FR3072981A1 - Dispositif de connexion automatique entre un outil et un porte-outil d'engin de chantier ou de travaux publics - Google Patents
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Abstract
Le dispositif de connexion automatique (2) comprend une platine de connexion fixe (11), fixée ou intégrée sur le porte-outil (3) et immobile par rapport à celui-ci, une platine de connexion mobile (10), montée mobile sur l'outil (4) de sorte d'être mobile à la fois en pivotement et en coulissement par rapport à celui-ci, et un dispositif de centrage (12) prévu sur le porte-outil (3) et l'outil (4) de sorte que lorsque ledit outil (4) est monté et assemblé mécaniquement sur le porte-outil (3), les platines de connexion (10, 11) sont mutuellement centrées et leurs coupleurs électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques (13, 14) sont mutuellement raccordés de sorte de raccorder au moins un des réseaux électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques de l'outil (4) à celui du porte-outil (3)
Description
DISPOSITIF DE CONNEXION AUTOMATIQUE ENTRE UN OUTIL ET UN PORTE-OUTIL D’ENGIN DE CHANTIER OU DE TRAVAUX PUBLICS
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine technique des engins chantier ou de travaux publics. Elle a trait à un dispositif de connexion automatique entre un outil et un porte-outil pour des engins de construction utilisés par exemple dans le cadre de chantiers urbains, de travaux ferroviaires, de chantier de service et de maintenance.
L’invention concerne plus particulièrement un dispositif permettant de connecter automatiquement les réseaux électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques d’un outil avec celui d’un porte-outil lorsqu’ils sont mécaniquement assemblés, sans intervention extérieure du conducteur de l’engin.
Etat de la technique
Les engins de chantier ou de travaux publics du type engin de manutention, chargeur ou élévateur, du type engin de terrassement chargeur-excavateur ou analogue comprennent un équipement de travail sous la forme d’un bras articulé, à l'extrémité duquel est installé un outil de travail.
Les outils de travail sont généralement constitués soit d’un godet, soit d’une pelle, soit d’une benne chargeuse, soit d’un outil hydraulique (par exemple, brise roche, tarière, débroussailleuse, ...) ou d’autres encore, en fonction du type d'utilisation. D’une manière générale, le changement et l’assemblage de ces outils de travail s’avère 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.
En moyenne, lors d’une journée de travail, le conducteur d’un engin de chantier peut être amené à changer d’outil plusieurs dizaines de fois. Ces étapes de montage et de démontage nécessitent à chaque fois l’immobilisation de l’engin pendant quelques minutes. Ces temps d’immobilisation cumulés représentent une perte de productivité non négligeable.
Afin de simplifier l’assemblage d’un outil sur l’extrémité libre du bras de travail d’un engin de chantier ou de travaux publics, le Demandeur a développé plusieurs solutions, notamment un dispositif d’attache rapide et réversible d’un outil à un engin de chantier dans lequel le porte-outil comprend deux paires d’axes de préhension se prolongeant latéralement et mobiles en éloignement et en
-2rapprochement à l’aide d’un vérin de verrouillage, tandis que l’outil comprend au moins deux paires de parties réceptrices dont les ouvertures sont en vis-à-vis et prévues chacune pour recevoir un des axes de préhension. Grâce à ce dispositif, l’outil est apte à être verrouillé et déverrouillé sur le porte-outil au moyen du vérin de verrouillage en faisant varier de façon réversible la distance séparant paires d’axes de préhension, entre une position sortie du vérin de verrouillage dans laquelle les axes de préhension sont en butée au fond d’une partie réceptrice associée, et une position entrée du vérin de verrouillage dans laquelle les axes de préhension peuvent être extraits des parties réceptrices.
Ainsi, un conducteur de l’engin peut saisir un outil et l’assembler ou le désassembler avec le porte-outil, avec une grande liberté dans le positionnement de l’engin par rapport à l’outil, tout en réduisant au minimum les risques de chute de l’outil lors des opérations d’assemblage.
En fonction de l’outil monté sur le porte-outil, le conducteur doit parfois descendre de son véhicule pour venir raccorder les réseaux électriques, hydrauliques et/ou pneumatiques de l’outil sur ceux du porte-outil car il n’existe pas à ce jour de dispositif de connexion automatique satisfaisant entre un outil et un porte-outil du bras de travail d’un engin de chantier ou de travaux publics tel que décrit précédemment.
En effet, lors de la mise en place d’un outil sur le porte-outil au moyen du dispositif évoqué précédemment, une fois qu’une première paire d’axes de préhension a été introduite dans une paire de parties réceptrices, la seconde paire d’axes de préhension est introduite dans l’autre paire de parties réceptrices par un mouvement de pivotement du porte-outil par rapport à l’outil, afin de placer la seconde paire d’axes de préhension en face des ouvertures de l’autre paire de parties réceptrices, suivi d’un mouvement de coulissement afin d’introduire la seconde paire d’axes de préhension au fond des parties réceptrices.
Or, les dispositifs de connexion automatique électrique, hydraulique et/ou pneumatique actuels entre un outil et un porte-outil ne sont pas adaptés à un mouvement de pivotement du porte-outil par rapport à l’outil, mais uniquement à un mouvement de rapprochement en translation rectiligne du porte-outil par rapport à l’outil.
En outre, ces dispositifs de connexion automatique sont équipés de dispositifs d’amortissement ou de compensation de mouvement comprenant habituellement des ressorts, des silent-blocs ou des vérins de compensation, et résultent par conséquente en des dispositifs de connexion automatique compliqués, chers et peu fiables.
