FR2993584A1 - Dispositif de montage rapide a securite renforcee, d'un outil pivotant sur le bras d'une machine - Google Patents

Abstract

Le dispositif comporte un coupleur (4) pourvu d'une main (8) apte à occuper sélectivement soit une position verrouillée, assurant la retenue d'un outil sur le bras d'une machine, soit une position déverrouillée, autorisant la libération de l'outil, ce coupleur étant pourvu d'un organe de sécurité mécanique susceptible d'occuper soit une position active dans laquelle il empêche la main (8) de quitter sa position verrouillée, soit une position escamotée dans laquelle il autorise la main (8) à quitter sa position verrouillée et à se déplacer vers sa position déverrouillée. Conformément à l'invention, le dispositif est pourvu de moyens de sécurité mécaniques supplémentaires (82, 92) qui sont aptes à être déverrouillés seulement par rotation manuelle et volontaire d'une partie de ces à l'encontre de moyens de rappel (95), pour permettre à la main (8) de quitter sa position verrouillée Sécurité pour engin de travaux publics et analogue.

Description

La présente invention concerne un dispositif de montage rapide d'un outil articulé sur le bras d'une machine, notamment sur une machine de terrassement. La machine est par exemple une chargeuse pelleteuse ou une 5 pelle excavatrice hydraulique. L'outil, interchangeable, est par exemple un godet. Par l'expression "dispositif de montage rapide", on entend un dispositif conçu de telle façon que l'opérateur n'est pas obligé de quitter son poste de pilotage de la machine, par exemple la cabine de la 10 pelleteuse, pour procéder à l'accrochage de l'outil. De manière classique, l'outil est pourvu d'une paire de barreaux cylindriques, parallèles et horizontaux, servant à le solidariser avec le bras de la machine. A l'extrémité du bras - ou balancier - de la machine est 15 monté un coupleur comprenant deux mâchoires adaptées pour venir coiffer chacune l'un des deux barreaux de l'outil. La première mâchoire a approximativement la forme d'un canal en "U" dans lequel peut s'emboîter l'un des barreaux. La seconde mâchoire est composé de deux parties, l'une fixe, également en forme générale de "U" et l'autre, mobile, 20 couramment appelée "main mécanique". La main est une pièce qui est, par exemple, articulée sur le bâti du coupleur. Cette pièce est ainsi conformée qu'elle laisse dégagée l'ouverture en "U" de la seconde mâchoire, tandis que dans un second état, elle en obture l'ouverture. 25 L'accrochage de l'outil se fait alors que la main est escamotée, par mise en place de la première puis de la seconde mâchoire sur les barreaux correspondants, suivie du pivotement de la main en position active, dans laquelle elle emprisonne le second barreau. Cet emprisonnement du second barreau empêche également l'échappement du premier barreau hors de sa mâchoire restée ouverte, du fait que les entraxes entre les barreaux et entre les mâchoires sont identiques et/ou que les embouchures des deux mâchoires sont tournées selon des directions à l'opposé l'une de l'autre.

Le décrochage de l'outil se fait par un processus inverse. Le positionnement des mâchoires, pour les rapprocher ou les écarter de l'outil est réalisé par déplacement approprié du bras et pivotement adéquat du coupleur, sont pilotés par l'opérateur depuis la cabine de la machine.

