EP0672796B1 - Dispositif pour permettre la prise automatique d'outils, notamment pour engins de terrassement ou analogue - Google Patents

Dispositif pour permettre la prise automatique d'outils, notamment pour engins de terrassement ou analogue Download PDF

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EP0672796B1
EP0672796B1 EP95420064A EP95420064A EP0672796B1 EP 0672796 B1 EP0672796 B1 EP 0672796B1 EP 95420064 A EP95420064 A EP 95420064A EP 95420064 A EP95420064 A EP 95420064A EP 0672796 B1 EP0672796 B1 EP 0672796B1
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EP
European Patent Office
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tool
tool holder
axis
revolution
plate
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP95420064A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0672796A1 (fr
Inventor
Victor Yeou
Henri Marchetta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volvo Compact Equipment SAS
Original Assignee
GROUPE PEL-JOB
Groupe Pel Job
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Filing date
Publication date
Application filed by GROUPE PEL-JOB, Groupe Pel Job filed Critical GROUPE PEL-JOB
Publication of EP0672796A1 publication Critical patent/EP0672796A1/fr
Application granted granted Critical
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • 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
    • E02F3/3613—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat with means for absorbing any play therebetween
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
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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
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    • E02F3/3609—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
    • E02F3/364—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat using wedges
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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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 invention relates to the technical field related to machines and others earthmoving machines. More specifically, it relates to a device for ensuring the automatic grip of the tool carried this type of gear.
  • a rapid automatic tool gripping device for handling and earthmoving comprising a tool holder arranged at the end of the work equipment, and in which the assembly of the tool holder of the tool is produced by means of several sets of pins and corresponding housings, carried respectively by the tool and the tool holder, the axes of the different sets of nipples and of the housings being parallel to each other.
  • the set also includes a locking, constituted by a lever mounted on the tool holder and, subjected to the action of a spring intended to press said lever against a stop provided for this purpose on the tool, and therefore prohibit the removal of the tool holder out of the tool.
  • the object of the invention is to overcome this drawback. It offers an automatic tool gripping device for earth-moving machinery, canceling this game, prohibitive in the long run for this application by creating structurally partial clearance when the tool holder is in place on the tool, not affecting the attachment of the tool to the tool holder.
  • This device for automatic tool grip for earth-moving machinery or the like includes a tool holder disposed at the end of the work equipment of the machine, and in which the assembly of the tool and the tool holder is produced by means of two sets of male members and joining females presenting a symmetry of revolution, of which the respective axes of cooperation with each other are parallel from one game to another, said tool holder also comprising a locking, intended to cooperate with the tool in order to lock from reversibly the attachment of the tool to the tool holder.
  • the locking member consists of a rigid plate, articulated on the tool-carrying member along an axis of articulation perpendicular to the axis of revolution of the fastening members, said axis receiving a torsion spring inducing the lowering of the plate against the tool and its cooperation with a locking stop integral with said tool.
  • the plate constituting the locking member is held by articulated side flanges on said articulation axis, the end of said plate describing an arc of circle centered on the articulation axis of said locking member, and cooperating by friction against the locking stop at a cylindrical surface, the axis of revolution of which is parallel to the axis articulation of said locking member but off center with respect to the latter, the radius of curvature of said cylindrical wall being shorter that the radius of curvature of the arc of a circle described by the end of the plate.
  • the plate extends parallel to one of the radial directions emerging from the articulation axis of the organ of locking, and ends with a cylindrical contact surface of which the axis of revolution coincides with the axis of revolution of the surface cylindrical of the locking stop.
  • the end of said plate consists in fact of two concurrent inclined faces, symmetrical about a center line at the level of said end, the line of intersection of said sections being slightly rounded.
  • said cylindrical surface of the locking stop extends at the level upper by a recess, capable of cooperating with the end of the plate, especially in the event of imperfect flattening of the tool on the tool holder.
  • the male organs constituting the joining members are of dimensions less than those of the female organs with which they cooperate in their cooperation area with these, and in that, when the tool is secured to the tool holder, the axes of revolution of the male organs of a same game are parallel but offset from the axes of revolution of the organs females of the corresponding game with which they cooperate, the distance separating each of the planes containing the axes of revolution of the same set of male organs being greater than that separating each of the planes containing the axes of revolution of the same set of female organs.
  • the axes are offset of cooperation of said male and female organs, and in particular to a offset in opposite directions, so as to ensure contact intimate and narrow on part of the areas of cooperation of the male organs and corresponding females, and as a corollary on the other part, to create a empty ie a game.
  • the tool holder includes support zones on the tool favoring the maintenance of the partial play of the reversible fastening members.
