EP1475481B1 - Dispositif d'attache rapide d'un outil de machine d'excavation - Google Patents
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- EP1475481B1 EP1475481B1 EP04291178A EP04291178A EP1475481B1 EP 1475481 B1 EP1475481 B1 EP 1475481B1 EP 04291178 A EP04291178 A EP 04291178A EP 04291178 A EP04291178 A EP 04291178A EP 1475481 B1 EP1475481 B1 EP 1475481B1
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- 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
- E02F3/3622—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 locking element acting on a pin
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- E02F3/3672—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat where disengagement is effected by a mechanical lever or handle
Definitions
- the present invention relates to a device for the quick attachment of a tool, bucket or the like to the end of the articulated arm of an excavating machine or hydraulic shovel.
- the device taught is a coupler which allows the fixing of a bucket on the end of the articulated arm of the machine without the intervention of a person other than the driver of the machine, and without it having to leave his cabin.
- the coupler is attached to the arm articulated by an axis and the rods present on the arm by a second axis, and comprises two hooks coming to rest on two complementary shapes present on the bucket.
- the coupler comprises a locking system made by one or more spring-loaded rotary cams which tighten a shaft present on the bucket, a shaft of the coupler serving to support the locking cams resting on a cradle present on the bucket.
- Such a device is reliable and powerful but must take into account the wide variety of dimensions and different kinematics of the articulated arms of hydraulic excavators. This requires the manufacturer to offer a coupler adapted to each model of excavator, which imposes large inventory of parts to be able to respond to orders within acceptable time.
- the present invention aims to provide a coupler having the same operating principle and the same coupling kinematics, but a different design for faster production and more economical.
- a quick attachment device of a tool at the end of the articulated arm of a hydraulic excavator having a lower part, called jaw, for the taking of a bucket, an upper part, called support, connected to the arm of the shovel by means of fixing, the jaw having at one of its ends a camshaft pivotally connected to at least one cam, and at its other end two semicircular hooks interconnected by at least one transverse bridge, the lower part and the upper part of the device being two separate parts rigidly connected by fixing means and characterized in that the jaw is obtained from a one-piece casting, having two bosses at the end opposite the hooks to be traversed by two holes to serve as supports to the camshaft, a transverse bridge being located at the junction of the right part and the curved part of the jaw.
- the device is characterized in that the inner surface of the hooks is a surface of revolution of isosceles trapezoidal section whose small base constitutes the minimum diameter, thus materializing a ramp facilitating cooperation with two complementary surfaces present on a beam at the top of the bucket
- the device is characterized in that the support is composed of two identical cut plates which each comprise two holes intended for the mounting of two axes, one of connection with the articulated arm, the other connecting rods .
- the bridge close to the junction of the right portion of the jaw with the curved portion of the hooks, serves to maintain substantially parallel to each other the ears that constitute the support.
- the device is characterized in that the jaw and the support are connected by a plurality of screws by means of threaded holes present on the surfaces of the jaw in contact with the support, the support being provided with two linked soles. two plates by welding, said soles having holes for the fixing screws, thus making the support-jaw assembly removable.
- the device is characterized in that the jaw and its support are bonded by welding.
- the device is characterized in that the locking cams are each connected to one of the two ends of a cylindrical torsion spring wound around the cam support shaft, the other end of the spring being connected to said shaft, the action of the springs tending to rotate the cams in the locking direction.
- the device is characterized in that the locking cams comprise an open cylindrical housing with an axis parallel to the axis of rotation of the cams, allowing the introduction of an unlocking lever to counteract the action of the spring (s) and thus unlock the cams.
- each cam comprises a hydraulic unlocking device for automatic unlocking of the cams.
- the device is characterized in that the upper part of the device comprises two eyelets for handling loads by the carrier.
- the invention relates to a quick attachment device of a tool will now be described in an alternative embodiment wherein the device consists of a jaw (1) and a support (2).