-3Description de l’invention
L’objet de la présente invention vise par conséquent à pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un nouveau dispositif de connexion automatique permettant de connecter et de coupler automatiquement au moins un des réseaux électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques d’un outil avec au moins un de ceux d’un porte-outil prévu sur l’extrémité libre du bras de travail d’un engin de chantier ou de travaux publics lorsque ledit outil est monté et assemblé mécaniquement sur le porte-outil par au moins un mouvement de pivotement du porte-outil par rapport à l’outil ou inversement.
Un autre objet de la présente invention vise également à fournir un engin de chantier ou de travaux publics comportant un bras de travail équipé d’un porteoutil portant un outil et équipé d’un dispositif de connexion automatique adapté à un mouvement de pivotement du porte-outil par rapport à l’outil ou inversement lors de leur assemblage mutuel.
Les objets assignés à l’invention sont atteints à l’aide d’un dispositif de connexion automatique permettant de connecter et de coupler automatiquement au moins un des réseaux électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques d’un outil avec au moins un de ceux d’un porte-outil prévu sur l’extrémité libre du bras de travail d’un engin de chantier ou de travaux publics lorsque ledit outil est monté et assemblé mécaniquement sur le porte-outil, ce dispositif de connexion automatique comprenant :
• une première platine de connexion prévue sur l’outil, comportant au moins un coupleur électrique, pneumatique et/ou hydraulique accessible depuis l’extérieur et raccordé à au moins un des réseaux électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques dudit outil ;
• une seconde platine de connexion prévue sur le porte-outil, comportant au moins un coupleur électrique, pneumatique et/ou hydraulique accessible depuis l’extérieur et raccordé à au moins un des réseaux électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques dudit porte-outil ;
• un dispositif de centrage prévu sur le porte-outil et/ou sur l’outil de sorte que, lorsque ledit outil est monté et assemblé mécaniquement sur le porte-outil, les première et seconde platines de connexion soient mutuellement centrées et leurs coupleurs soient mutuellement raccordés, de sorte de raccorder au moins un des réseaux électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques de l’outil à celui du porte-outil ;
caractérisé en ce que :
• au moins une des platines de connexion, dite platine de connexion fixe, est fixée ou intégrée sur l’outil ou le porte-outil sur lequel elle est prévue de sorte d’être immobile par rapport à celui-ci ; et • l’autre platine de connexion, dite platine de connexion mobile, est montée mobile sur l’outil ou le porte-outil sur lequel elle est prévue de sorte d’être mobile à la fois en pivotement et en coulissement par rapport à celui-ci.
La platine de connexion mobile étant mobile à la fois en pivotement et en coulissement par rapport à l’outil ou le porte-outil sur lequel elle est prévue, elle est adaptée à tous les types de mouvement visant à assembler un outil sur un porte-outil.
Ce nouveau dispositif de connexion automatique est particulièrement adapté au dispositif du Demandeur précédemment décrit permettant la mise en place d’un outil sur un porte-outil sans avoir à descendre de l’engin de travaux publics.
Il permet de réaliser automatiquement l’accouplement électrique, pneumatique et/ou hydraulique en même temps que l’accouplement mécanique de l’outil sur le porte-outil.
Ce nouveau dispositif de connexion automatique est également adapté à tous les dispositifs de mise en place d’un outil sur un porte-outil car il permet de s’adapter à tous les types de mouvement du porte-outil par rapport à l’outil ou inversement permettant de monter un outil sur un outil prévu sur l’extrémité libre du bras de travail d’un engin de chantier ou de travaux publics.
La platine de connexion fixe étant immobile par rapport à l’outil ou le porteoutil sur lequel elle est prévue, elle est fixée ou intégrée sur l’outil ou le porte-outil, sans nécessiter de dispositif d’amortissement ou de compensation de mouvement.
Les deux platines de connexion sont connectées lors de l’assemblage de l’outil et du porte-outil, sans risque de déconnexion, et seule une des platine de connexion est mobile, mais sans nécessiter de ressorts, de silent-blocs, de vérins de compensation ou d’autres éléments onéreux et peu fiables.
De manière générale, la simplicité et la robustesse du dispositif de connexion automatique de l’invention lui permettent avantageusement d’être fiable, résistant et peu coûteux.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le dispositif de centrage guide le déplacement de la platine de connexion mobile par rapport à la platine de connexion fixe selon une trajectoire courbe lorsque l’outil est monté et assemblé mécaniquement sur le porte-outil. Ainsi, le dispositif de centrage est également adapté à un mouvement de pivotement du porte-outil par rapport à l’outil ou inversement pour raccorder les platines de connexion lorsque l’outil est monté et assemblé mécaniquement sur le porte-outil.
-5Selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, le dispositif de centrage comprend au moins un premier élément de guidage prévu sur l’outil à proximité immédiate de ou sur la première platine de connexion, et au moins un second élément de guidage prévu sur le porte-outil à proximité immédiate de ou sur la seconde platine de connexion.
Selon un exemple supplémentaire de mise en œuvre de l’invention, le dispositif de connexion automatique comporte deux éléments de guidage prévus de part et d’autre de la première platine de connexion et deux autres éléments de guidage prévus de part et d’autre de la seconde platine de connexion. Prévoir les éléments de guidages par paire permet d’assurer un meilleur centrage des deux platines de connexion en vue de leur raccordement mutuel.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le premier ou le second élément de guidage est un doigt de guidage en saillie, tandis que l’autre élément de guidage est un logement récepteur pour ledit doigt de guidage, prévu pour loger le doigt de guidage avec un jeu latéral inférieur à 2 millimètres, préférentiellement inférieur à 1 millimètres et plus préférentiellement inférieur à 0,5 millimètre.
Selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, chaque doigt de guidage est sous la forme d’une plaque présentant une épaisseur comprise entre 5 et 30 millimètres, préférentiellement comprise entre 8 et 20 millimètres et plus préférentiellement comprise entre 10 et 15 millimètres. Un élément de guidage est très résistant et parfaitement adapté à une utilisation sur les chantiers où les outils sont habituellement très lourds et susceptibles d’être manipulés de manière assez rude.
Selon un exemple supplémentaire de mise en œuvre de l’invention, chaque doigt de guidage présente une extrémité libre qui se rétrécie en forme de pointe, suivie d’une partie médiane rectiligne se prolongeant selon l’axe longitudinal du doigt de guidage, et terminée par une embase évasée prévue pour le montage du doigt de guidage sur ou à proximité immédiate de la platine de connexion au niveau de laquelle il est prévu. Cette forme permet de faciliter l’engagement mutuel des doigts de guidage dans leur logement récepteur associé, puis, une fois cet engagement effectué, de centrer progressivement les deux platines de connexion.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, l’extrémité libre effilée de chaque doigt de guidage comporte une rampe inclinée dirigée vers l’avant et opposée à une partie rectiligne se prolongeant selon l’axe longitudinal du doigt de guidage. Cette forme est particulièrement adaptée au pivotement de l’extrémité
-6extrémale avant du porte-outil en direction de l’outil ou inversement, correspondant au mode d’assemblage préféré de l’outil sur le porte-outil.
Selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, chaque logement récepteur comporte une entrée évasée à travers laquelle pénètre un doigt de guidage, suivie d’une partie rectiligne se prolongeant selon l’axe longitudinal du logement récepteur pour recevoir au moins partiellement ledit doigt de guidage. Cette forme permet de faciliter l’engagement mutuel des doigts de guidage dans leur logement récepteur associé, puis, une fois cet engagement effectué, de centrer progressivement les deux platines de connexion.
Selon un exemple supplémentaire de mise en œuvre de l’invention, chaque doigt de guidage et chaque logement récepteur sont prévus dans un plan vertical et ils se prolongent selon l’axe longitudinal du bras de travail de l’engin de chantier ou de travaux publics.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, chaque doigt de guidage est prévu sur la platine de connexion mobile. Ainsi, les doigts de guidage sont mobiles, tout comme la platine de connexion mobile.
Selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, chaque doigt de guidage est de forme générale rectiligne.
Selon un exemple supplémentaire de mise en œuvre de l’invention, la première platine de connexion est montée mobile sur l’outil tandis que la seconde platine de connexion est fixée ou intégrée sur le porte-outil.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, l’au moins un coupleur électrique, pneumatique et/ou hydraulique de la platine de connexion fixe est un coupleur femelle et l’au moins un coupleur électrique, pneumatique et/ou hydraulique de la platine de connexion mobile est un coupleur mâle.
Selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, la première platine de connexion comporte une puce d’identification, tandis que la seconde platine de connexion comporte un lecteur de puce. Ainsi, lors du raccordement de l’outil sur le porte-outil, le lecteur de puce peut lire les informations qui se trouvent sur la puce pour identifier l’outil et régler automatiquement l’engin afin que l’outil soit utilisé conformément aux préconisations du constructeur.
Selon un exemple supplémentaire de mise en œuvre de l’invention, la puce d’identification est une puce RFID.
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la platine de connexion mobile comporte une embase montée mobile sur l’outil ou le porte-outil, cette embase comportant des découpes formant chacune une lumière de guidage et prévues de part et d’autres de la platine de connexion mobile, et ledit outil ou
-7porte-outil comporte des éléments en saillie, chacun de ces éléments en saillie étant logé à coulissement dans une des découpes. C’est ce montage de l’embase mobile sur les éléments en saillie de l’outil ou du porte-outil qui permettent à la platine de connexion d’être mobile.
Selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, chaque élément en saillie est sous la forme d’une paire de galets de guidage sensiblement cylindriques présentant chacun un diamètre sensiblement égal et légèrement inférieur à celui de la hauteur interne des découpes.
Selon un exemple supplémentaire de mise en œuvre de l’invention, lorsque l’outil est monté sur le porte-outil, les découpes de l’embase sont situées dans un plan sensiblement orthogonal à l’axe longitudinal du bras de travail de l’engin de chantier ou de travaux publics
Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, chaque découpe se présente sous la forme d’un oblong.
Selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, chaque découpe présente une extrémité évasée transversalement par rapport à l’axe longitudinal de la découpe, cet évasement se prolongeant dans la direction opposé au porte-outil lorsque l’outil est monté sur le porte-outil. Cet évasement permet une liberté de mouvement de l’embase mobile par rapport à l’outil ou le porte-outil lorsque ces deux éléments pivotent mutuellement alors qu’ils sont déjà engagés par le dispositif de centrage.
Lorsque l’outil est assemblé et verrouillé sur le porte-outil, les éléments en saillie de l’outil ou du porte-outil sont situés dans la partie de la découpe qui est dépourvue d’extrémité évasée, ce qui permet d’immobiliser la platine de connexion mobile par rapport à la platine de connexion fixe.