  • the male organs consist of tapered nipples, respectively a set of two studs integral with the upstream part of the tool holder, and a set of two pins of axis of revolution parallel to the axis of revolution of the first two nipples, integral with the posterior zone of the tool and directed in the other direction, the female organs being constituted by housings of a shape adapted to the shape of the nipples, and carried respectively on the anterior zone of the tool and the zone back of the tool holder.
  • the diameter of the nipples at their region of cooperation with the corresponding housing is less than the diameter said housing at the level of this zone.
  • Figure 1 is a schematic sectional representation longitudinal of a bucket, constituting a working tool susceptible to be mounted on an earth-moving machine.
  • Figure 2 is a top view of the securing face of the bucket to the tool holder extending the work equipment of said machine.
  • FIG. 3 is a schematic sectional representation longitudinal of the tool holder of said machine, of which FIG. 4 is a view in cross section.
  • Figure 5 is a schematic representation in section longitudinal materializing the attachment of the tool holder on the bucket.
  • Figure 6 is a schematic detail representation of the organ locking integral with the tool holder.
  • FIG. 1 represents a bucket (1) intended to be adapted to the end of the work equipment of an earth-moving machine, and including what is known as a backhoe.
  • This bucket of form known per se, advantageously comprises at the level of its face anterior working teeth (2) brought back by any means.
  • the bucket (1) is reversibly attached to the work equipment of said backhoe loader, at the level of the face substantially opposite to the anterior working face, face called in the following description joining face (3).
  • housings (6) symmetrically distributed with respect to the plane of symmetry P of the bucket (1), and positioned substantially perpendicular to the bottom of the bucket.
  • These housings (6) are biconical in shape, namely a first truncated cone (6a) relatively flared but of low height, extended by a second truncated cone (6b), narrower, but with the same axis of revolution, these two truncated cones joining at a joining area (11).
  • the diameter of the junction zone (11) of the two truncated cones is 37 mm.
  • the joining face (3) comprises at its other end, two male members, constituted by pins (4), also symmetrically distributed with respect to the plane P of symmetry of the bucket.
  • These pins (4) are also of substantially conical shape, and are extended by a base (5), the cones (4) and the base (5) having the same axis of revolution (8).
  • the pins (4) are located in a parallel but offset plane relative to the plane containing the housings (6).
  • the upper securing face (3) of the bucket also comprises a locking stop (7), described in more detail later in link with figure 6.
  • the effective attachment area of the bucket on the tool holder is further delimited by two lateral flanges (10), attached in particular by welding on said upper face (3) of the bucket, and allowing, as will be described later, to facilitate taking automatic tool through the tool holder.
  • This tool holder (20) firstly has at one of its ends of the male organs, constituted by nipples (14) of shape general conical extending a base (15), the pins (14) and the base (15) having a symmetry of revolution along the same axis of revolution (18).
  • the diameter of the cylindrical base (15) is close to 35 millimeters.
  • the base is itself fixed on a support (26) whose function will appear more clearly later.
  • the tool holder (20) has a recess in the vicinity of its other end at the level of which are housed housings (16) formed, like the housings (6) of the bucket (1) by two truncated cones of the same axis. of revolution (19), a first truncated cone (16a) of low height but more flared, joining in (17) a second truncated cone (16b), said housings (16) and the pins (14) being symmetrically distributed by relative to the plane of symmetry P ' of the tool holder (20).
  • the diameter of the area of junction (17) of the two truncated cones constituting each of the housings is close to 37 millimeters.
  • the housings (16) and the nipples (14) are located in two parallel but distinct planes.
  • the tool holder (20) further comprises a locking member (21), articulated between the faces (25) of the tool holder, the articulation axis (37) being perpendicular to the plane of symmetry P 'of the holder. tool, and located in the vicinity of the pins (14).
  • this locking member (21) firstly comprises a hinge core (32) received in through housings (31) formed for this purpose in the flanges (25) of the tool holder.
  • This core (32) receives two parallel flanges (27) formed between the flanges (25) and adjacent thereto, these flanges (27) being substantially directed towards the other end of the tool holder. Between these flanges (27) is mounted a metal plate (28), described in more detail in connection with FIG. 6. This plate (28) is intended to cooperate with the locking stop (7) positioned on the upper face of securing (3) of the bucket (1).
  • the core (32) also receives a torsion spring (24), the two free ends (30) come to rest on the top of the flanges (27), and the central zone of which is fixed around a pivot point (22) by means of a bracket (23) secured to the support (26) for a screw (29).
  • the spring (24) surrounds the core (32) and exerts, through the ends (30) a torque inducing the rotation of the flanges (27), and starting from the plate (28) in the clockwise in Figure 3.