- the invention will now be described with reference to figures 1a and1b, which represent the jaw of the coupler.
- the jaw (1) has a straight portion and at one end two coaxial semicircular hooks (11a, 11b) and axes perpendicular to the longitudinal plane of symmetry of the jaw (1).
- the hooks have an inner surface (110) which is a surface of revolution of isosceles trapezoidal section, the small base of the trapezoid forming the inside of the surface of revolution.
- the hooks are rigidly connected to each other by two transverse bridges (16, 17).
- the first bridge (16) is close to the junction of the right part of the jaw with the curved portion of the hooks
- the second bridge (17) is at the end of the jaw opposite the hooks.
- Near this end are two coaxial bosses (12a, 12b), to be drilled to support the camshaft (31).
- Each boss (12a, 12b) is connected to the corresponding hook (11a, 11b) by a T-shaped section (13a, 13b), ensuring good rigidity of the assembly.
- Each section (13a, 13b) has on its upper face a face (14a) close to the bridge (17) and a face (14b) close to the bridge (16).
- These four upper surfaces (14a, 14b) are coplanar and are machined (drilled and tapped) in the case where the jaw and the support are fixed by screws.
- the jaw has two other surfaces (14c), threaded machined for the bolted support, near the bridge (16) performing the same functions as the other surfaces (14).
- the bridge (16) stiffens the entire casting, the surfaces (14a, 14b, 14c) for fixing the support (2).
- FIGS 2a and 2b show the device in an alternative embodiment where the connection between the jaw (1) and the support (2) is made by welding.
- the constituent elements of the support (2) it is constituted two ears (21), which are cut plates, having two holes (22) for the passage of the axes of the connecting rod (27a) and the articulated arm (27b).
- bosses (220) are arranged around the fastening holes (22) so as to ensure a satisfactory guide length of the axis of the connecting rod and the axis of the articulated arm.
- the ears (21) also have two eyelets (23) close to the end opposite to that fixed to the arm of the shovel, and are intended for the attachment of loads during handling work.
- the two ears (21) are in this case directly welded to the upper face of the jaw, as shown ( fig 2b ).
- FIGS 3a and 3b show the device in an alternative embodiment where the connection between the jaw (1) and the support (2) is formed by screws.
- This embodiment has the advantage of providing a removable device, and which allows the manufacturer a separate storage of the jaws and brackets for a final assembly that can be deferred according to the needs.
- the support has substantially the same shape as in the previous variant, and the two ears (21), provided with holes (22) and eyelets (23) are joined by two soles (24) and (25), welded to both ears (21) and arranged to materialize the complementary shape of all of the upper surfaces (14a, 14b) and (14c) of the jaw (1).
- the fixing screws (5) tighten the lower faces of the flanges (24, 25) of the support (2) through a plurality of smooth holes, against the faces (14a, 14b, 14c) of the jaw (1). machined and tapped to receive said screws. Once the screws are in place, the coupler is operational.
- the coupler is first approached to the bucket (4) by presenting the hooks (11a, 11b) which come to rest on two complementary shapes (41a, 41b) present on a beam (40) at the top of the bucket (4) and the coupler is then pivoted to fold down the opposite end of the hooks (11a, 11b) in order to support the camshaft (31) in a cradle (43) formed by two recesses on two parallel lugs (42) present at the rear of the bucket (4) At the same time, a shaft (44) comes into contact with the cams (3), thus causing their rotation until the cams (3) can pass below the shaft (44).
- cams (3) which are each connected to one of the two ends of a cylindrical torsion spring (32) wound around the cam support shaft (31), the other end spring being connected to said shaft, the action of the springs tending to rotate the cams in the locking direction; the cams coming to rest on the shaft (44).
- Disassembly of the bucket requires to carry out in reverse order these operations, having previously unlocked the cams (3) by means of a lever inserted into an eyelet (33) present on each cam thus making it possible to counteract the effort exerted by the cam springs.