Les objets assignés à l’invention sont également atteints à l’aide d’un engin de chantier ou de travaux publics comportant un bras de travail équipé d’un porteoutil portant un outil, lequel engin comporte un dispositif de connexion automatique tel que décrit précédemment.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d’un bras de travail d’un engin de chantier ou de travaux publics équipé d’un dispositif de connexion automatique selon l’invention, dans lequel le porte-outil est partiellement
-8assemblé avec un outil de type brise-roche ;
- la figure 2 est une vue en perspective de la partie du porte-outil comportant une platine de connexion fixe selon l’invention ;
- la figure 3 est une vue en perspective d’une platine de connexion mobile selon l’invention ;
- les figures 4 à 8 sont des vues de profil illustrant les séquences de préhension et de verrouillage d’un outil par un porte-outil, lesquels sont équipés d’un dispositif de connexion automatique selon l’invention ;
- la figure 9 est une vue de face d’un outil assemblé sur un porte-outil, lesquels sont équipés d’un dispositif de connexion automatique selon l’invention ;
- la figure 10 est une vue de profil d’un outil assemblé sur un porte-outil représenté en coupe selon l’axe de coupe représenté sur la figure 9 ;
- la figure 11, est une vue en perspective d’un bras de travail d’un engin de chantier ou de travaux publics équipé d’un dispositif de connexion automatique selon l’invention, dans lequel la platine de connexion fixe est équipée d’un élément de protection ; et
- la figure 12, est une vue en perspective d’un outil de chantier sous la forme d’un godet réversible équipé d’un dispositif de connexion automatique selon l’invention, dans lequel la platine de connexion mobile est équipée d’un élément de protection.
Mode(s) de réalisation de l’invention
Les éléments structurellement et fonctionnellement identiques présents sur plusieurs figures distinctes, sont affectés d’une même référence numérique ou alphanumérique.
Par avant ou arrière on se référera aux conventions habituelles concernant les véhicules. Ainsi, le bras articulé à l'extrémité duquel est installé un outil de travail est habituellement situé à l’avant des engins de construction. Parmi les figures, dans les vues de profil, l’avant est à droite et l’arrière est à gauche.
La figure 1 illustre un bras articulé de travail (1) d’un engin de chantier ou de travaux publics équipé d’un dispositif de connexion automatique (2) selon l’invention et d’un porte-outil (3) prévu sur l’extrémité libre du bras articulé de travail (1) d’un engin de chantier ou de travaux publics et partiellement assemblé avec un outil (4) de type brise-roche.
Sur cette figure est représenté un porte-outil (3) particulier développé par le Demandeur, lequel comprend un dispositif d’attache rapide et réversible d’un outil à un engin de chantier. Dans ce dispositif, le porte-outil (3) comprend deux
-9paires d’axes de préhension (5, 6) se prolongeant latéralement et mobiles en éloignement et en rapprochement à l’aide d’un vérin de verrouillage (7), tandis que l’outil (4) comprend au moins deux paires de parties réceptrices (8, 9) dont les ouvertures sont en vis-à-vis et prévues chacune pour recevoir un des axes de préhension (5, 6).
Le dispositif de connexion automatique (2) selon l’invention est prévu pour connecter et coupler automatiquement au moins un des réseaux électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques d’un outil (4) avec au moins un de ceux du porte-outil (3) lorsque ledit outil (4) est monté et assemblé mécaniquement sur le porte-outil (3).
Ce dispositif de connexion automatique (2) comprend une première platine de connexion (10) prévue sur l’outil (4), une seconde platine de connexion (11) prévue sur le porte-outil (3) et un dispositif de centrage (12) prévu sur le porteoutil (3) et/ou sur l’outil (4).
La première platine de connexion (10) comporte au moins un coupleur électrique, pneumatique et/ou hydraulique (13) accessible depuis l’extérieur et raccordé à au moins un des réseaux électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques de l’outil (4).
La seconde platine de connexion (11) comporte au moins un coupleur électrique, pneumatique et/ou hydraulique (14) accessible depuis l’extérieur et raccordé à au moins un des réseaux électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques du porte-outil (3).
Au moins une des platines de connexion (10 ou 11), dite «platine de connexion fixe », est fixée ou intégrée sur l’outil (4) ou le porte-outil (3) sur lequel elle est prévue de sorte d’être immobile par rapport à celui-ci. Il s’agit préférentiellement de la seconde platine de connexion (11), qui est prévue sur le porte-outil (3).
L’autre platine de connexion (11 ou 10), dite «platine de connexion mobile », est montée mobile sur l’outil (4) ou le porte-outil (3) sur lequel elle est prévue de sorte d’être mobile à la fois en pivotement et en coulissement par rapport à celui-ci. Il s’agit préférentiellement de la première platine de connexion (10) prévue sur l’outil (4).
Dans la suite de ce descriptif, pour des raisons de clarté, la platine de connexion mobile portera la référence 10, tandis que la platine de connexion fixe portera la référence 11. En effet, sur les figures, l’invention est représentée selon un mode de réalisation préféré dans lequel la première platine de connexion (10) est la platine de connexion mobile tandis que la seconde platine de connexion (11) est la platine de connexion fixe.
Bien que cette variante ne soit pas représentée sur les figures, il doit cependant apparaître clairement au lecteur que l’invention peut également être prévue de sorte que la première platine de connexion (10) est la platine de connexion fixe tandis que la seconde platine de connexion (11) est la platine de connexion mobile.