  • FIG. 5 shows the tool holder in place on the bucket, and secured to it reversibly.
  • the pins (14) of the tool holder cooperate with the housings (6) of the face upper securing (3) of the bucket, and as a corollary than the nipples (4) of said upper face of the bucket cooperate with the housings (16) of the tool holder (20).
  • the axes of revolution (8, 9, 18, 19) of the nipples (4) and (14) respectively on the one hand, and housings (6), (16) on the other hand are not confused but remain parallel and are offset by a distance of about 1 millimeter, the axes respectively (8) and (18) of the nipples being offset from the axes (9) and (19) dwellings relative to a median parallel plane situated between these axes.
  • the locking member (21) whose operation will be described below, allows for a game catch-up automatic in particular of the play in the longitudinal direction.
  • the plate (28) extends parallel to one of the radial directions emanating from the axis articulation (37). In other words, the median plane of said plate (28) does not join said axis (37).
  • the locking stop (7) has a surface of cooperation (40) with cylindrical profile, whose axis of revolution (43) is eccentric with respect to the axis of revolution (37) and in particular located in a higher plane.
  • the radius of curvature R 2 of this cylindrical surface (40) is shorter than the radius of curvature R 1 of the circular deflection portion of the end (45) of the plate (28).
  • the end (45) of the plate (28) also has a cylindrical profile with the same characteristic that the cylindrical cooperation surface (40) of the stop (7), in other terms, centered on the articulation axis (43).
  • the end (45) is simply consists of a slightly rounded dihedral at the level of the junction plane of the two constituent planes of the dihedral.
  • the area upper of the cooperation surface (40) of the stop (7) has a step (41) defining a stop (42).
  • This stop (42) is intended to cooperate with the end (45) of the plate (28) when the tool holder has been badly secured to the bucket, or to the tool in general.
  • this cooperation stop (42) - end (45) of the plate (28) annihilates everything risk of the tool sticking out of the tool holder, even if the tool operation is therefore not satisfactory.
  • the noise generated by the game which one cannot in this case overcome, quickly attracts the attention of the operator, who can then carry out a correct re-attachment this time of the tool on the tool holder.
  • the tool is detached from the tool holder either manually by means of a lever (35), or hydraulically by the organ bias (not shown), typically consisting of a couple piston - cylinder.
  • the automatic setting device thus described allows a drastic reduction of games, especially games longitudinal, by increasing the contact surfaces, this less play leading to less wear on parts giving more safety to the handling of these machines.

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Description

L'invention concerne le domaine technique lié aux engins et autres machines de terrassement. Plus spécifiquement, elle se rapporte à un dispositif permettant d'assurer la prise automatique de l'outil que porte ce type d'engin.
Ces outils sont généralement constitués soit d'un godet, soit d'une pelle, etc... Or, le changement de ces outils de travail s'avère d'une manière générale une opération longue et difficile, compte-tenu d'une part, de la masse de chacun d'eux, et d'autre part, des conditions dans lesquelles s'effectue ce changement, le plus généralement sur site, c'est à dire sur les chantiers.
Dans le document FR-A-2 475 160 du Demandeur, on a décrit un dispositif de prise automatique rapide d'outil pour engins de manutention et de terrassement, comportant un porte-outil disposé à l'extrémité de l'équipement de travail, et dans lequel l'assemblage du porte-outil de l'outil est réalisé au moyen de plusieurs jeux de tétons et de logements correspondants, portés respectivement par l'outil et le porte-outil, les axes des différents jeux de tétons et des logements étant parallèles entre eux. L'ensemble comporte également un organe de verrouillage, constitué par un levier monté sur le porte-outil et, soumis à l'action d'un ressort destiné à venir plaquer ledit levier contre une butée prévue à cet effet sur l'outil, et partant, à interdire le retrait du porte-outil hors de l'outil.
Si incontestablement, la solution proposée par ce document constitue un progrès notoire par rapport aux dispositifs de solidarisation réversible d'un outil sur un porte-outil pour engins de terrassement connus à ce jour, il présente néanmoins certains inconvénients.
Il s'avère en effet difficile, pour ne pas dire, impossible, d'assurer un contact intime et étroit entre les quatre tétons et les logements correspondants. De la sorte, il existe d'emblée un certain jeu, qui accentue l'usure de ces pièces de contact, et notamment un jeu longitudinal, c'est à dire orienté selon les axes de coopération des tétons et des logements, cette usure pouvant aboutir à la rupture de l'une des pièces assurant la solidarisation, et partant, la chute de l'outil susceptible d'entraíner des conséquences graves en termes de sécurité. Parallèlement, ce jeu affecte en partie la précision du travail de l'outil.
