FR3018797A1

FR3018797A1 - WEIGHT LIFTING MACHINE, INCLUDING A CRANE ARRANGEMENT DEVICE AND A COUNTERWEIGHT DEVICE

Info

Publication number: FR3018797A1
Application number: FR1452279A
Authority: FR
Inventors: Jean Luc Bourrat; Hugues Heintz; De Carville Xavier Gautier
Original assignee: Societe des Anciens Etablissements Lucien Geismar SAS
Current assignee: Societe des Anciens Etablissements Lucien Geismar SAS
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2015-09-25
Anticipated expiration: 2034-03-19
Also published as: FR3018797B1

Abstract

L'invention concerne une machine de levage de poids ou d'excavation, du type comprenant un châssis, en général monté sur des roues pour être mobile, et qui comporte un dispositif de levage (10), un dispositif de contrepoids (12) à l'opposé du dispositif de levage, au moins un moteur électrique et un dispositif de batteries électriques d'alimentation à énergie électrique de la machine. La machine est caractérisée en ce que le dispositif de contrepoids est formé, au moins en partie, par le dispositif de batteries électriques (14). L'invention est utilisable dans le domaine des pelleteuses.The invention relates to a weight lifting or excavating machine, of the type comprising a frame, generally mounted on wheels to be movable, and which comprises a lifting device (10), a counterweight device (12) for the opposite of the lifting device, at least one electric motor and a battery electric power supply device of the machine. The machine is characterized in that the counterbalance device is formed, at least in part, by the electric battery device (14). The invention is used in the field of excavators.

Description

L'invention concerne une machine de levage de poids, du type comprenant un châssis, pourvu d'un dispositif de roues, et une carrosserie qui comporte une flèche de grue, un dispositif de contrepoids à l'opposé de la flèche, au moins un moteur électrique et un dispositif de batterie électrique d'alimentation en énergie électrique de la machine. Des machines répondant à cette description, telles que des machines de type pelleteuse rail-route, sont déjà connues. Ces machines pourraient être de type hybride, bi-mode, équipées, le cas échéant, d'un moteur à combustion interne et d'un moteur électrique. Ce genre de pelle rail-route doit, pour être autorisée à travailler sur le réseau ferroviaire, respecter des gabarits très restreints. Cependant, pour son bon fonctionnement, des éléments volumineux, tels que la cabine de conduite, le contrepoids et le dispositif moteur, sont indispensables et le positionnement de chacun de ces composants doit être défini de manière précise. Le contrepoids, positionné à l'opposé de la flèche, détermine les capacités de levage de la machine. Plus le contrepoids est lourd, plus il est possible de lever des charges importantes. Le contrepoids, qui est généralement en plomb, fonte ou béton, représente par son encombrement important un grand volume mort pour la machine. Pour éviter que la machine ait des dimensions trop importantes ou présente une structure trop complexe, l'encombrement du contrepoids doit être limité, ce qui impose aussi une limitation de la capacité de levage de la machine. L'invention a pour but de pallier cet inconvénient. Pour atteindre ce but, une machine selon l'invention est caractérisée en ce que le dispositif de contrepoids est formé, au moins en partie, par le dispositif de batterie électrique. Selon une caractéristique avantageuse, la machine est caractérisée en ce qu'elle comporte au niveau de l'extrémité arrière un compartiment de batterie susceptible de loger une pluralité de caissons de batteries susceptible d'être superposés verticalement pour constituer un poids important.The invention relates to a weight lifting machine, of the type comprising a frame, provided with a wheel device, and a body which comprises a crane boom, a counterweight device opposite the boom, at least one electric motor and an electric battery device supplying electrical energy to the machine. Machines corresponding to this description, such as road-rail excavator type machines, are already known. These machines could be of hybrid type, dual mode, equipped, if necessary, an internal combustion engine and an electric motor. This kind of road-rail shovel must, in order to be authorized to work on the railway network, to respect very limited sizes. However, for its proper functioning, bulky elements, such as the driver's cab, the counterweight and the motor device, are essential and the positioning of each of these components must be defined precisely. The counterweight, positioned opposite the arrow, determines the lifting capacities of the machine. The heavier the counterweight, the higher the load can be lifted. The counterweight, which is usually lead, cast iron or concrete, represents by its large size a large dead volume for the machine. To prevent the machine from having too large dimensions or having a too complex structure, the bulk of the counterweight must be limited, which also imposes a limitation of the lifting capacity of the machine. The invention aims to overcome this disadvantage. To achieve this object, a machine according to the invention is characterized in that the counterweight device is formed, at least in part, by the electric battery device. According to an advantageous characteristic, the machine is characterized in that it comprises at the rear end a battery compartment capable of housing a plurality of battery boxes may be superimposed vertically to constitute a significant weight.