La figure 2 illustre la face avant d’un porte-outil (3) comportant une platine de connexion fixe (11) selon l’invention. Dans cet exemple, la platine est d’une seule pièce avec la partie du corps (15) du porte-outil (3) sur lequel elle est montée. Les coupleurs électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques (14) de la platine de connexion fixe (11) sont préférentiellement des coupleurs femelles de sorte qu’aucun élément de la platine de connexion fixe (11) ne fasse saillie en dehors de la partie du corps (15) du porte-outil (3) sur lequel elle est montée. Sur cette figure donnée à titre d’exemple uniquement, la platine de connexion fixe (11) comporte cinq coupleurs hydrauliques femelles (14a) et un coupleur électrique femelle (14b) à huit broches.
La figure 3 illustre une platine de connexion mobile (10) selon l’invention. Dans cet exemple, les coupleurs électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques (13) de la platine de connexion mobile (10) sont préférentiellement des coupleurs mâles. Sur cette figure donnée à titre d’exemple uniquement, la platine de connexion mobile (10) comporte cinq coupleurs hydrauliques mâles (13a) et un coupleur électrique mâle (13b) à huit broches.
Le dispositif de centrage (12) est prévu de sorte que lorsque ledit outil (4) est monté et assemblé mécaniquement sur le porte-outil (3), les première et seconde platines de connexion (10, 11) sont mutuellement centrées et leurs coupleurs (13, 14) sont mutuellement raccordés de sorte de raccorder au moins un des réseaux électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques de l’outil (4) à celui du porte-outil (3).
Le dispositif de centrage (12) est prévu pour pouvoir guider le déplacement de la platine de connexion mobile (10) par rapport à la platine de connexion fixe (11) lorsque ledit outil (4) est monté et assemblé mécaniquement sur le porte-outil (3) selon une trajectoire courbe.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le dispositif de centrage (12) comprend au moins un premier élément de guidage (16) prévu sur l’outil (4) à proximité immédiate de ou sur la première platine de connexion (10), et au moins un second élément de guidage (17) prévu sur le porte-outil (3) à proximité immédiate de ou sur la seconde platine de connexion (11).
Le dispositif de centrage (12) comporte préférentiellement deux éléments de guidage (16 ou 17) prévus de part et d’autre de la première platine de connexion (10) et deux autres éléments de guidage (17 ou 16) prévus de part et d’autre de la seconde platine de connexion (11).
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le premier ou le second élément de guidage (16 ou 17) est un doigt de guidage (18) en saillie, tandis que l’autre élément de guidage (17 ou 16) est un logement récepteur (19) pour ledit doigt de guidage (18), prévu pour loger le doigt de guidage (18) avec un jeu latéral inférieur à 2 millimètres, préférentiellement inférieur à 1 millimètres et plus préférentiellement inférieur à 0,5 millimètre.
Préférentiellement, chaque élément de guidage (16) prévu sur l’outil (4) est sous la forme d’un doigt de guidage (18) en saillie, tandis que chaque élément de guidage (17) prévu sur le porte-outil (3) est sous la forme d’un logement récepteur (19). Comme précédemment, ceci permet d’éviter d’avoir des éléments qui fassent saillie en dehors de la partie du corps (15) du porte-outil (3) sur lequel la platine de connexion fixe (11) est montée.
En effet, de tels éléments en saillie seraient susceptibles d’être détériorés lors des manipulations du bras articulé de travail (1), alors que les éléments en saillie présents au dos de l’outil (4) peuvent avantageusement être protégés par les pièces en saillie (20) de l’outil (4) dans lesquels sont conformées les deux paires de parties réceptrices (8, 9).
Cette configuration est bien entendue valable pour le porte-outil (3) particulier développé par le Demandeur, lequel comprend un dispositif d’attache rapide et réversible d’un outil à un engin de chantier.
Lorsque le dispositif de centrage (12) comprend deux doigts de guidage (18), chaque logement récepteur (19) peut présenter une face latérale externe ouverte, tel que cela est représenté sur la figure 2.
Pour un porte-outil (3) différent, cette configuration peut être adaptée en conséquence sans sortir du cadre de la présente invention.
Chaque doigt de guidage (18) est préférentiellement sous la forme d’une plaque (15) présentant une épaisseur comprise entre 5 et 30 millimètres, préférentiellement comprise entre 8 et 20 millimètres et plus préférentiellement comprise entre 10 et 15 millimètres.
Il présente préférentiellement une extrémité libre (21) qui se rétrécie en forme de pointe, suivie d’une partie médiane rectiligne (22) se prolongeant selon l’axe longitudinal du doigt de guidage (18), et terminée par une embase évasée (23) prévue pour le montage du doigt de guidage (18) sur ou à proximité immédiate de la platine de connexion au niveau de laquelle il est prévu (10). L’extrémité libre (21) effilée de chaque doigt de guidage (18) comporte une rampe inclinée (24) dirigée vers l’avant et opposée à une partie rectiligne (25) se prolongeant selon l’axe longitudinal du doigt de guidage (18).
Chaque logement récepteur (19) comporte préférentiellement une entrée évasée (26) à travers laquelle pénètre un doigt de guidage (18), suivie d’une partie rectiligne (27) se prolongeant selon l’axe longitudinal du logement récepteur (19) pour recevoir au moins partiellement ledit doigt de guidage (18).
Chacun des doigts de guidage (18) et chacun des logements récepteurs (19) est préférentiellement prévu dans un plan vertical et ils se prolongent préférentiellement chacun selon l’axe longitudinal du bras de travail (1) de l’engin de chantier ou de travaux publics.
Selon un mode de réalisation préféré, chaque doigt de guidage (18) est prévu sur la platine de connexion mobile (10) et de forme générale rectiligne.