L'objet de l'invention est de pallier cet inconvénient. Elle propose un dispositif de prise automatique d'outil pour engins de terrassement, annulant ce jeu, rédhibitoire à la longue pour cette application en créant de manière structurelle un jeu partiel lorsque le porte-outil est en place sur l'outil, n'affectant pas la solidarisation de l'outil au porte-outil.
Ce dispositif pour prise automatique d'outil pour engins de terrassement ou analogue comprend un porte-outil disposé à l'extrémité de l'équipement de travail de l'engin, et dans lequel l'assemblage de l'outil et du porte-outil est réalisé au moyen de deux jeux d'organes mâles et femelles de solidarisation présentant une symétrie de révolution, dont les axes de coopération respectif les uns avec les autres sont parallèles d'un jeu à l'autre, ledit porte-outil comprenant également un organe de verrouillage, destiné à coopérer avec l'outil afin de verrouiller de manière réversible la solidarisation de l'outil avec le porte-outil.
Il se caractérise en ce que l'organe de verrouillage est constitué d'une plaque rigide, articulée sur l'organe porte-outils selon un axe d'articulation perpendiculaire à l'axe de révolution des organes de solidarisation, ledit axe recevant un ressort de torsion induisant l'abaissement de la plaque contre l'outil et sa coopération avec une butée de verrouillage solidaire dudit outil.
Selon une caractéristique de l'invention, la plaque constitutive de l'organe de verrouillage est maintenue par des flasques latéraux articulés sur ledit axe d'articulation, l'extrémité de ladite plaque décrivant un arc de cercle centré sur l'axe d'articulation dudit organe de verrouillage, et coopérant par frottement contre la butée de verrouillage au niveau d'une surface cylindrique, dont l'axe de révolution est parallèle à l'axe d'articulation dudit organe de verrouillage mais décentré par rapport à celui-ci, le rayon de courbure de ladite paroi cylindrique étant plus court que le rayon de courbure de l'arc de cercle décrit par l'extrémité de la plaque.
Avantageusement, la plaque s'étend parallèlement à l'une des directions radiales émergeant de l'axe d'articulation de l'organe de verrouillage, et se termine par une surface de contact cylindrique dont l'axe de révolution est confondu avec l'axe de révolution de la surface cylindrique de la butée de verrouillage.
Selon une autre forme de réalisation de l'invention, l'extrémité de ladite plaque est constituée en fait de deux pans inclinés concourrants, symétriques par rapport à une ligne médiane au niveau de ladite extrémité, la droite d'intersection desdits pans étant légèrement arrondie.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, ladite surface cylindrique de la butée de verrouillage se prolonge au niveau supérieur par un décrochement, susceptible de coopérer avec l'extrémité de la plaque, notamment en cas de mise en plase imparfaite de l'outil sur le porte-outil.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les organes mâles constitutifs des organes de solidarisation sont de dimensions inférieures à celles des organes femelles avec lesquels ils coopèrent au niveau de leur zone de coopération avec ces derniers, et en ce que, lorsque l'outil est solidarisé au porte-outil, les axes de révolution des organes mâles d'un même jeu sont parallèles mais décalés des axes de révolution des organes femelles du jeu correspondant avec lesquels ils coopèrent, la distance séparant chacun des plans contenant les axes de révolution d'un même jeu d'organes mâles étant supérieure à celle séparant chacun des plans contenant les axes de révolution d'un même jeu d'organes femelles.
En d'autres termes, de par le choix du dimensionnement des organes mâles et femelles assurant la solidarisation révesible de l'outil sur le porte-outil, et notamment du dimensionnement des zones de coopération desdits organes mâles et femelles, on aboutit à un décalage des axes de coopération desdits organes mâles et femelles, et notamment à un décalage dans des directions opposées, de telles sorte à assurer un contact intime et étroit sur partie des zones de coopération des organes mâles et femelles correspondants, et corollairement sur l'autre partie, à créer un vide c'est à dire un jeu. En d'autres termes, on augmente l'effet d'opposition entre les zones de contact des organes mâles et femelles pour annuler les phénomènes de jeu, notamment de jeux longitudinaux, se matérialisant dans les dispositifs de prise automatique traditionnels.
Avantageusement et afin d'augmenter cette opposition, le porte-outil comporte des zones d'appui sur l'outil favorisant le maintien du jeu partiel des organes de solidarisation réversible.