- a hydraulic system may be added to the cams so as to make the automatic unlocking.
- the support may be mounted with anti-friction rings, four in number and interposed on each side between the connecting rods and the lugs (21) and between the articulated arm and the ears (21). .
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Description
- La présente invention a pour objet un dispositif permettant l'attache rapide d'un outil, godet ou analogue, à l'extrémité du bras articulé d'une machine d'excavation ou pelle hydraulique.
- Il est connu par le
délivré à Morin Frères un tel dispositif d'attache rapide d'un godet sur une pelle hydraulique. Le dispositif enseigné est un coupleur qui permet la fixation d'un godet sur l'extrémité du bras articulé de l'engin sans l'intervention d'une autre personne que le conducteur de l'engin, et sans que celui-ci ait à quitter sa cabine. Le coupleur est fixé au bras articulé par un axe et aux biellettes présentes sur le bras par un deuxième axe, et comporte deux crochets venant s'arrimer sur deux formes complémentaires présentes sur le godet. Le coupleur comporte un système de verrouillage réalisé par une ou plusieurs cames rotatives à ressort qui viennent serrer un arbre présent sur le godet, un arbre du coupleur servant de support aux cames de verrouillage venant prendre appui sur un berceau présent sur le godet.brevet n° FR 2 657 596 - Un tel dispositif est fiable et performant mais doit prendre en compte la grande variété de dimensions et de cinématiques différentes des bras articulés des pelles hydrauliques. Cela exige du fabricant de proposer un coupleur adapté à chaque modèle de pelle hydraulique, ce qui impose des stocks de pièces importants pour pouvoir répondre aux commandes dans des délais acceptables.
- La présente invention a pour objet de proposer un coupleur ayant le même principe de fonctionnement et la même cinématique d'accrochage, mais d'une conception différente permettant une production plus rapide et plus économique.
- Cet objectif est atteint par un dispositif d'attache rapide d'un outil à l'extrémité du bras articulé d'une pelle hydraulique, comportant une partie inférieure, appelée mâchoire, destinée à la prise d'un godet, une partie supérieure, appelée support, liée au bras de la pelle par des moyens de fixation, la mâchoire comportant à l'une de ses extrémités un arbre à cames en liaison pivot avec au moins une came, et à son autre extrémité deux crochets semi-circulaires liés entre eux par au moins un pont transversal , la partie inférieure et la partie supérieure du dispositif étant deux pièces distinctes liées rigidement par des moyens de fixation et caractérisé en ce que la mâchoire est obtenue à partir d'une pièce de fonderie monobloc, comportant deux bossages à l'extrémité opposée aux crochets destinés à être traversés par deux perçages pour servir de supports à l'arbre à cames , un pont transversal étant situé à la jonction de la partie droite et de la partie courbe de la mâchoire.
- Selon une autre particularité, le dispositif est caractérisé en ce que la surface intérieure des crochets est une surface de révolution de section trapézoïdale isocèle dont la petite base constitue le diamètre minimum, matérialisant ainsi une rampe facilitant la coopération avec deux surfaces complémentaires présentes sur une poutre située au sommet du godet
- Selon une autre particularité, le dispositif est caractérisé en ce que le support est composé de deux plaques identiques découpées qui comportent chacune deux perçages destinés au montage de deux axes, l'un de liaison avec le bras articulé, l'autre de liaison aux biellettes.
- Selon une autre particularité, le pont, proche de la jonction de la partie droite de la mâchoire avec la partie courbe des crochets, sert à maintenir sensiblement parallèles entre elles les oreilles qui constituent le support.
- Selon une autre particularité, le dispositif est caractérisé en ce que la mâchoire et le support sont liés par une pluralité de vis grâce à des trous filetés présents sur les surfaces de la mâchoire en contact avec le support, le support étant pourvu de deux semelles liées deux plaques par soudure, lesdites semelles comportant des perçages destinés aux vis de fixation, rendant ainsi l'ensemble support-mâchoire démontable.