Selon une autre caractéristique avantageuse, la machine est caractérisée en ce qu'elle comporte une carrosserie compartimentée de façon à dégager à l'arrière un espace important pouvant servir de compartiment de logement des caissons de batteries.According to another advantageous characteristic, the machine is characterized in that it comprises a compartmentalized body so as to release at the rear a large space that can serve as housing compartment of the battery boxes.

Selon encore une autre caractéristique avantageuse, la machine est caractérisée en ce qu'elle comprend un compartiment de logement du moteur électrique, disposé à côté du compartiment de logement de caisson de batteries. Selon encore une autre caractéristique avantageuse, 15 la machine est caractérisée en ce que le compartiment de logement des caissons de batterie est configuré pour permettre l'introduction et l'enlèvement des caissons à travers une ouverture d'accès prévue à l'extrémité arrière de la machine. 20 Selon encore une autre caractéristique avantageuse, la machine est caractérisée en ce que les caissons de batteries comportent une base configurée pour la manutention à l'aide d'un chariot élévateur. Selon encore une autre caractéristique avantageuse, 25 la machine est caractérisée en ce qu'elle est hybride et comporte, en plus du moteur électrique, un moteur thermique. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci 30 apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une 35 machine de levage selon l'invention, en forme d'une pelleteuse rail-route ; - la figure 2 est une autre vue en perspective de la pelleteuse selon la figure 1, montrant notamment la partie arrière dans laquelle est logé le dispositif de batteries ; - la figure 3 est une vue de dessus de la pelleteuse selon l'invention ; - la figure 4 correspond à la figure 2 mais montre la pelleteuse après enlèvement du capot d'accès au compartiment de stockage des caissons de batterie ; - les figures 5 et 6 montrent la pelleteuse de la figure 4, à deux étapes différentes d'évacuation des caissons de batteries ; - la figure 7 montre la pelleteuse de la figure 4, après enlèvement de l'ensemble du dispositif de 15 recouvrement de la partie arrière de la pelleteuse ; - la figure 8 est une vue en perspective d'un caisson de batteries selon l'invention, et - la figure 9 montre la disposition des différentes batteries dans le caisson de la figure 8. 20 L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple non limitatif, dans son application à une pelleteuse rail-route hybride, c'est-à-dire une machine équipée de deux sources de puissance distinctes, à savoir un moteur thermique et un moteur électrique. Cette 25 pelleteuse est en mesure de travailler en mode tout électrique, afin de réduire considérablement les nuisances sonores habituelles et d'éviter toute émission de gaz d'échappement. Ce véhicule multifonction peut donc accomplir des travaux de levage, d'excavation et 30 d'alimentation d'outillages hydrauliques, aussi bien de jour que de nuit, en extérieur ou dans des milieux confinés. La double motorisation qui équipe la pelleteuse lui confère la possibilité de fonctionner à une puissance identique quelque soit le mode sélectionné. Cette 35 particularité de la pelleteuse hybride selon l'invention assure une sécurité d'utilisation, puisqu'en cas de déchargement inopiné des batteries, l'opérateur est en mesure de permuter la source de puissance afin de finir son intervention. Comme le montre les figures, la pelleteuse selon l'invention comporte un châssis 1 équipé d'un dispositif 5 de quatre roues 2 permettant son déplacement sur route et d'un dispositif de quatre roues 4 grâce auxquelles la pelleteuse peut se déplacer sur les rails d'une voie ferrée. Les roues 4 sont disposées sur des essieux 5 qui sont montés pivotant sur le châssis entre une position 10 escamotée de déplacement sur route et une position active de déplacement sur la voie ferrée. La structure générale d'un tel châssis et des dispositifs de roues est connue en soi et n'a pas besoin d'être décrite en détail. Sur le châssis 1 équipé de dispositifs de roues 2 15 et 4 de déplacement sur route et sur voie ferrée est montée pivotant, avantageusement, mais non obligatoirement, autour d'un axe vertical, la structure supérieure de la pelleteuse formant la carrosserie 6, et qui comporte, au niveau de l'extérieur avant de la 20 pelleteuse, à gauche, une cabine de conduite 7, à droite un compartiment 8 pour le moteur thermique et radiateur et, entre les deux, le support d'un dispositif de flèche de grue à deux bras articulés 10. La partie arrière