Les organes mâles sont constitués de tétons de forme tronconique, respectivement un jeu de deux tétons solidaires de la partie amont du porte-outil, et un jeu de deux tétons d'axe de révolution parallèle à l'axe de révolution des deux premiers tétons, solidaires de la zone postérieure de l'outil et dirigés dans l'autre sens, les organes femelles étant constitués par des logements de forme adaptée à la forme des tétons, et respectivement portés sur la zone antérieure de l'outil et la zone postérieure du porte-outil.
Selon l'invention, le diamètre des tétons au niveau de leur zone de coopération avec les logements correspondants est inférieur au diamètre desdits logements au niveau de cette zone.
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit donné à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées.
La figure 1 est une représentation schématique en coupe longitudinale d'un godet, constitutif d'un outil de travail susceptible d'être monté sur un engin de terrassement.
La figure 2 est une vue du dessus de la face de solidarisation du godet au porte-outil prolongeant l'équipement de travail dudit engin.
La figure 3 est une représentation schématique en coupe longitudinale du porte-outil dudit engin, dont la figure 4 est une vue en coupe transversale.
La figure 5 est une représentation schématique en section longitudinale matérialisant la solidarisation du porte-outil sur le godet.
La figure 6 est une représentation schématique de détail de l'organe de verrouillage solidaire du porte-outil.
La figure 1 représente un godet (1) destiné à venir s'adapter à l'extrémité de l'équipement de travail d'un engin de terrassement, et notamment de ce qu'il est convenu d'appeler un tracto-pelle. Ce godet, de forme en soi connu, comporte avantageusement au niveau de sa face antérieure de travail des dents (2) rapportées par tout moyen. Le godet (1) est fixé de manière réversible à l'équipement de travail dudit tracto-pelle, au niveau de la face sensiblement opposée à la face antérieure de travail, face appelée dans la suite de la description face de solidarisation (3).
Cette face reçoit d'une part, deux logements (6), symétriquement répartis par rapport au plan de symétrie P du godet (1), et positionnés sensiblement à l'aplomb du fond du godet. Ces logements (6) sont de forme biconique, à savoir un premier tronc de cône (6a) relativement évasé mais de faible hauteur, se prolongeant par un second tronc de cône (6b), plus étroit, mais de même axe de révolution, ces deux troncs de cône se rejoignant au niveau d'une zone de jontion (11). Typiquement, le diamètre de la zone de jonction (11) des deux troncs de cône est de 37 mm.
La face de solidarisation (3) comporte au niveau de son autre extrémité, deux organes mâles, constitués par des tétons (4) , également symétriquement répartis par rapport au plan P de symétrie du godet. Ces tétons (4) sont également de forme sensiblement conique, et sont prolongés par une base (5), les cônes (4) et la base (5) ayant même axe de révolution (8).
Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 1 et 2, les axes de révolution (8) des tétons (4) d'une part, et (9) des logements (6) d'autre part, sont sensiblement parallèles les uns par rapport aux autres.
En outre, les tétons (4) sont situés dans un plan parallèle mais décalé par rapport au plan contenant les logements (6).
La face supérieure de solidarisation (3) du godet comporte également une butée de verrouillage (7), décrite plus en détail ultérieurement en liaison avec la figure 6.
Enfin, la zone de solidarisation effective du godet sur le porte-outil est en outre délimitée par deux flasques latéraux (10), rapportés notamment par soudure sur ladite face supérieure (3) du godet, et permettant, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement, de faciliter la prise automatique de l'outil par le porte-outil.
Il va être maintenant décrit plus en détail en liaison avec les figures 3 et 4 le porte-outil (20), fixé de manière connue au moyen d'axes d'articulation, passant par des orifices traversant ménagés à cet effet (12) et (13) au niveau des flasques latéraux (25) constituant le porte-outil proprement dit, sur l'équipement de travail du tracto-pelle.
Ce porte-outil (20) comporte tout d'abord au niveau de l'une de ses extrémités des organes mâles, constitués par des tétons (14) de forme générale conique prolongeant une base (15), les tétons (14) et la base (15) ayant une symétrie de révolution selon un même axe de révolution (18).
Typiquement, et dans l'exemple décrit, le diamètre de la base cylindrique (15) est voisin de 35 millimètres. La base est elle-même fixée sur un support (26) dont la fonction apparaítra plus clairement ultérieurement.
Corollairement, le porte-outil (20) présente un décrochement au voisinage de son autre extrémité au niveau duquel sont ménagés des logements (16) constitués, tout comme les logements (6) du godet (1) par deux troncs de cône de même axe de révolution (19), un premier tronc de cône (16a) de faible hauteur mais plus évasé, joignant en (17) un second tronc de cône (16b), lesdits logements (16) et les têtons (14) étant symétriquement répartis par rapport au plan de symétrie P' du porte-outil (20).