- Selon une autre particularité, le dispositif est caractérisé en ce que la mâchoire et son support sont liés par soudure.
- Selon une autre particularité, le dispositif est caractérisé en ce que les cames de verrouillages sont liées chacune à l'une des deux extrémités d'un ressort cylindrique de torsion enroulé autour de l'arbre de support des cames, l'autre extrémité du ressort étant lié audit arbre, l'action des ressorts tendant à faire pivoter les cames dans le sens du verrouillage.
- Selon une autre particularité, le dispositif est caractérisé en ce que les cames de verrouillage comportent un logement cylindrique ouvert d'axe parallèle à l'axe de rotation des cames, permettant par l'introduction d'un levier de déverrouillage, de contrer l'action du (des) ressort(s) et ainsi déverrouiller les cames.
- Selon une autre particularité, le dispositif est caractérisé en ce que chaque came comporte un dispositif de déverrouillage hydraulique permettant un déverrouillage automatique des cames.
- Selon une autre particularité, le dispositif est caractérisé en ce que la partie supérieure du dispositif comporte deux oeillets destinés à la manutention de charges par l'engin porteur.
- L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- les
figures 1a et 1b montrent une vue en perspective de la mâchoire, respectivement vue de dessus et vue de dessous, - les
figures 2a et 2b montrent respectivement une vue désassemblée et une vue assemblée du dispositif, dans une variante de réalisation où la mâchoire et le support sont assemblés par soudure, - -les
figures 3a et 3b montrent respectivement une vue désassemblée et une vue assemblée du dispositif dans une variante de réalisation où la liaison entre la mâchoire et le support est réalisée par vis, - la
figure 4 montre une vue adaptable d'un godet adaptée au dispositif, - les
figures 5a, et 5b montrent deux phases de l'attache d'un godet au dispositif, selon le fonctionnement de l'art antérieur. - L'invention qui concerne un dispositif d'attache rapide d'un outil va maintenant être décrite dans une variante de réalisation où le dispositif est constitué d'une mâchoire (1) et d'un support (2). L'invention va maintenant être décrite en référence aux
figures 1a et1b, qui représentent la mâchoire du coupleur. Celle-ci est réalisée à partir d'une pièce de fonderie monobloc présentant un plan de symétrie longitudinal. La mâchoire (1) comporte une partie droite et à une extrémité deux crochets (11a, 11b) semi-circulaires coaxiaux et d'axes perpendiculaire au plan de symétrie longitudinal de la mâchoire (1). Les crochets présentent une surface interne (110) qui est une surface de révolution de section trapézoïdale isocèle, la petite base du trapèze formant l'intérieur de la surface de révolution. Dans cette variante de réalisation, les crochets sont liés rigidement entre eux par deux ponts transversaux (16,17). Le premier pont (16) est proche de la jonction de la partie droite de la mâchoire avec la partie courbe des crochets, le second pont (17) se trouve à l'extrémité de la mâchoire opposée aux crochets. Proche de cette extrémité se trouvent deux bossages coaxiaux (12a, 12b), destinés à être percés pour servir de support à l'arbre à cames (31). Chaque bossage (12a, 12b) est lié au crochet correspondant (11a, 11b) par une section en forme de T (13a, 13b), assurant une bonne rigidité de l'ensemble. Chaque section (13a, 13b) présente sur sa face supérieure une face (14a) proche du pont (17) et une face (14b) proche du pont (16). Ces quatre surfaces supérieures (14a, 14b) sont coplanaires et sont usinées (percées et taraudées) dans le cas où la mâchoire et le support sont fixés par vis. La mâchoire comporte deux autres surfaces (14c), usinées taraudées pour le support boulonné, à proximité du pont (16) remplissant les mêmes fonctions que les autres surfaces (14). Le pont (16) permet de rigidifier l'ensemble de la pièce de fonderie, les surfaces (14a, 14b, 14c) servant de fixation au support (2). - L'invention va maintenant être décrite selon les