de la pelleteuse comporte un compartiment 12 dans lequel sont 25 logés trois caissons de batteries 14. La partie centrale de la carrosserie est occupée par un compartiment réservoir d'huile 16, à droite, et à gauche d'un compartiment électrique 17 dans lequel sont disposés les chargeurs, batteries, onduleurs et autres équipements 30 électriques. Ce compartiment se prolonge en direction de l'extrémité de la pelleteuse en occupant une zone à gauche du compartiment du caisson de batterie. De l'autre côté de ce compartiment, à droite, se trouve un compartiment 20 logeant le réservoir d'huile, et 35 notamment le moteur électrique. Il est à noter que cette façon de compartimenter la carrosserie de la pelleteuse constitue une caractéristique essentielle de l'invention car elle permet de libérer à l'arrière de la carrosserie un espace suffisamment important pour loger les batteries dont le poids peut alors être suffisamment élevé pour accomplir 5 la fonction du contrepoids qui est disposé, dans des pelleteuses connues, à l'arrière de la carrosserie. L'invention permet de supprimer ce contrepoids spécifique au moins partiellement. Le compartiment réservé aux caissons 14 de batteries est symétrique par rapport à 10 l'axe longitudinal de la pelleteuse, à l'opposé de la flèche de grue. En se reportant aux figures 8 et 9, les batteries notées 22 sont réparties dans trois caissons 14 dont chacun enferme 48 batteries comme le montre la figure 9. 15 Chaque caisson présente une forme parallélépipédique dont la face arrière 24 est bombée et détermine ainsi la face arrière de la pelleteuse. Les batteries sont montées en série. Chaque batterie apportant par exemple une tension de 2 volts. On obtient aussi une tension totale de 288 20 volts. La base 24 de chaque caisson est configurée de façon à pouvoir être manutentionnée par un chariot élévateur et installée dans le compartiment de batterie 12. 25 Comme on le voit clairement sur les figures 6 et 7, le compartiment 12 comporte, pour la réception des caissons de batterie 14, une structure de support 26, qui comprend à l'arrière un cadre de réception formé par deux montants 28 disposés symétriquement par rapport à l'axe 30 longitudinal de la carrosserie et s'élevant verticalement de la paroi de fond 29 et un élément de poutre horizontal 30 qui réunit les deux extrémités libres des montants 28. La structure de support comporte en outre, sur chaque côté de l'axe longitudinal, un élément de support 35 en forme d'un L 32 dont un élément de traverse 34 s'étend parallèlement à la direction longitudinale de la carrosserie en direction de l'extrémité avant de la carrosserie et un élément de montant vertical 35 s'élevant à partir de la paroi de fond. L'extrémité libre de la traverse est solidaire de la poutre horizontale 30 du cadre de réception.According to yet another advantageous characteristic, the machine is characterized in that it comprises a compartment housing the electric motor, arranged next to the battery box housing compartment. According to yet another advantageous characteristic, the machine is characterized in that the housing compartment of the battery boxes is configured to allow the introduction and removal of the boxes through an access opening provided at the rear end of the housing. the machine. According to yet another advantageous characteristic, the machine is characterized in that the battery boxes comprise a base configured for handling with the aid of a forklift truck. According to yet another advantageous characteristic, the machine is characterized in that it is hybrid and comprises, in addition to the electric motor, a heat engine. The invention will be better understood, and other objects, features, details and advantages thereof will become more clearly apparent from the following explanatory description made with reference to the accompanying drawings given solely by way of example, illustrating a mode of operation. Embodiment of the invention and in which: - Figure 1 is a perspective view of a hoisting machine according to the invention in the form of a road-rail excavator; - Figure 2 is another perspective view of the excavator according to Figure 1, showing in particular the rear part in which is housed the battery device; - Figure 3 is a top view of the excavator according to the invention; - Figure 4 corresponds to Figure 2 but shows the excavator after removal of the access cover to the storage compartment of the battery boxes; - Figures 5 and 6 show the excavator of Figure 4, two different stages of evacuation of the battery boxes; Figure 7 shows the excavator of Figure 4 after