Typiquement et dans l'exemple décrit, le diamètre de la zone de jonction (17) des deux troncs de cône constitutifs de chacun des logements est voisin de 37 millimètres. En outre, les logements (16) et les tétons (14) sont situés dans deux plans parallèles mais distincts.
Le porte-outils (20) comporte en outre un organe de verrouillage (21), articulé entre les faces (25) du porte-outil, l'axe d'articulation (37) étant perpendiculaire au plan de symétrie P' du porte-outil, et situé au voisinage des tétons (14).
De fait, cet organe de verrouillage (21) comprend tout d'abord un noyau (32) d'articulation, reçu dans des logements traversants (31) ménagés à cet effet dans les flasques (25) du porte-outil.
Ce noyau (32) reçoit deux flasques parallèles (27) ménagés entre les flasques (25) et de manière adjacente à ceux-ci, ces flasques (27) étant sensiblement dirigés vers l'autre extrémité du porte-outil. Entre ces flasques (27) est montée une plaque (28) métallique, décrite plus en détail en liaison avec la figure 6. Cette plaque (28) est destinée à coopérer avec la butée de verrouillage (7) positionnée sur la face supérieure de solidarisation (3) du godet (1).
Le noyau (32) reçoit également un ressort de torsion (24), dont les deux extrémités libres (30) viennent prendre appui sur le dessus des flasques (27), et dont la zone centrale est fixée autour d'un point pivot (22) au moyen d'une équerre (23) solidarisée au support (26) pour une vis (29).
De part et d'autre de ce point pivot, le ressort (24) entoure le noyau (32) et exerce, par le biais des extrémités (30) un couple de torsion induisant la rotation des flasques (27), et partant de la plaque (28) dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 3.
On a représenté sur la figure 5 le porte-outil en place sur le godet, et solidarisé sur celui-ci de manière réversible. De fait, on observe que les tétons (14) du porte-outil coopèrent avec les logements (6) de la face supérieure de solidarisation (3) du godet, et corollairement que les tétons (4) de ladite face supérieure du godet coopèrent avec les logements (16) du porte-outil (20).
Le principe de cette solidarisation réversible est décrit dans le document FR-A-2 475 160 du Demandeur dans son principe, de sorte qu'il n'y a pas lieu ici de le décrire plus en détail. Il convient néanmoins de préciser que les deux flasques (25) constitutifs du porte-outil viennent s'insérer entre les flasques (10) définissant la zone de solidarisation sur la face supérieure (3) du godet (1). Ce faisant, les deux plans de symétrie, respectivement P du godet, et P' du porte-outil coincident.
Selon une caractéristique fondamentale de l'invention, et compte-tenu de la conception structurelle des éléments entrant dans la constitution du porte-outil (20) d'une part, et du godet (1) d'autre part, les axes de révolution (8, 9, 18, 19) respectivement des tétons (4) et (14) d'une part, et des logements (6), (16) d'autre part, ne sont pas confondus mais demeurent parallèles et sont décalés d'une distance d'environ 1 millimètre, les axes respectivement (8) et (18) des tétons étant excentrés des axes (9) et (19) des logements par rapport à un plan parallèle médian situé entre ces axes.
Ainsi, il peut être observé que la zone de contact desdits tétons (4) et (14) avec les logements (6, 16) sont en opposition l'une de l'autre, et qu'il se crée structurellement un jeu défini respectivement (33) et (34) dans la zone respectivement inférieure de coopération des couples tétons (14) - logements (6), et supérieure des couples tétons (4) et logements (16).
Cette opposition est en outre accentuée d'une part, par le support (26) des tétons (14), venant prendre appui par l'intermédiaire de sa face latérale (26a) sur la surface supérieure (3) de solidarisation du godet au voisinage de l'une des extrémités du porte-outil (20), et d'autre part, par un profil sensiblement tronconique (36), émergeant des flasques (25), et représentés sur la figure 3, venant également prendre appui sur la face de solidarisation (3) du godet (1) au voisinage de l'aplomb de l'un des axes d'articalutaion (13) du porte-outil (20) à l'extrémité de l'équipement de travail de l'engin.
De sorte que d'ores et déjà, le jeu inhérent au couplage tétons - logements est par là même fortement réduit, pour ne pas dire annulé.
Parallèlement, l'organe de verrouillage (21) dont le fonctionnement va être décrit ci-après, permet d'aboutir à un rattrapage de jeu automatique notamment du jeu dans le sens longitudinal.
On observe en effet sur la figure 6 tout d'abord que l'extrémité (45) de la plaque (28), destinée à coopérer avec la butée de verrouillage (7), décrit de par la structure dudit organe de verrouillage une portion d'arc de cercle (44), centrée sur l'axe d'articulation (37) dudit organe de verrouillage (21).