figures 2a et 2b , qui montrent le dispositif dans une variante de réalisation où la liaison entre la mâchoire (1) et le support (2) est réalisée par soudure. Sur lesfigures 2a et 2b , on peut voir les éléments constitutifs du support (2) : celui-ci est constitué de deux oreilles (21), qui sont des plaques découpées, comportant deux perçages (22) destinés au passage des axes de la bielle (27a) et du bras articulé (27b). Sur chaque face des oreilles (21), des bossages (220) sont disposés autour des trous de fixations (22) de manière à assurer une longueur de guidage satisfaisante de l'axe de la bielle et de l'axe du bras articulé. Les oreilles (21) présentent également deux oeillets (23) proches de l'extrémité opposée à celle fixée au bras de la pelle, et sont destinés à l'accrochage de charges lors de travaux de manutention. Les deux oreilles (21) sont dans ce cas directement soudées sur la face supérieure de la mâchoire, comme représenté (fig 2b ). - L'invention va maintenant être décrite selon les
figures 3a et 3b , qui montrent le dispositif dans une variante de réalisation où la liaison entre la mâchoire (1) et le support (2) est réalisé par des vis. Cette variante de réalisation offre l'avantage de proposer un dispositif démontable, et qui permet au fabricant un stockage séparé des mâchoires et des supports pour un montage final qui peut ainsi être différé en fonction des besoins. Le support a sensiblement la même forme que dans la variante précédente, et les deux oreilles (21), munies de perçages (22) et des oeillets (23) sont réunies par deux semelles (24) et (25), soudées sur les deux oreilles (21) et disposées de manière à matérialiser la forme complémentaire de l'ensemble des surfaces supérieures (14a, 14b) et (14c) de la mâchoire (1). Les vis de fixation (5) viennent serrer les faces inférieures des semelles (24, 25) du support (2) au travers d'une pluralité de trous lisses, contre les faces (14a, 14b, 14c) de la mâchoire (1) usinées et taraudées pour recevoir lesdites vis. Une fois les vis en place, le coupleur est opérationnel. - L'invention va maintenant être décrite plus particulièrement en référence aux
figures 4, 5 . Quelque soit le mode d'assemblage du coupleur, son fonctionnement reste le même que la pièce connue et enseignée par le . Ainsi la cinématique d'accrochage et de verrouillage est identique. Le coupleur est d'abord approché du godet (4) en présentant les crochets (11a, 11b) qui viennent s'arrimer sur deux formes complémentaires (41a, 41b) présentes sur une poutre (40) au sommet du godet (4) et l'on fait ensuite pivoter le coupleur pour rabattre l'extrémité opposée aux crochets (11a, 11b) afin de venir appuyer l'arbre à cames (31) dans un berceau (43) formé par deux évidements pratiqués sur deux oreilles (42) parallèles présentes à l'arrière du godet (4) Dans le même temps, un arbre (44) entre en contact avec les cames (3), entraînant ainsi leur rotation jusqu'à ce que les cames (3) puissent passer en dessous de l'arbre (44). Le verrouillage est alors assuré grâce aux cames (3) qui sont liées chacune à l'une des deux extrémités d'un ressort (32) cylindrique de torsion enroulé autour de l'arbre (31) de support des cames, l'autre extrémité du ressort étant lié audit arbre, l'action des ressorts tendant à faire pivoter les cames dans le sens du verrouillage ; les cames venant s'appuyer sur l'arbre (44).brevet FR 2 657 596 - Le démontage du godet demande d'effectuer dans l'ordre inverse ces opérations, en ayant au préalable déverrouillé les cames (3) au moyen d'un levier introduit dans un oeillet (33) présent sur chaque came permettant ainsi de contrer l'effort exercé par les ressorts de came.
- Dans une variante de réalisation, un système hydraulique pourra être adjoint aux cames de manière rendre le déverrouillage automatique.