removal of the entire covering device from the back of the backhoe; FIG. 8 is a perspective view of a battery box according to the invention, and FIG. 9 shows the arrangement of the different batteries in the box of FIG. 8. The invention will be described below, at As a non-limiting example, in its application to a hybrid road-rail excavator, that is to say a machine equipped with two separate power sources, namely a heat engine and an electric motor. This excavator is able to work in all-electric mode, in order to considerably reduce the usual noise nuisance and to avoid any emission of exhaust fumes. This multifunction vehicle can therefore perform lifting, excavation and hydraulic tools feeding, both day and night, outside or in confined environments. The double engine that equips the excavator gives it the ability to operate at an identical power whatever the selected mode. This particularity of the hybrid digger according to the invention ensures a safe use, since in case of unexpected unloading of the batteries, the operator is able to switch the power source in order to finish his intervention. As shown in the figures, the excavator according to the invention comprises a chassis 1 equipped with a device 5 of four wheels 2 for its movement on the road and a device with four wheels 4 with which the excavator can move on the rails of a railway. The wheels 4 are disposed on axles 5 which are pivotally mounted on the chassis between a retracted position 10 on the road and an active position of movement on the railway. The general structure of such a chassis and wheel devices is known per se and need not be described in detail. On the chassis 1 equipped with wheels 2 15 and 4 devices for road and rail travel is pivotally mounted, advantageously but not necessarily, around a vertical axis, the upper structure of the excavator forming the bodywork 6, and which comprises, at the front outside of the excavator, on the left, a driving cabin 7, on the right a compartment 8 for the heat engine and radiator and, in between, the support of an arrow device of The rear part of the excavator comprises a compartment 12 in which are housed three battery boxes 14. The central part of the body is occupied by an oil tank compartment 16, on the right, and on the right side. left of an electrical compartment 17 in which are arranged the chargers, batteries, inverters and other electrical equipment. This compartment extends towards the end of the excavator by occupying an area to the left of the battery box compartment. On the other side of this compartment, on the right, is a compartment 20 housing the oil reservoir, and in particular the electric motor. It should be noted that this way of compartmentalizing the body of the excavator is an essential feature of the invention because it allows to release at the rear of the body a space large enough to accommodate the batteries whose weight can then be high enough to accomplish the function of the counterweight which is disposed, in known diggers, at the rear of the body. The invention makes it possible to eliminate this specific counterweight at least partially. The compartment reserved for the battery boxes 14 is symmetrical with respect to the longitudinal axis of the excavator, opposite the crane boom. Referring to Figures 8 and 9, the batteries noted 22 are divided into three boxes 14 each of which contains 48 batteries as shown in Figure 9. Each box has a parallelepiped shape whose rear face 24 is curved and thus determines the face back of the backhoe. The batteries are mounted in series. Each battery bringing for example a voltage of 2 volts. A total voltage of 288 volts is also obtained. The base 24 of each box is configured so that it can be handled by a forklift and installed in the battery compartment 12. As can be seen clearly in FIGS. 6 and 7, the compartment 12 comprises, for the reception of the boxes 14, a support structure 26, which comprises at the rear a receiving frame formed by two uprights 28 arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis of the body and rising vertically from the bottom wall 29 and a horizontal beam member 30 which joins the two free ends of the uprights 28. The support structure further comprises, on each side of the longitudinal axis, a support member 35 in the form of an L 32, including a cross member 34 extends parallel to the longitudinal direction of the bodywork towards the front end of the body and a vertical leg member 35 rising from the wall of the body. ond. The free end of the cross member is secured to the horizontal beam 30 of the receiving frame.

Les montants 28 du cadre présentent, sur leurs faces internes orientées vers l'axe de la carrosserie, des éléments de console 36, chacun pour le support d'un caisson de batterie 14. Les montants 35 des éléments de support en forme de L comportent deux consoles de support 38 qui sont orientées en direction du cadre de support de réception, chacune au niveau d'une console 36 pour le support d'un caisson 14. Par conséquent, à l'état introduit dans le compartiment, chaque caisson prend appui sur quatre consoles, à savoir deux consoles 36 et deux consoles 38. La structure de support des caissons, formée par le cadre de réception et les deux éléments en forme de L rendent aisée la connexion des caissons au dispositif électrique de la pelleteuse. Les figures 5 et 6 illustrent la mise en place et l'enlèvement des caissons 14 à l'aide d'un chariot élévateur (non représenté). Pour l'insertion, l'élévateur soulèvera le caisson à poser jusqu'au niveau approprié pour le mettre ensuite en place dans le compartiment par un déplacement horizontal approprié. Pour la mise en place et l'enlèvement des caissons, il suffit d'ôter le capot d'accès 40 qui recouvre l'ouverture d'accès au niveau du cadre de réception. Le restant de la partie arrière de la pelleteuse peut être dégagé grâce à un élément de capot amovible en forme d'un U 42 qui s'étend perpendiculairement à l'axe longitudinal de la pelleteuse et dont les bords libres prennent appui sur la paroi de fond dans l'exemple de la pelleteuse représentée. Il est à noter que des multiples modifications peuvent être apportées à l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci. Ainsi, la disposition et la configuration des différentes parties d'équipement peuvent être faites différemment, à condition de prévoir toujours, à l'extrémité arrière de la carrosserie, un grand espace servant de compartiment de logement de batterie, suffisamment important pour pouvoir accomplir la fonction du contrepoids à l'extrémité opposée du dispositif de flèche de grue de la machine selon l'invention qui pourrait être de tout autre type qu'une pelleteuse. Etant donné que la partie arrière de la machine est configurée pour disposer d'un grand espace de logement de batterie, le moteur électrique de la machine peut avoir une grande puissance et le dispositif de batterie selon l'invention confère à la machine une capacité considérable de levage. Etant donné que la machine est susceptible de se déplacer sur route et rail, la machine constitue un engin de chantier polyvalent, robuste et adaptable. Grâce à la disposition judicieuse de ses composants, la machine peut être hybride, c'est-à-dire comporter un moteur électrique et un moteur à combustion interne. Bien entendu, l'invention pourrait aussi être une machine seulement électrique.The uprights 28 of the frame have, on their internal faces oriented towards the axis of the body, console elements 36, each for the support of a battery box 14. The uprights 35 of the L-shaped support elements comprise two support consoles 38 which are oriented towards the receiving support frame, each at a console 36 for the support of a box 14. Therefore, in the state introduced into the compartment, each box is supported on four consoles, namely two consoles 36 and two consoles 38. The support structure of the boxes, formed by the receiving frame and the two L-shaped elements make easy connection of the boxes to the electric device of the excavator. Figures 5 and 6 illustrate the establishment and removal of the boxes 14 with a forklift (not shown). For insertion, the elevator will raise the casing to be raised to the appropriate level and then place it in the compartment by appropriate horizontal movement. For the establishment and removal of the boxes, simply remove the access cover 40 which covers the access opening at the receiving frame. The remainder of the rear part of the excavator can be released by means of a U-shaped removable hood element 42 which extends perpendicularly to the longitudinal axis of the excavator and whose free edges rest on the wall of the excavator. background in the example of the excavator shown. It should be noted that multiple modifications can be made to the invention, without departing from the scope thereof. Thus, the arrangement and configuration of the different parts of equipment can be done differently, provided always to provide, at the rear end of the body, a large space for battery compartment compartment, large enough to be able to achieve the counterweight function at the opposite end of the crane boom device of the machine according to the invention which could be of any type other than a backhoe. Since the rear part of the machine is configured to have a large battery housing space, the electric motor of the machine can have a high power and the battery device according to the invention gives the machine a considerable capacity. lifting. Since the machine is able to move on road and rail, the machine is a versatile, robust and adaptable construction machine. Thanks to the judicious arrangement of its components, the machine can be hybrid, that is to say include an electric motor and an internal combustion engine. Of course, the invention could also be an electric machine only.

