehicle shown in the accompanying drawing, the suspension lock system acts on the front axle of the vehicle to limit the vertical movement of the vehicle on its suspension. when using the front loader bucket. Thus, when on the job site, the front suspension system can be isolated on the front axle by means of two hydraulically actuated cylinders that can be controlled by the operator in the cab of the vehicle. This makes it possible to start loading work at the front end quickly. The suspension limiting device serves to limit jogging, thereby controlling the depth of cut of the front loading bucket 11. This system essentially prevents the front of the civil engineering vehicle from moving vertically downward. when performing digging work and allows the operator to accurately perform digging work with the front loader. The vehicle suspension interlock is particularly important when the operator has to dig a trench within certain tolerance ranges. Figure 7 shows a preferred embodiment of the suspension lock system. The system consists of hydraulic pressure cylinders 16 which are preferably located on each side of the front of the vehicle near the suspension units 15. The jacks are secured on the frame and when it is desired to engage the locking system of suspension of the vehicle, the cylinders 15 move vertically downwards (under the effect of the hydraulic fluid) until each cylinder "reaches the floor level" on the front axle 14. In particular, the cylinder support 18 moves vertically downwards until it "reaches the floor level" of the front axle 14.
Dès qu'il est engagé, l'essieu de chaqu As soon as it is engaged, the axle of each
Dès que le système de verrouillage de suspension du véhicule n'est plus nécessaire, l'opérateur désenclenche le système qui à son tour provoque le déplacement des vérins hydrauliques 15 verticalement vers le haut sur leurs positions stationnaires permettant une fois encore le mouvement de suspension vertical libre à l'avant du véhicule. As soon as the suspension suspension system of the vehicle is no longer required, the operator disengages the system which in turn causes the hydraulic cylinders 15 to move vertically upwards to their stationary positions, once again allowing the vertical suspension movement. free in the front of the vehicle.
Le système de verrouillage de suspension permet au véhicule de génie civil à vitesse élevée d'effectuer les travaux de creusement précis, ce qui s'avère essentiel dans certaines applications de creusement telles que par exemple l'excavation pour la pose de tuyauteries ou de câbles de communication. The suspension locking system allows the high-speed civil engineering vehicle to perform precise digging work, which is essential in some digging applications such as excavation for laying pipes or cables. Communication.
La figure 1 montre que le véhicule de génie civil à vitesse élevée 10 possède de préférence deux fonctions de chargement avant et de pelle rétrocaveuse. De plus, grâce aux équipements du chargeur frontal et de l'appareil à pelle rétrocaveuse, le véhicule peut effectuer les fonctions de génie civil telles que les fonctions à partir d'un chariot élévateur à fourche en utilisant le chargeur frontal et/ou la pelle rétrocaveuse et peut également soulever des objets à l'instar d'une grue en utilisant le même appareil. On envisage que d'autres systèmes connus peuvent être fixés sur le véhicule de génie civil à vitesse élevée pour effectuer les fonctions précitées ainsi que d'autres fonctions. Figure 1 shows that the high speed civil engineering vehicle 10 preferably has two front loading and backhoe functions. In addition, thanks to front loader and backhoe equipment, the vehicle can carry out the civil engineering functions such as the functions from a forklift using the front loader and / or shovel. backhoe and can also lift objects like a crane using the same device. It is contemplated that other known systems may be attached to the high speed civil engineering vehicle to perform the aforesaid functions as well as other functions.
En bref, l'invention propose un véhicule de génie civil capable d'atteindre des vitesses supérieures à celles des véhicules de génie civil classiques tels que les véhicules à chargeur frontal ou à pelle rétrocaveuse et par conséquent, elle propose un véhicule capable de se déplacer sur des distances raisonnables dans des temps commercialement intéressants. Le véhicule de génie civil selon la présente invention est de loin supérieur à tout véhicule de génie civil existant comme par exemple les engins de chargement à benne frontale ou à pelle rétrocaveuse commercialisés, sur le plan de la vitesse et de la mobilité sur tous terrains y compris sur les routes secondaires, les pistes en mauvais état et le profilé tout terrain. En comparaison, on a constaté que la marche du véhicule en tout terrain est excellente par rapport aux véhicules de génie civil classiques. De même, les caractéristiques dynamiques du véhicule lors du franchissement des surfaces précitées et vitesses relatives sont stables, prévisibles et maîtrisables en termes de caractéristiques de direction et de manoeuvrabilité. In short, the invention proposes a civil engineering vehicle capable of achieving speeds higher than those of conventional civil engineering vehicles such as front loader or backhoe vehicles and therefore, it proposes a vehicle capable of moving over reasonable distances in commercially interesting times. The civil engineering vehicle according to the present invention is by far superior to any existing civil engineering vehicle such as, for example, the front-end or backhoe loaders marketed, in terms of speed and mobility on all terrains. included on secondary roads, runways in poor condition and off-road profile. In comparison, it was found that the walk of the vehicle in all terrain is excellent compared to conventional civil engineering vehicles. Similarly, the dynamic characteristics of the vehicle when crossing the aforementioned surfaces and relative speeds are stable, predictable and controllable in terms of steering characteristics and maneuverability.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |