EP0273828B1 - Dispositif d'attache rapide pour équipements d'engins de génie civil et de manutention - Google Patents

Dispositif d'attache rapide pour équipements d'engins de génie civil et de manutention Download PDF

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EP0273828B1 EP19870402988 EP87402988A EP0273828B1 EP 0273828 B1 EP0273828 B1 EP 0273828B1 EP 19870402988 EP19870402988 EP 19870402988 EP 87402988 A EP87402988 A EP 87402988A EP 0273828 B1 EP0273828 B1 EP 0273828B1
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    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/3604—Devices to connect tools to arms, booms or the like
    • E02F3/3609—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
    • E02F3/3627—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat with a hook and a longitudinal locking element
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    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/3604—Devices to connect tools to arms, booms or the like
    • E02F3/3609—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
    • E02F3/3663—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat hydraulically-operated

Definitions

  • the present invention relates to a fastening device for fastening equipment of civil engineering and handling equipment and in particular for equipment of hydraulic shovels of loaders or other used in public works, forestry or handling.
  • the arm of the machine carries at its end a beam around which the tool hangs and on which is mounted a part integrally comprising a jack intended to block and hold the tool.
  • the object of the present invention is to solve these drawbacks and provides a simple, light quick-coupling device, without extending the operating range of the tool, which can be operated directly from the driving position, and which makes it possible to receive a large number of tools of different origins.
  • the equipment to be coupled is an excavator bucket 1 which is articulated by an axis 6 at the end of a mechanical shovel arm 2, the movements in the direction D1 (digging) out in the direction D2 (emptying of the bucket) being caused by a hydraulic cylinder 3, carried by the arm 2, the rod 4 of which is articulated to an axis carried by two ears secured to the bucket 1.
  • the cylindrical beam 5 no longer carries fixing ears and the bucket 1 is no longer articulated directly to the arm 2.
  • the axis 6, located at the end of the arm 2 carries a yoke which is articulated by an axis 7 at the end of the rod 4 of the jack 3.
  • the jack 3 makes the yoke 8 pivot around axis 6.
  • the yoke 8 consists of two parallel flanges 8a and 8b (FIG. 3) which are connected to each other by two spacers 9 and 10.
  • Each flange 8 has a semi-circular recess 5a whose radius is substantially equal to that of the cylindrical beam 5 of the bucket 1.
  • the spacer 10 carries one or two locking cylinders 11, the latches 13 of which engage in correspondingly shaped orifices 16a, formed in the tab 16.
  • the spacer 10 carries two jacks 11 so that the tab 16 has two holes 16a.
  • the jack 11 has at the rear a plug 18 which serves as a fulcrum for a spring 19 which acts in the same direction as the pressure coming from the jack 3 to maintain the lock 13 in hole 16a.
  • the cylinder 11 is a double-acting cylinder and for this purpose comprises a chamber 11 a connected by an orifice 17 to an unlocking pressure.
  • This unlocking pressure can be supplied by any known type of hydraulic device. It can come from the main hydraulic pump supplying the jack 3; it can come from an accumulator, or from an auxiliary pump.
  • This auxiliary pump can be very simply constituted by a piston pump 14 actuated by a lever 15 located in the cabin of the machine, this pump 14 being connected to the orifice 17 by a pipe 14a.