Bien entendu, de multiples modifications peuvent être apportées à l'invention sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, à la place de la flèche de grue, tout autre dispositif de levage peut être utilisé dans le cadre de l'invention, à condition qu'elle nécessite un contrepoids à l'arrière, à l'opposé de ce dispositif. La machine peut aussi être une machine qui n'est pas mobile.Of course, multiple modifications can be made to the invention without departing from the scope of the invention. Thus, in place of the crane boom, any other lifting device can be used in the context of the invention, provided that it requires a counterweight to the rear, opposite to this device. The machine can also be a machine that is not mobile.

Claims

REVENDICATIONS1. Machine de levage de poids ou d'excavation, du type comprenant un châssis, en général monté sur des 5 roues pour être mobile, et qui comporte un dispositif de levage, un dispositif de contrepoids à l'opposé du dispositif de levage, au moins un moteur électrique et un dispositif de batteries électriques d'alimentation à énergie électrique de la machine, caractérisée en ce que 10 le dispositif de contrepoids est formé, au moins en partie, par le dispositif de batteries électriques (14).REVENDICATIONS1. A weight lifting or excavating machine, of the type comprising a frame, generally mounted on wheels to be movable, and which includes a lifting device, a counterweight device opposite the lifting device, at least an electric motor and an electric battery power supply device of the machine, characterized in that the counterweight device is formed, at least in part, by the electric battery device (14).

2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte au niveau de l'extrémité arrière un compartiment de batterie (12) susceptible de loger une 15 pluralité de caissons de batteries (14) susceptible d'être superposés verticalement pour constituer un poids important.2. Machine according to claim 1, characterized in that it comprises at the rear end a battery compartment (12) capable of housing a plurality of battery boxes (14) may be superimposed vertically to form a significant weight.

3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte une carrosserie compartimentée de 20 façon à dégager à l'arrière un espace important pouvant servir de compartiment (12) de logement des caissons (14) de batteries.3. Machine according to claim 2, characterized in that it comprises a compartmentalized body so as to clear at the rear a large space that can serve as compartment (12) for housing caissons (14) batteries.

4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un compartiment (20) de logement 25 du moteur électrique, disposé à côté du compartiment (12) de logement de caisson de batteries (14).4. Machine according to claim 3, characterized in that it comprises a compartment (20) housing 25 of the electric motor, arranged next to the compartment (12) housing battery box (14).

5. Machine selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le compartiment (12) de logement des caissons de batterie (14) est configuré pour 30 permettre l'introduction et l'enlèvement des caissons à travers une ouverture d'accès prévue à l'extrémité arrière de la machine.5. Machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the compartment (12) for housing the battery boxes (14) is configured to allow the introduction and removal of the boxes through an opening d intended access to the rear end of the machine.

6. Machine selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les caissons (14) de batteries 35 comportent une base configurée pour la manutention à l'aide d'un chariot élévateur.6. Machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the boxes (14) of batteries 35 comprise a base configured for handling with a forklift.

7. Machine selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle est hybride et comporte, en plus du moteur électrique, un moteur thermique.7. Machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that it is hybrid and comprises, in addition to the electric motor, a heat engine.