La réglementation en la matière oblige les constructeurs à doter le coupleur d'un organe de sécurité mécanique apte à pallier une éventuelle défaillance de la main, par exemple suite à la rupture d'un ressort de rappel qui équipe l'ensemble. L'organe de sécurité mécanique utilisé à cet effet est généralement une butée amovible, par exemple une tige pouvant être introduite dans des trous récepteurs appropriés, ainsi positionnée qu'elle empêche la main de quitter sa position active, dans laquelle elle retient positivement le second barreau. Cette butée doit être mise en place manuellement, après 20 accrochage de l'outil, puis retirée manuellement, avant décrochage de l'outil, ce qui oblige par conséquent l'opérateur à quitter temporairement son poste de conduite pour ce faire. A cause de cette contrainte, relativement fastidieuse, certaines personnes oublient ou négligent de recourir à la sécurité 25 mécanique. Dans le document FR 2 914 932 est décrite une solution à ce problème, pour un dispositif de montage faisant usage d'une main hydraulique. Il est résolu en employant une masselotte mobile dont la position est régie par la gravité. 30 Toutefois, lorsque l'on a affaire à un dispositif de montage dont les différents organes sont purement mécaniques, c'est à dire dépourvus de moyens d'actionnement extérieurs pilotables par un opérateur, alors la solution décrite dans le document plus haut ne peut être adoptée. La présente invention vise à résoudre ce problème, en proposant un dispositif de montage du type susmentionné, qui intègre un organe de sécurité mécanique, dont la mise en place en position active et l'escamotage s'effectuent automatiquement, sans nécessité donc pour l'opérateur de quitter son poste de conduite et de pilotage de la machine. Ainsi, la présente invention se rapporte à un dispositif de montage rapide d'un outil pivotant, articulé sur le bras d'une machine, qui comporte un coupleur intercalé entre le bras et l'outil et qui est pourvu d'une main mécanique pivotante autour d'un axe, apte à occuper sélectivement soit une première position, dite verrouillée, dans laquelle elle assure la retenue de l'outil sur le bras, soit une seconde position, dite déverrouillée, dans laquelle elle autorise la libération de l'outil par rapport au bras, le coupleur étant en outre pourvu d'un premier moyen de sécurité mécanique mobile en rotation autour d'un axe, susceptible d'occuper soit une position active dans laquelle il constitue une butée qui empêche la main de quitter sa position verrouillée, soit une position escamotée dans laquelle il autorise la main à quitter sa position verrouillée et à se déplacer vers sa position déverrouillée, des premiers moyens de rappel tendant à ramener cette main en position verrouillée, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de sécurité mécaniques supplémentaires qui comportent : - un organe de verrouillage femelle, calé sur l'axe de rotation de la main ; - un élément mâle comportant un doigt de verrouillage, librement mobile en rotation dudit premier moyen de sécurité autour de l'axe de rotation, cet élément comportant des seconds moyens de rappel aptes à le déplacer constamment vers une position de verrouillage dans laquelle le doigt coopère avec l'organe de verrouillage femelle, son déverrouillage dudit élément femelle n'étant possible que par rotation manuelle et volontaire de l'élément à l'encontre desdits seconds moyens de rappel, pour permettre à la main de quitter sa position verrouillée. Grâce à cet agencement, l'opérateur peut rester à son poste, 5 par exemple dans la cabine de sa pelleteuse, au cours de l'accouplement de l'outil au bras de la machine. Tout risque d'accident dû au décrochage de l'outil est ainsi évité. Par ailleurs, si le premier moyen de sécurité venait à ne plus 10 remplir la fonction qui lui est allouée, alors les moyens de sécurité supplémentaires empêcheraient la désolidarisation de l'outil. Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques additionnelles, non limitatives de l'invention, prises seules ou en combinaison : 15 lesdits premiers moyens de rappel comprennent au moins un ressort de traction, dont les extrémités sont respectivement fixées d'une part sur un axe fixe, solidaire dudit coupleur et, d'autre part, sur un axe solidaire dudit premier moyen de sécurité mécanique ; 20 lesdits seconds moyens de rappel comprennent un ressort de torsion enroulé autour de l'axe de rotation dudit premier moyen de sécurité, dont une extrémité s'appuie sur ledit doigt pour le ramener dans sa position verrouillée ; 25 ledit élément comportant un doigt de verrouillage est pourvu d'une saillie formant moyen d'appui pour un organe d'actionnement tel qu'une clé, en vue de la rotation manuelle et volontaire dudit élément à l'encontre des seconds moyens de rappel ; 30 ladite saillie s'étend approximativement de manière diamétralement opposée audit doigt ; et 2993 5 84 ledit