Parallèlement et avantageusement, la plaque (28) s'étend parallèlement à l'une des directions radiales émanant de l'axe d'articulation (37). En d'autres termes, le plan médian de ladite plaque (28) ne rejoint pas ledit axe (37).
En outre, la butée de verrouillage (7) présente une surface de coopération (40) à profil cylindrique, dont l'axe de révolution (43) est excentrée par rapport à l'axe de révolution (37) et notamment située dans un plan supérieur.
En outre, le rayon de courbure R2 de cette surface cylindrique (40) est plus court que le rayon de courbure R1 de la portion circulaire de débattement de l'extrémité (45) de la plaque (28). Ainsi, lors de l'occurence d'un jeu longitudinal, et compte-tenu du couple exercé par le ressort de torsion (24), la plaque (28) va tout naturellement être encline à se mouvoir dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 6, et compte-tenu de la non-coincidence des chemins de débattement de l'extrémité (45) de ladite plaque (28) avec la surface cylindrique (40) de coopération de la butée (7), aboutir à un calage du godet sur le porte-outil en l'absence de tout jeu, jusqu'à l'éventuelle occurence d'un nouveau jeu inhérent soit, à une brusque secousse ayant entraíné une insertion légèrement plus profonde des tétons dans les logements correspondants, soit, du fait que l'outil, et notamment les logements (6) étaient partiellement recouverts de boue, de terre, etc., de sorte que l'introduction des tétons (14) en leur sein ne peut parfaitement s'effectuer, toujours à l'issue d'une secousse aboutissant à l'enlèvement de la terre ou de la boue, se traduisant par la même conséquence.
Selon une caractéristique avantageuse, l'extrémité (45) de la plaque (28) présente également un profil cylindrique de même caractéristique que la surface cylindrique de coopération (40) de la butée (7), en d'autres termes, centrée sur l'axe d'articulation (43).
Dans une autre forme de réalisation et dans un souci de simplification de réalisation de cette plaque, l'extrémité (45) est simplement constituée d'un dièdre légèrement arrondi au niveau du plan de jonction des deux plans constitutifs du dièdre.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la zone supérieure de la surface de coopération (40) de la butée (7) présente un décrochement (41) définissant une butée (42). Cette butée (42) est destinée à coopérer avec l'extrémité (45) de la plaque (28) lorsque le porte-outil a été mal solidarisé au godet, ou à l'outil de manière générale.
De par l'action du couple exercée par le ressort de torsion (24), et de par les caractéristiques géométriques et dimensionnelles de la plaque (28), cette coopération butée (42) - extrémité (45) de la plaque (28) annihile tout risque de décrochement de l'outil hors du porte-outil, même si le fonctionnement de l'outil n'est alors pas satisfaisant. Cependant, dans ce cas, le bruit généré par le jeu, dont on ne peut dans ce cas s'affranchir, éveille rapidement l'attention du conducteur de l'engin, qui peut alors procéder à une nouvelle solidarisation correcte cette fois-ci de l'outil sur le porte-outil.
La désolidarisation de l'outil hors du porte-outil s'effectue soit manuellement au moyen d'un levier (35), soit hydrauliquement par le biais d'organes (non représentés), constitués typiquement par un couple piston - vérin.
On conçoit ainsi que le dispositif de prise automatique ainsi décrit permet une réduction drastique des jeux, notamment jeux longitudinaux, par augmentation des surfaces de contact, cette diminution du jeu aboutissant à une diminution de l'usure des pièces conférant en outre plus de sécurité au maniement de ces engins.
En outre, compte-tenu des trajectoires interférentes entre la course descendante de l'extrémité (45) de la plaque (28) et la paroi cylindrique (40) de la butée de verrouillage (7), on aboutit à un rattrapage de jeu automatique et partant à un rôle actif de l'organe de verrouillage (21), ce que les dispositifs connus à ce jour ne permettaient pas d'obtenir.

Claims (10)

  1. Dispositif pour prise automatique d'outil pour engins de terrassement ou analogue comprenant un porte-outil (20) disposé à l'extrémité de l'équipement de travail de l'engin, et dans lequel l'assemblage de l'outil (1) et du porte-outil (20) est réalisé au moyen de deux jeux d'organes mâles et femelles (4, 6, 14, 16) de solidarisation présentant une symétrie de révolution, dont les axes de coopération respectifs (8, 9, 18, 19) des uns avec les autres sont parallèles d'un jeu à l'autre, ledit porte-outil (20) comprenant également un organe de verrouillage (21), destiné à coopérer avec l'outil afin de verrouiller de manière réversible la solidarisation de l'outil avec le porte-outil, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (21) est constitué d'une plaque rigide (28), articulée sur le porte-outil (20) selon un axe d'articulation (37) perpendiculaire à l'axe de révolution (8, 9, 18, 19) des organes de solidarisation (4, 6, 14, 16), ledit axe (37) recevant un ressort de torsion (24) induisant l'abaissement de la plaque (28) contre l'outil (1) et sa coopération avec une butée de verrouillage (7) solidaire dudit outil.