Selon une variante de l’invention, la première platine de connexion (10) comporte une puce d’identification (28), préférentiellement une puce RFID, tandis que la seconde platine de connexion (11) comporte un lecteur de puce (29).
La puce d’identification (28) peut renfermer de nombreuses informations, notamment un code d’identification propre à l’outil permettant au porte-outil d’identifier l’outil qui lui est connecté et de régler automatiquement l’engin afin que l’outil soit utilisé conformément aux préconisations du constructeur.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la platine de connexion mobile (10) comporte une embase (30) montée mobile sur l’outil (4) ou le porteoutil (3), cette embase (30) comportant des découpes (31) formant chacune une lumière de guidage (32) et prévues de part et d’autres de la platine de connexion mobile (10), tandis que ledit outil (4) ou porte-outil (3) comporte des éléments en saillie (33) logés à coulissement dans une des découpes (31).
Chaque élément en saillie (33) est préférentiellement sous la forme d’une paire de galets de guidage (34) sensiblement cylindriques présentant chacun un diamètre sensiblement égal et légèrement inférieur à celui de la hauteur interne des découpes (31). Les galets de guidage (34) sont tous prévus dans un même plan, ce plan étant horizontal sur les figures.
Lorsque l’outil (4) est monté sur le porte-outil (3), les découpes (31) de l’embase (30) sont situées dans un plan sensiblement orthogonal à l’axe longitudinal du bras de travail (1) de l’engin de chantier ou de travaux publics.
Chaque découpe (31) se présente préférentiellement sous la forme d’un oblong et présente une extrémité avant évasée transversalement (35) par rapport à
-13l’axe longitudinal de la découpe (31), cet évasement (35) se prolongeant dans la direction opposé au porte-outil (3) lorsque l’outil (4) est monté sur le porte-outil (3), c’est-à-dire que sur les figures l’évasement (35) se prolonge vers le bas et il est situé au niveau de l’extrémité droite de la découpe (31).
Chaque découpe (31) est fermée ou obturée à chacune de ses extrémités longitudinales avant et arrière afin de limiter la course des galets de guidage (34) dans celle-ci, de sorte que la platine de connexion mobile (10) soit toujours sur l’outil (4) dans une position où le dispositif de centrage (12) est prévu pour pouvoir guider le déplacement de la platine de connexion mobile (10) par rapport à la platine de connexion fixe (11) lorsque ledit outil (4) est monté et assemblé mécaniquement sur le porte-outil (3).
L’évasement (35) peut comporter une fente ouverte (36) prévue pour éviter les accumulations de terre ou de sable dans cette partie.
En référence aux figures 4 à 10, et afin de mieux comprendre l’invention, nous allons maintenant nous intéresser au fonctionnement du dispositif de connexion automatique (2) selon l’invention équipé sur un outil (4) et un porteoutil (3) particulier développé par le Demandeur, lequel comprend un dispositif d’attache rapide et réversible d’un outil à un engin de chantier.
Sur ces figures, l’outil (4) n’est pas illustré en entier, mais seule son embase est représentée.
Tout d’abord, l’outil (4) est partiellement engagé avec le porte-outil (3) et une paire d’axes de préhension (6) du porte-outil (3) est reçue dans une paire de parties réceptrices (9) de l’outil (4).
Ensuite, l’autre paire d’axes de préhension (5) du porte-outil (3) est rapproché de l’autre paire de parties réceptrices (8) de l’outil (4) par pivotement (cf. figure 4).
Les deux platines de connexion (10, 11) sont mutuellement rapprochées et l’extrémité libre (21) de chaque doigt de guidage (18) arrive en contact avec l’entrée évasée (26) du logement récepteur (19) qui lui est associé.
La platine de connexion mobile (10) est montée flottante sur l’outil (4), aussi la position de celle-ci est variable lorsque chaque doigt de guidage (18) arrive en contact avec le logement récepteur (19) qui lui est associé.
La lumière de guidage (32) embase (30) sur laquelle est prévue la platine de connexion mobile (10) et les galets de guidage (34) du porte-outil (3) sont cependant prévus de sorte que dans les différentes positions extrémales possibles pour la platine de connexion mobile (10) par rapport à l’outil (4), lorsque l’autre paire d’axes de préhension (5) du porte-outil (3) est rapproché de l’autre paire de
-14parties réceptrices (8) de l’outil (4) par pivotement, l’extrémité libre (21) de chaque doigt de guidage (18) arrive toujours en contact avec l’entrée évasée (26) du logement récepteur (19) qui lui est associé.
Ces différentes positions extrémales possibles pour la platine de connexion mobile (10) par rapport à l’outil (4) sont représentées sur les figures 5A, 5b et 5c.
Sur la figure 5a, la platine de connexion mobile (10) est en position extrémale avant par rapport à l’outil (4), c’est-à-dire qu’elle est en position extrémale à droite sur la figure, les galets de guidage (34) étant en butée contre la partie arrière (37) de la lumière de guidage (32) de l’embase (30) sur laquelle est prévue la platine de connexion mobile (10). Dans cette position, lorsque les deux platines de connexion (10, 11) sont mutuellement rapprochées, la rampe inclinée (24) de chaque doigt de guidage (18) glisse en coulissement sur l’entrée évasée (26) du logement récepteur (19) qui lui est associé. Ce glissement d’une rampe contre une autre fait coulisser l’embase (30) sur laquelle est prévue la platine de connexion mobile (10) de manière à ce que chaque doigt de guidage (18) se retrouve sensiblement centré par rapport au logement récepteur (19) qui lui est associé.