organe de verrouillage femelle comporte une surface de verrouillage à profil en "L", complémentaire de celle de l'extrémité du doigt de verrouillage. D'autres caractéristiques et avantages de la description 5 apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue générale, en perspective, de l'extrémité d'un bras de machine, d'un coupleur et d'un outil du genre godet ; la figure 2 est une vue en perspective du coupleur de la figure 1 en place sur un godet ; la figure 3 est une vue du coupleur avec arrachement partiel, destiné principalement à montrer les éléments qui constituent les moyens de sécurité mécaniques supplémentaires ; les figures 4 à 8 sont des vues schématiques du coupleur, vu de côté, et débarrassé d'un de ses flasques, destinées à montrer comment ce coupleur se connecte à un outil tel qu'un godet ; les figures 9, 11, 13, 15 et 17 sont des vues analogues aux précédentes montrant comment s'opère le désengagement des moyens de sécurité complémentaires, chacune de ces vues étant associée respectivement aux figures 10, 12, 14, 16 et 18 qui montrent seulement les deux pièces principales du coupleur dans des configurations analogues aux figures précitées. A la figure 1, la référence 1 désigne le bras, ou balancier, d'une machine de terrassement et/ou de manutention, notamment utilisée 30 dans des travaux publics, par exemple une pelleteuse non représentée. 2993 5 84 6 Ce bras 1, dont seule l'extrémité côté outil est visible sur cette figure, peut être levé et déplacé latéralement de manière connue, notamment à l'aide de vérins et/ou de moteurs appropriés. Le bras comprend une poutre rigide 10 portant un vérin 5 hydraulique 11, dit vérin de bennage, permettant de faire pivoter l'outil 2 monté au bout du bras, par l'intermédiaire d'un levier de commande articulé 3. Cet outil est interchangeable et, dans l'exemple illustré ici, consiste en un godet 2. 10 Il est accouplé au bras 1 par l'intermédiaire d'un coupleur 4 formé de deux parties 5 et 6 qui sont solidaires l'une de l'autre. Le levier 3 est formé de deux flasques verticaux parallèles identiques 30 articulés à une extrémité sur la poutre 10 au moyen d'un axe horizontal et traversant 300. 15 A leur autre extrémité, ces flasques 30 sont reliés également par un axe généralement horizontal et transversal 301, qui assure le guidage en rotation d'un manchon 31 solidaire de l'extrémité d'une biellette 32 dont l'autre extrémité porte un manchon similaire 33. La partie supérieure 5 du coupleur 4 est, de manière 20 également connue, constituée de deux flasques verticaux identiques et parallèles 50, articulés à une de leurs extrémités à la poutre 10 autour d'un axe 500, situé à proximité libre de la poutre, au-delà de l'axe 300. En partie centrale, les deux flasques 500 sont reliés par un axe 330 sur lequel le manchon 33 précité est articulé. 25 La partie inférieure 6 du coupleur est également formée d'une paire de flasques verticaux et parallèles identiques 65, d'écartement légèrement plus faible que celui des flasques 50 auxquels ils sont fixés, par exemple par boulonnage ou soudage. Ces flasques 65 présentent des encoches sensiblement en 30 forme de "U", l'une 60 tournée vers le bas et l'autre 61 latéralement (si l'on 2993 5 84 7 considère que le coupleur est disposé horizontalement, comme sur la figure 4). De façon connue, la paroi externe du godet est pourvue d'une paire de ferrures 20 supportant deux barreaux horizontaux parallèles, et 5 de forme cylindrique, par exemple tubulaire, ces barreaux 21 et 22 étant adaptés pour venir se loger dans la paire d'encoches 60, respectivement 61 du coupleur, lorsque l'on souhaite monter l'outil 2 sur le bras. Pour cela, les flasques viennent se positionner entre les ferrures 20. 10 Toujours de façon connue, la partie 6 du coupleur est munie d'une main mécanique pivotante 8 apte à emprisonner l'un des barreaux, en l'occurrence le barreau 21, dans l'une des paires d'encoches, à savoir les encoches 60. A nouveau, cette main se présente sous la forme d'une paire de flasques. 15 Cette main est articulée au bâti du coupleur, autour d'un axe 800 horizontal et transversal, qui relie les flasques 65. Cette main comprend également deux flasques constituées par des plaques verticales et identiques qui s'inscrivent entre les flasques 65. 20 Ces plaques ont, vues de côté, très approximativement la forme d'un "L" dont la branche "horizontale" vient porter, en position verrouillée, contre le barreau 21. Plus précisément, l'extrémité libre de cette branche horizontale est conformée en forme de gorge 80, à contour s'inscrivant dans un cercle et de concavité tournée vers l'extérieur. Le 25 diamètre de ce cercle est, au jeu près, identique à celui du barreau 21. L'axe d'articulation 800 de la main 8 est positionné en partie médiane de sa branche verticale. Elle a, en son sommet, une forme saillante 81 dont les flancs 810 et 820 constituent ensemble un chemin de came.