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Description

  • La présente invention a pour objet un dispositif d'attache raipde pour équipements d'engins de génie civil et de manutention et notamment pour des équipements de pelles hydrauliques de chargeurs ou autres utilisés en travaux public, forestage ou manutention.
  • La plupart de ces appareils comportent un bras à l'extrémité duquel est monté à pivotement un équipement (godet par exemple), le pivotement de cet équipement étant commandé par un vérin hydraulique.
  • Dans les premiers appareils ces équipements ou outils d'extrémité étaient montés par l'intermédiaire de biellettes, d'arbres et de boulons, mais le dispositif de montage, simple en soi, ne permettait pas de démonter rapidement l'outil, ce qui présente un inconvénient assez important lorsque les conditions de travail nécessitent l'emploi successifs de plusieurs outils (godets étroits, larges, pelles, etc).
  • Des dispositifs d'attache rapide ont été créés afin de pouvoir monter l'outil ou le démonter depuis le poste de pilotage de l'engin. Cependant ces dispositifs présentent des inconvénients :
    • a) ils nécessitent toujours une opération manuelle de verrouillage par le chauffeur de l'engin qui doit finalement descendre de son poste de conduite;
    • b) ils allongent le rayon d'action des dents de l'outil du fait que ces attaches s'intercalent entre les attaches du godet et les axes d'articulation de l'extrémité du bras de l'engin sur laquelle vient se monter le dispositif d'attache ;
    • c) ils sont lourds et complexes ;
    • d) leur conception compliquée est génératrice de jeux qui s'amplifient pendant le fonctionnement.
  • A titre d'exemple le brevet anglais GB-A-20 4942 décrit un tel dispositif.
  • Dans ce brevet, le bras de l'engin porte à son extrémité une poutre autour de laquelle vient s'accrocher l'outil et sur laquelle est montée solidairement un pièce comportant un vérin destiné à bloquer et à maintenir l'outil.
  • Ce dispositif présente cependant les inconvénients suivants :
    • - le dispositif de commande du blocage est électro- commandé et intégré dans le dispositif de commande des vérins de l'outil ; il doit en conséquence être capable d'un grand débit (celui de l'équipement) et de supporter une haute pression (celle de l'équipement). Un tel dispositif est alors nécessairement lourd et d'un coût élevé.
    • - le dispositif de blocage, s'il maintient bien l'équipement à l'extrémité du bras, présente des jeux qui s'amplifient lors du fonctionnement.
    • - l'outil venant directement en prise sur l'extrémité du bras de l'engin, doit nécessairement être configuré pour s'adapter sur cette extrémité. Ils sont donc fabriqués généralement par le même constructeur et les outils différents ne peuvent être utilisés.
  • La présente invention a pour objectif de résoudre ces inconvénients et propose un dispositif d'attache rapide simple, léger, sans allongement du rayon d'action de l'outil, manoeuvrable directement depuis le poste de conduite, et permettant de recevoir un grand nombre d'outils de différentes origines.
  • La présente invention a pour objet un dispositif d'attache rapide pour outils d'engins hydrauliques articulés à l'extrémité d'un brad dudit engin dans lequel l'extrémité avant du bras comporte un axe de rotation définissant le centre de giration de l'outil, et un vérin hydraulique de commande de la rotation de l'outil, du type comportant une chape formée de deux flasques parallèles, solidaires entre aux par des entretoises, montée à pivotement sur l'axe d'extrémité avant du bras, entre le bras et l'équipement, la chape étant portée par l'axe de pivotement de l'équipement, et comportant un vérou hydraulique destiné à assurer le maintien de la liaison entre l'outil et le bras, caractérisé en ce que:
    • - la chape comporte un crochet (5a) venant s'engager sur un bossage porté par l'outil, ledit crochet étant situé sensiblement à l'opposé du verrou,
    • - l'outil comporte solidairement au moins une patte, destinée à recevoir le verrou, de telle sorte que l'outil est monté sur la chappe, et est maintenu par, d'une part la coopération du crochet et du bossage, et d'autre part l'action du verrou contre la patte qui d'une part immobilise la patte en position, et d'autre part maintient fermement le bossage dans le crochet,
    • - et que l'axe de pivotement de l'outil est séparé de l'outil lui-même.
  • Le dispositif est encore remarquable par les dispositions suivantes:
    • - a) les moyens de verrouillage sont constitués par un verrou de forme tronconique s'engageant dans un orifice de forme correspondante, ledit verrou constituant le piston d'un vérin hydraulique à double effet,
    • - b) le vérin hydraulique est relié pour le verrouillage à la chambre du vérin dans laquelle règne la haute pression de travail et pour le déverrouillage à une autre pression hydraulique,
    • - c) la pression d déverrouillage est fournie par une pompe manuelle à piston située dans la cabine de pilotage de l'engin,
    • - d) l'équipement est un godet excavateur d'une pelle hydraulique, le bossage sur lequel font prises les crochets de la chape étant une poutre transversale cylindrique et la patte étant fixée au dos dudit godet,
    • - e) les crochets sont constitués par des évidements circulaires de même diamètre que celui de la poutre cylindrique,
    • - f) la chape comporte deux vérins, un en face de chaque crochet.
  • A titre d'exemple non limitatif et pour faciliter la compréhension de l'invention, on a représenté aux dessins annexés :
    • Figure 1 une vue en élévation latérale d'une pelle hydraulique munie d'un godet excavateur muni d'une attache rapide selon l'invention;
    • Figure 2 une vue à grande échelle du dispositif d'attache rapide de la figure 1 ;
    • Figure 3, une vue en plan de la figure 2 ;
    • Figure 4, une vue de détail à grande échelle du vérin de verrouillage des figures 2 et 3.
  • L'invention sera décrite ci-après dans le cadre de son application à un godet excavateur de pelle mécanique, mais elle n'est pas limitée à ce cas particulier et peut être appliquée à d'autres équipements de pelle mécanique, comme elle peut être appliquée à des godets de chargeurs et à tous équipements d'appareils hydrauliques de manutention de travaux publics ou forestiers.
  • Dans le cas de l'exemple repésenté, l'équipement à atteler est un godet excavateur 1 qui est articulé par un axe 6 à l'extrémité d'un bras 2 de pelle mécanique, les mouvements dans le sens D1 (creusement) out dans le sens D2 (vidange du godet) étant provoqués par un vérin hydraulique 3, porté par le bras 2, dont la tige 4 est articulée à un axe porté par deux oreilles solidaires du godet 1.
  • Dans le brevet FR-A-2 378 137, on a décrit un tel godet dont le dos porte à sa partie supérieure une poutre transversale cylindrique 5 à laquelle sont fixées deux oreilles portant l'axe d'articulation du godet sur l'extrémité du bras et l'axe d'articulation dudit godet à l'extrémité du vérin, tel que le vérin 3.
  • Selon la présente invention, la poutre cylindrique 5 ne porte plus d'oreilles de fixation et le godet 1 n'est plus articulé directement au bras 2.
  • Selon la présente invention, l'axe 6, situé à l'extrémité du bras 2 porte une chape qui est articulée par un axe 7 à l'extrémité de la tige 4 du vérin 3. Ainsi, le vérin 3 fait pivoter la chape 8 autour de l'axe 6.
  • Dans l'exemple représenté, la chape 8 est constituée de deux flasques parallèles 8a et 8b (figure 3) qui sont reliées l'une à l'autre par deux entretoises 9 et 10.
  • Chaque flasque 8 comporte un évidement semi- circulaire 5a dont le rayon est sensiblement égal à celui de la poutre cylindrique 5 du godet 1. Lorsque le vérin 3 fait pivoter la chape 8, les crochets 5a viennent faire prise sur ladite poutre 5 et l'entretoise arrière 10 située sensiblement à l'opposé des crochets 5a vient se placer en face d'une patte 16 fixées au dos du godet 1.
  • L'entretoise 10 porte un ou deux vérins de verrouillage 11 dont les verrous 13 viennent s'engager dans des orifices de forme correspondante 16a, ménagés dans la patte 16.
  • Dans l'exemple repésenté, l'entretoise 10 porte deux vérins 11 de sorte que la patte 16 comporte deux orifices 16a.
  • De préférence :
    • a) chaque verrou 13 est tronconique et chaque orifice 16a à une forme correspondante, de sorte que la liaison verrou 13 - orifice 16a est sans jeu possible ;
    • b) l'axe des orifices 16a passe par la poutre 5 de telle sorte que lorsque les vérins 11 exercent sur la patte 16 une force Fi, les crochets 5a sont poussés sur la poutre 5 avec la même force F1 comme l'illustre la figure 2. Il en résulte que l'effort de verrouillage des vérins 16 est intégralement retransmis au crochet 5;
    • c) chaque vérin est relié par une conduite souple 12 à la chambre de pression 3a du vérin de commande 3. Ainsi lorsque le godet est en action de travail D1 sous la plus forte pression régnant dans la chambre 3a, chaque verrou 13 est soumis à la même pression. Les deux vérins 11 exercent sur la patte 16 une force F1 qui pousse les crochets 5a sur la poutre 5; et l'effort de verrouillage de la chape 8 sur le godet 1 est proportionnel à l'effort exercé sur ledit godet, ce qui permet de rattraper les jeux re ce dispositif de fixation.
  • En se reportant à la figure 4, on voit que le vérin 11 comporte à l'arrière un bouchon 18 qui sert de point d'appui à un ressort 19 qui agit dans le même snes que la pression en provenance du vérin 3 pour maintenir le verrou 13 dans l'orifice 16a. Le vérin 11 est un vérin à double effet et dans ce but comporte une chambre 11 a reliée par un orifice 17 à une pression de déverrouillage.
  • Cette pression de déverrouillage peut être fournie par tout dispositif hydraulique de type connu. Elle peut provenir de la pompe hydraulique principale alimentant le vérin 3; elle peut provenir d'un accumulateur, ou encore d'une pompe auxiliaire.
  • Cette pompe auxiliaire peut être d'une façon très simple constituée par une pompe à piston 14 actionnée par un levier 15 situé dans la cabine de l'engin, cette pompe 14 étant reliée à l'orifice 17 par une canalisation 14a.
  • La présente invention apporte les avantages essentiels suivants:
    • a) le rayon de giration R des dents du godet, par rapport à l'axe de pivotement 6, est réduit relativement aux attaches rapides de type connu;
    • b) la chape 8 constitue non seulement une pièce d'attache rapide mais aussi une pièce d'adaptation permettant de fixer à l'extrémité du bras d'un engin n'importe quel outil même si cet outil n'avait pas été conçu pour cet engin à l'origine. La chape réalise ainsi une pièce d'adaptation universelle et il est possible de prévoir une grande variété de chapes, chacune d'entre elles étant destinée à recevoir une gamme de produits selon les caractéristiques particulières de chaque constructeur;
    • c) la forme tronconique de chaque verrou inférieur engendre un effort F sur la partie supérieure de l'attache qui se décompose toujours en un effort de coincement du crochet opposé et cette disposition évite tous les jeux qui s'aggravent habituellement en fonctionnnement ;
    • d) le dispositif de commande raccordé directement au vérin de commande du godet évite l'emploi d'un distributeur de commande complexe, coûteux et fragile et donne au verrouillage un effort de blocage proportionnel à l'effort dans le vérin donc aux dents de l'outil.

Claims (5)

1. Dispositif d'attache rapide pour équipements d'engins hydrauliques articulés à l'extrémité d'un bras dudit engin dans lequel l'extrémité avant du bras comporte un axe de rotation définissant le centre de giration de l'équipement, et un vérin hydraulique de commande de la rotation de l'équipement, du type comportant une chape formée de deux flasques parallèles, solidaires entre eux par des entretoises, montée à pivotement sur l'axe d'extrémité avant du bras, entre le bras et l'équipement, la chape étant portée par l'axe de pivotement de l'équipement, et comportant un vérou hydraulique destiné à assurer le maintien de la liaison entre l'outil et le bras, caractérisé en ce que:
- la chape comporte un crochet (5a) venant s'engager sur un bossage porté par l'outil, ledit crochet étant situé sensiblement à l'opposé du verrou,
- l'équipement comporte solidairement au moins une patte (16), destinée à recevoir le verrou (13), de telle sorte que l'équipement est monté sur la chape, et est maintenu par, d'une part la coopération du crochet et du bossage, et d'autre part l'action du verrou contre la patte qui d'une part immobilise la patte en position, et d'autre part maintient fermement le bossage (5) dans le crochet (5a),
- et que l'axe de pivotement (6) de l'équipement est séparé de l'équipement lui-même.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens de verrouillage sont constitués par un verrou (13) de forme tronconique s'engageant dans un orifice (16a) de forme correspondante, ledit verrou (13) constituant le piston d'un vérin hydraulique (11) à double effet.
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le vérin hydraulique (11) est relié pour le verrouillage à la chambre (3a) du vérin (3) dans laquelle règne la haute pression de travail et pour le déverrouillage à une autre pression hydraulique.
4. Dispositif selon al revendication 3, dans lequel la pression de déverrouillage est fournie par une pompe manuelle à piston (14) située dans la cabine de pilotage de l'engin.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'équipement est un godet excavateur (1) de pelle hydraulique, le bossage sur lequel font prise les crochets (5a) de la chape (8) étant une poutre transversale cylindrique (5) et la patte (16) étant fixée au dos dudit godet.
EP19870402988 1986-12-26 1987-12-24 Dispositif d'attache rapide pour équipements d'engins de génie civil et de manutention Expired - Lifetime EP0273828B1 (fr)

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FR8618204A FR2609075B1 (fr) 1986-12-26 1986-12-26 Dispositif d'attache rapide pour equipements d'engins de genie civil et de manutention

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EP0273828A1 EP0273828A1 (fr) 1988-07-06
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