Sur la figure 5b, la platine de connexion mobile (10) est en position extrémale arrière par rapport à l’outil (4), c’est-à-dire qu’elle est en position extrémale à gauche sur la figure, les galets de guidage (34) étant en butée contre la partie avant (38) de la lumière de guidage (32) de l’embase (30) sur laquelle est prévue la platine de connexion mobile (10). Dans cette position, lorsque les deux platines de connexion (10, 11) sont mutuellement rapprochées, chaque doigt de guidage (18) glisse en coulissement sur l’entrée évasée (26) du logement récepteur (19) qui lui est associé. Ce coulissement fait coulisser l’embase (30) sur laquelle est prévue la platine de connexion mobile (10) de manière à ce que chaque doigt de guidage (18) se retrouve sensiblement centré par rapport au logement récepteur (19) qui lui est associé.
Sur la figure 5c, la platine de connexion mobile (10) est en position extrémale pivotée par rapport à l’outil (4), c’est-à-dire qu’une paire de galets de guidage (34) est en butée dans le fond de l’évasement (35) de chaque découpe (31) de l’embase (30) sur laquelle est prévue la platine de connexion mobile (10). Dans cette position, lorsque les deux platines de connexion (10, 11) seront mutuellement rapprochées, chaque doigt de guidage (18) glisse en coulissement sur l’entrée évasée (26) du logement récepteur (19) qui lui est associé. Ce coulissement fait pivoter l’embase (30) sur laquelle est prévue la platine de connexion mobile (10) de manière à ce que chaque doigt de guidage (18) se
-15retrouve sensiblement centré par rapport au logement récepteur (19) qui lui est associé.
Lorsque les deux platines de connexion (10, 11) sont encore rapprochées, chaque doigt de guidage (18), centré par rapport au logement récepteur (19) qui lui est associé, glisse en coulissement dans son logement récepteur (19). Lors de ce déplacement, la platine de connexion mobile (10) pivote et coulisse par rapport à l’outil (4) pour suivre le mouvement (cf. figure 6).
Les deux platines de connexion (10, 11), parfaitement centrées grâce au dispositif de centrage (12), se rapprochent mutuellement par un mouvement de translation sensiblement rectiligne l’une par rapport à l’autre jusqu’à arriver en contact. Les coupleurs électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques (13, 14) des platines de connexion (10, 11) s’engage alors mutuellement afin de raccorder leur réseaux électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques respectifs. Dans cette position, une paire d’axes de préhension (6) du porte-outil (3) est reçue dans une paire de parties réceptrices (9) de l’outil (4) tandis que l’autre paire d’axes de préhension (5) du porte-outil (3) est en face de l’autre paire de parties réceptrices (8) de l’outil (4) (cf. figure 7). Tous les axes de préhension (5, 6) du porte-outil (3) sont dans le même plan que les parties réceptrices (8, 9) de l’outil (4). Les galets sont en position extrémale de butée contre la partie avant (38) (à droite sur la figure) de chaque lumière de guidage (32) de l’embase (30).
L’outil (4) est alors verrouillé sur le porte-outil (3) par le déplacement en translation de l’autre paire d’axes de préhension (5) du porte-outil (3) au fond des parties réceptrices (8) de l’outil (4) par l’intermédiaire du vérin de verrouillage (7). Les deux platines de connexion (10, 11) restent raccordées et la platine de connexion mobile (10) coulisse vers l’avant par rapport à l’outil (4) pour suivre le mouvement (cf. figure 8). Les galets se retrouvent alors en position extrémale de butée contre la partie arrière (37) (à gauche sur la figure) de chaque lumière de guidage (32) de l’embase (30), ce qui correspond à la position de verrouillage de l’outil (4) sur le porte-outil (3).
Cette position est également illustrée de face sur la figure 9 et en coupe sur la figure 10, où il est notamment possible de voir que les coupleurs électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques (13, 14) des platines de connexion (10, 11) sont tous mutuellement raccordés.
On rappelle que le dispositif de connexion automatique (2) selon l’invention n’est pas uniquement prévu pour le porte-outil (3) particulier développé par le Demandeur, lequel comprend un dispositif d’attache rapide et réversible d’un outil à un engin de chantier. Aussi, le fonctionnement de l’invention décrit plus
-16haut peut-il être sensiblement différent selon la conformation de l’outil (4) et du porte-outil (3).
De même, un porte-outil (3) équipé d’un dispositif de connexion automatique (2) selon l’invention peut également être utilisé pour s’assembler avec un outil (4) ne nécessitant pas de connexion à un quelconque réseau électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques.
Dans ce cas, une première possibilité consiste en ce que la seconde platine de connexion (11) prévue sur le porte-outil (3) est équipée d’un dispositif de protection (39), par exemple sous la forme d’un couvercle protecteur rigide en métal équipé d’une plaque souple de type caoutchouc, qui est mis en place pardessus les coupleurs électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques (14) de la seconde platine de connexion (11) dans le but de les protéger. Ce dispositif de protection (39) est mis en place manuellement.
Une seconde possibilité consiste en ce que l’outil (4) est équipé d’un dispositif de protection (40) venant en appui sur la seconde platine de connexion (11) prévue sur le porte-outil (3) afin de la protéger. Ce dispositif de protection (40) peut être sous la forme d’un pavé de caoutchouc ou équivalent, qui peut présenter des éléments en saillie prévus pour collaborer avec les coupleurs électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques (14) de la seconde platine de connexion (11). Ce dispositif de protection (40) est à demeure sur l’outil (4).