Entre les deux flasques de cette main et à mi-distance de ceux-ci est calé, sur l'axe de rotation 800, un organe de verrouillage femelle 82 comportant une surface de verrouillage 820 à profil en "L". Cette forme est tout particulièrement visible à la figure 4. On comprend que la rotation de la main 8 autour de l'axe 800 entraîne simultanément la rotation de l'organe de verrouillage 82.

Toujours de manière connue, la partie 6 du coupleur est équipée d'un premier moyen de sécurité mécanique 9 mobile en rotation autour d'un axe 900 parallèle à l'axe 800 précité et disposé à droite de ce dernier lorsque l'on considère la figure 4. Comme pour la main 8, ce moyen de sécurité est constitué 10 de deux flasques identiques et parallèles, qui s'inscrivent entre les flasques 65. Ces flasques présentent une région de forme courbe 91 formant chemin de came, qui est disposée en regard de la main 8, tandis qu'à l'opposé, elle présente une tête 96 saillante, les flasques étant réunis 15 à ce niveau par un axe commun non libre en rotation 97. Par ailleurs, ce dispositif est équipé de premiers moyens de rappel 7 qui consistent ici en une paire de ressorts de traction dont les extrémités 70 sont respectivement fixées sur un axe fixe, solidaire des flasques 65, et d'autre part sur un axe solidaire du premier moyen de 20 sécurité mécanique 9 qui vient d'être décrit. Dans un autre mode de réalisation, le nombre de ressorts pourrait être différent. Ce faisant, le premier moyen de sécurité mécanique 9 est constamment rappelé dans la position qu'il occupe à la figure 4. 25 On notera que, sur l'axe de rotation 900 du premier moyen de sécurité mécanique 9, est monté, libre en rotation, un élément de verrouillage mâle 92, qui comporte un doigt de verrouillage 93 dont la longueur est telle et l'extrémité est conformée de telle manière qu'il puisse venir se mettre en prise avec la surface de verrouillage à profil en 30 "L" 820 de l'organe de verrouillage femelle 82.

L'extrémité du doigt est très légèrement biseautée de telle sorte qu'en raison de la forte pression exercée sur l'organe 82, le doigt ne peut se déverrouiller. Autour de l'axe 900 est enroulé un ressort de torsion 95 dont 5 l'extrémité supérieure 950 est en appui constant sur le doigt de verrouillage 93. Nous allons maintenant décrire, plus particulièrement en référence aux figures 3 à 8, la manière mise en oeuvre pour fixer un outil 2 tel qu'un godet au dispositif selon l'invention. 10 Pour cela, on suppose que le godet 2 à connecter est posé à terre, de telle manière que ses barreaux 20 et 21 soient disposés vers le haut du godet, comme montré à la figure 4. Le conducteur de l'engin équipé du coupleur le déplace de telle manière que les encoches 61 viennent en prise avec le barreau 22 du 15 godet. C'est la situation de la figure 4. L'opérateur rabaisse alors le coupleur 4 de manière à le rapprocher du barreau 21 selon un mouvement vertical descendant vers l'encoche 60. 20 On se situe alors dans la configuration de la figure 5 où la gorge 80 de la main 8 est au plus près du barreau 21. Le flanc 810 de la main 8 est alors en contact avec la forme courbe 91 de l'élément 9. On soulève alors légèrement le godet du sol de telle manière 25 qu'il soit suspendu par le barreau 22 et on fait pivoter le coupleur 4 de manière à le rapprocher encore du barreau 21. Dans ces conditions, la main 8 vient pivoter dans le sens antihoraire de sorte que les parties complémentaires 81 et 91 formant cames ne coopèrent plus ensemble. On se situe alors dans la configuration des figures 6 et 7. 30 Le barreau 21 est alors engagé dans l'encoche 60 et verrouillé par la main 8 qui fait également office de moyen de rattrapage de jeu.

Ce faisant, et dans la mesure où le ressort de torsion 95 appuie constamment sur le doigt de verrouillage 93 de l'élément 92, on assiste à un verrouillage de ce dernier sur l'organe de verrouillage femelle, et plus particulièrement un appui de l'extrémité du doigt 93 sur la surface de verrouillage à profil en "L" 820. De plus, compte tenu de la forme particulière de l'extrémité du doigt telle qu'explicité plus haut, on met en oeuvre une sécurité additionnelle. Dans ces conditions, on a verrouillé le godet 2 sur le 10 coupleur 4 et deux dispositifs de sécurité le maintiennent en place, en l'occurrence les ressorts 7 ainsi que le doigt de verrouillage 93 en prise sur l'organe de verrouillage femelle 82. Ce verrouillage est particulièrement efficace et pratique puisqu'il ne nécessite pas d'immobiliser l'ensemble par un barreau de 15 sécurité supplémentaire qui maintiendrait en place les deux pièces 8 et 9, comme c'était le cas dans les dispositifs antérieurs. Par ailleurs, si pour une raison ou une autre l'un des ressorts 7 venait à casser ou se désolidariser du dispositif, le moyen de sécurité supplémentaire selon l'invention assure un verrouillage 20 automatique qu'il n'est pas possible de déverrouiller sauf à intervenir manuellement sur l'élément 92 équipé du doigt de verrouillage 93. Ce déverrouillage est notamment illustré aux figures 9 et suivantes et nécessite l'emploi d'une clé C indépendante du dispositif, qui comporte à son extrémité libre un doigt Cl à profil courbé destiné à venir 25 s'appuyer contre l'axe 97 mentionné plus haut Par ailleurs, sa tête comporte un axe transversal formant tétons C2 qui est apte à venir en prise, par mouvement de rotation de la clé C dans le sens horaire contre une paire d' ergots 94 dont est pourvue la pièce 9. Comme montré sur les figures, les ergots 94 s'étendent dans une 30 direction qui est pratiquement diamétralement opposée au doigt 93. On se situe alors dans la configuration des figures 9 à 12.