- Dans toutes les variantes de réalisation de l'invention, le support pourra être monté avec des bagues antifriction, au nombre de quatre et intercalées de chaque côté entre les bielles et les oreilles (21) et entre le bras articulé et les oreilles (21).
- Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes ;
Claims (9)
- Dispositif d'attache rapide d'un outil à l'extrémité du bras articulé (27b) d'une pelle hydraulique, comportant une partie inférieure, appelée mâchoire (1), destinée à la prise d'un godet (4), une partie supérieure, appelée support (2), liée au bras de la pelle par des moyens de fixation, la mâchoire (1) comportant à l'une de ses extrémités un arbre à cames (31) en liaison pivot avec au moins une came (3), et à son autre extrémité deux crochets (11a, 11b) semi-circulaires liés entre eux par au moins un pont transversal (16,17), la partie inférieure et la partie supérieure du dispositif étant deux pièces distinctes liées rigidement entre elles par des moyens de fixation et caractérisé en ce que la mâchoire (1) est obtenue à partir d'une pièce de fonderie monobloc, comportant deux bossages (12a,12b) à l'extrémité opposée aux crochets (11a, 11b) destinés à être traversés par deux perçages pour servir de support à l'arbre à cames (31), au moins un pont transversal (16, 17) permettant de relier de façon rigide les quatre portées (12a, 12b, 11 a, 11 b), l'un des ponts(16) étant situé en partie centrale de la mâchoire (1) entre les surfaces (14b, 14c), l'autre pont (17) situé à proximité des surfaces (14a).
- Dispositif selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface intérieure (110) des crochets (11a, 11b) est un surface de révolution de section trapézoïdale isocèle dont la petite base constitue le diamètre minimum, matérialisant une forme conique facilitant l'approche des surfaces (41a, 41 b) de poutre (40) du godet (4), vers les surfaces (110) de la mâchoire (1).
- Dispositif selon l'une l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le support (2) est composé de deux plaques (21) découpées qui comportent chacune deux perçages (22) destinés à recevoir les axes de liaison avec la bielle (27a) d'une part et avec le bras articulé (27b) d'autre part, les plaques (21) comportant en outre deux oeillets (23) destinés à recevoir les dispositifs propres à la manutention de charges par l'engin porteurs.
- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la mâchoire (1) et son support (2) sont liés par soudure, les oreilles (21) étant maintenues en position grâce à la rigidité de la mâchoire (1), moulées et obtenue par l'un au moins des ponts (16, 17).
- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les vis de fixation (5) serrent les faces inférieures des semelles (24, 25) du support (2) au travers d'une pluralité de trous lisses, lesdites semelles étant liées par soudure aux plaques (21), contre les faces (14a, 14b, 14c) de la mâchoire (1) usinées et taraudées pour recevoir lesdites vis et créant ainsi une liaison démontable.
- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les cames (3) de verrouillage sont liées chacune à l'une des extrémités d'au moins un ressort (32) cylindrique de torsion enroulé autour de l'arbre (31) de support de came, l'autre extrémité du ressort étant lié à la mâchoire (1), l'action des ressorts tendant à faire pivoter les cames dans le sens du verrouillage.
- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les cames (3) de verrouillage comportent un logement (33) cylindrique débouchant d'axe parallèle à l'axe de rotation des cames (3), permettant d'articuler un levier pour exercer un effort contrant l'effort du (des) ressort(s) et permettant le déverrouillage du dispositif.
- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les cames (3) de verrouillage comporte un logement (33) cylindrique ouvert d'axe parallèle à l'axe de rotation des cames (3), permettant d'y introduire un levier pour exercer un effort contrant l'action du ressort (32) et ainsi permettre le déverrouillage des cames.
- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 et 7, caractérisée en ce que chaque came (3) comporte un dispositif de déverrouillage hydraulique permettant un déverrouillage automatique des cames (3).
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