  2. Dispositif pour prise automatique d'outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque (28) constitutive de l'organe de verrouillage (21) est maintenue par des flasques latéraux (27) articulés sur ledit axe d'articulation (37), l'extrémité (45) de ladite plaque décrivant un arc de cercle centré sur l'axe d'articulation (37) dudit organe de verrouillage, et coopérant par frottement contre la butée de verrouillage (7) au niveau d'une paroi cylindrique (40), dont l'axe de révolution (43) est parallèle à l'axe d'articulation (37) dudit organe de verrouillage mais décentré par rapport à celui-ci, le rayon de courbure R2 de ladite paroi cylindrique (40) étant plus court que le rayon de courbure R1 de l'arc de cercle décrit par l'extrémité (45) de la plaque (28).
  3. Dispositif pour prise automatique d'outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque (28) s'étend parallèlement à l'une des directions radiales émergeant de l'axe d'articulation (37) de l'organe de verrouillage (21), et se termine par une surface de contact cylindrique (45), dont l'axe de révolution (43) est confondu avec l'axe de révolution de la paroi cylindrique (40) de la butée de verrouillage (7).
  4. Dispositif pour prise automatique d'outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité (45) de ladite plaque (28) est constituée d'un dièdre, dont les deux plans inclinés concourrants, symétriques par rapport à une ligne médiane au niveau de ladite extrémité, intersectent selon une profil arrondi.
  5. Dispositif pour prise automatique d'outil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la paroi cylindrique (40) de la butée de verrouillage (7) se prolonge au niveau supérieur par un décrochement (41, 42), susceptible de coopérer avec l'extrémité (45) de la plaque (28), notamment en cas de mise en plase imparfaite de l'outil sur le porte-outil.
  6. Dispositif pour prise automatique d'outil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les organes mâles (4, 14) constitutifs des organes de solidarisation sont de dimensions inférieures à celles des organes femelles (6, 16) avec lesquels ils coopèrent au niveau de leur zone de coopération avec ces derniers, et en ce que, lorsque l'outil (1) est solidarisé au porte-outil (20), les axes de révolution (8, 18) des organes mâles (4, 14) d'un même jeu sont parallèles mais décalés des axes de révolution (9, 19) des organes femelles (6, 16) du jeu correspondant avec lesquels ils coopèrent, la distance séparant chacun des plans contenant les axes de révolution d'un même jeu d'organes mâles étant supérieure à celle séparant chacun des plans contenant les axes de révolution d'un même jeu d'organes femelles.
  7. Dispositif pour prise automatique d'outil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le porte-outil (20) comporte des zones d'appui (26, 36), venant coopérer avec la face de solidarisation (3) de l'outil (1).
  8. Dispositif pour prise automatique d'outil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les zones d'appui (26) prolongent les organes mâles (14) du porte-outil (20), et viennent coopérer par l'intermédiaire de leur face latérale (26a) avec la face de solidarisation (3) de l'outil au voisinage de l'une des extrémités dudit porte-outil (20), et en ce que les zones d'appui (36), de forme sensiblement tronconique, coopèrent avec ladite face de solidarisation (3) de l'outil (1) au voisinage de l'aplomb de l'un des axes d'articalutaion (13) du porte-outil (20) à l'extrémité de l'équipement de travail de l'engin.
  9. Dispositif pour prise automatique d'outil selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les organes mâles sont constitués de tétons (4, 14) de forme tronconique, respectivement un jeu de deux tétons (14) solidaires de la partie amont du porte-outil (20), et un jeu de deux tétons (4), d'axe de révolution (8) parallèle à l'axe de révolution des deux premiers tétons (14), solidaires de la zone postérieure de l'outil (1) et dirigés dans l'autre sens, les organes femelles étant constitués par des logements (6, 16), de forme adaptée à la forme des tétons (4, 14), et respectivement portés sur la zone antérieure de l'outil et la zone postérieure du porte-outil.
  10. Dispositif pour prise automatique d'outil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le diamètre des tétons (4, 14) au niveau de leur zone de coopération avec les logements (6, 16) correspondants est inférieur au diamètre desdits logements au niveau de cette zone.
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