Lorsque les tétons C2 s'appuient sur les ergots 94, on poursuit alors le mouvement de rotation précité de manière à exercer une force qui va à l'encontre de celle exercée par le ressort de torsion 95. Ce faisant, on oblige le doigt 93 à se déverrouiller de l'organe 5 de verrouillage femelle 82 de sorte que l'on se situe dans la position illustrée à la figure 15. Dans cette dernière position, la main 8 est libre de pivotement et on peut alors libérer le barreau 21 du coupleur de manière à désolidariser définitivement ce dernier du coupleur 4.

10 On notera que l'orientation particulière des ergots 94, dans la région inférieure de l'élément 9, permet de se garantir de tout déverrouillage intempestif du coupleur, en raison de la relative "inaccessibilité" desdits ergots. 15

Claims (6)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de montage rapide d'un outil pivotant (2), articulé sur le bras (1) d'une machine, qui comporte un coupleur (4) intercalé entre le bras (1) et l'outil (2) et qui est pourvu d'une main mécanique (8) pivotante autour d'un axe (800), apte à occuper sélectivement soit une première position, dite verrouillée, dans laquelle elle assure la retenue de l'outil (2) sur le bras (1), soit une seconde position, dite déverrouillée, dans laquelle elle autorise la libération de l'outil (2) par rapport au bras (1), le coupleur étant en outre pourvu d'un premier moyen de sécurité mécanique (9), mobile en rotation autour d'un axe (900), susceptible d'occuper soit une position active dans laquelle il constitue une butée qui empêche la main (8) de quitter sa position verrouillée, soit une position escamotée dans laquelle il autorise la main (8) à quitter sa position verrouillée et à se déplacer vers sa position déverrouillée, des premiers moyens de rappel (7) tendant à ramener cette main (8) en position verrouillée, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de sécurité mécaniques supplémentaires qui comportent : - un organe de verrouillage femelle (82), calé sur l'axe de rotation de la main (8) ; - un élément mâle (92) comportant un doigt de verrouillage (93), librement mobile en rotation autour de l'axe de rotation (900) dudit premier moyen de sécurité, cet élément (92) comportant des seconds moyens de rappel (95) aptes à le déplacer constamment vers une position de verrouillage dans laquelle le doigt coopère avec l'organe de verrouillage femelle (82), son déverrouillage dudit élément femelle (82) n'étant possible que par rotation manuelle et volontaire de l'élément (92) à l'encontre desdits seconds moyens de rappel (95), pour permettre à la main (8) de quitter sa position verrouillée.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits premiers moyens de rappel (7) comprennent au moins un ressort de traction, dont les extrémités (70) sont respectivement fixées d'une part, sur un axe fixe, solidaire dudit coupleur (4) et, d'autre part, sur un axe solidaire dudit premier moyen de sécurité mécanique (9).
3. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits seconds moyens de rappel (95) comprennent un ressort de torsion enroulé autour de l'axe de rotation (900) dudit premier moyen de sécurité (9), dont une extrémité (950) s'appuie sur ledit doigt (93) pour le ramener dans sa position verrouillée.
4. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit élément (92) comportant un doigt de verrouillage (93) est pourvu d'au moins un ergot formant saillie (94) et formant moyen d'appui pour un organe d'actionnement tel qu'une clé (C), en vue de la rotation manuelle et volontaire dudit élément (92) à l'encontre des seconds moyens de rappel (95).
5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ladite saillie (94) s'étend approximativement de manière 20 diamétralement opposée au dit doigt (93).
6. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit organe de verrouillage femelle comporte une surface de verrouillage à profil en "L" (820), complémentaire de celle de l'extrémité du doigt de verrouillage (93). 25