Un porte-outil (3) équipé d’un dispositif de connexion automatique (2) selon l’invention dont la seconde platine de connexion (11) est équipée d’un dispositif de protection (39) est représenté sur la figure 11, tandis que la figure 12 illustre un godet réversible équipé d’un dispositif de protection (40).
On notera que les deux dispositifs de protection (39, 40) décrits plus haut sont deux alternatives visant à protéger le dispositif de connexion automatique (2) selon l’invention pour un outil (4) ne nécessitant pas de connexion à un quelconque réseau électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques.
Il est évident que la présente description ne se limite pas aux exemples explicitement décrits, mais comprend également d’autres modes de réalisation et/ou de mise en œuvre. Ainsi, une caractéristique technique décrite peut être remplacée par une caractéristique technique équivalente sans sortir du cadre de la présente invention et une étape décrite de mise en œuvre du procédé peut être remplacée par une étape équivalente sans sortir du cadre de l’invention.
Claims (15)
1. Dispositif de connexion automatique (2) permettant de connecter et de coupler automatiquement au moins un des réseaux électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques d’un outil (4) avec au moins un de ceux d’un porte-outil (3) prévu sur l’extrémité libre du bras de travail (1) d’un engin de chantier ou de travaux publics lorsque ledit outil (4) est monté et assemblé mécaniquement sur le porte-outil (3), ce dispositif de connexion automatique (2) comprenant :
• une première platine de connexion (10) prévue sur l’outil (4), comportant au moins un coupleur électrique, pneumatique et/ou hydraulique (13) accessible depuis l’extérieur et raccordé à au moins un des réseaux électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques dudit outil (4) ;
• une seconde platine de connexion (11) prévue sur le porte-outil (3), comportant au moins un coupleur électrique, pneumatique et/ou hydraulique (14) accessible depuis l’extérieur et raccordé à au moins un des réseaux électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques dudit porte-outil (3) ;
• un dispositif de centrage (12) prévu sur le porte-outil (3) et/ou sur l’outil (4) de sorte que, lorsque ledit outil (4) est monté et assemblé mécaniquement sur le porte-outil (3), les première et seconde platines de connexion (10, 11) soient mutuellement centrées et leurs coupleurs (13, 14) soient mutuellement raccordés, de sorte de raccorder au moins un des réseaux électriques, pneumatiques et/ou hydrauliques de l’outil (4) à celui du porte-outil (3) ;
caractérisé en ce que :
• au moins une des platines de connexion (10 ou 11), dite platine de connexion fixe, est fixée ou intégrée sur l’outil (4) ou le porte-outil (3) sur lequel elle est prévue de sorte d’être immobile par rapport à celui-ci ; et • l’autre platine de connexion (11 ou 10), dite platine de connexion mobile, est montée mobile sur l’outil (4) ou le porte-outil (3) sur lequel elle est prévue de sorte d’être mobile à la fois en pivotement et en coulissement par rapport à celui-ci.
2. Dispositif de connexion automatique (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de centrage (12) guide le déplacement de la platine de connexion mobile par rapport à la platine de connexion fixe selon une trajectoire courbe lorsque l’outil (4) est monté et assemblé mécaniquement sur le porte-outil (3).
3. Dispositif de connexion automatique (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de centrage (12) comprend au moins un premier élément de guidage (16) prévu sur l’outil (4) à proximité immédiate de ou sur la première platine de connexion (10), et au moins un second élément de guidage (17) prévu sur le porte-outil (3) à proximité immédiate de ou sur la seconde platine de connexion (11).
4. Dispositif de connexion automatique (2) selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’il comporte deux éléments de guidage (16) prévus de part et d’autre de la première platine de connexion (10) et deux autres éléments de guidage (17) prévus de part et d’autre de la seconde platine de connexion (11).
5. Dispositif de connexion automatique (2) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier ou le second élément de guidage (16, 17) est un doigt de guidage (18) en saillie, tandis que l’autre élément de guidage (17, 16) est un logement récepteur (19) pour ledit doigt de guidage (18), prévu pour loger le doigt de guidage (18) avec un jeu latéral inférieur à 2 millimètres, préférentiellement inférieur à 1 millimètres et plus préférentiellement inférieur à 0,5 millimètre.
6. Dispositif de connexion automatique (2) selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque doigt de guidage (18) présente une extrémité libre (21) qui se rétrécie en forme de pointe, suivie d’une partie médiane rectiligne (22) se prolongeant selon l’axe longitudinal du doigt de guidage (18), et terminée par une embase évasée (23) prévue pour le montage du doigt de guidage (18) sur ou à proximité immédiate de la platine de connexion (10, 11) au niveau de laquelle il est prévu.
7. Dispositif de connexion automatique (2) selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’extrémité libre (21) effilée de chaque doigt de guidage (18) comporte une rampe inclinée (24) dirigée vers l’avant et opposée à une partie rectiligne (25) se prolongeant selon l’axe longitudinal du doigt de guidage (18).
8. Dispositif de connexion automatique (2) selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque doigt de guidage (18) est prévu sur la platine de connexion mobile.
9. Dispositif de connexion automatique (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première platine de connexion (10) est montée mobile sur l’outil (4) tandis que la seconde platine de connexion (11) est fixée ou intégrée sur le porte-outil (3).
10. Dispositif de connexion automatique (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première platine de connexion (10) comporte une puce d’identification (28), tandis que la seconde platine de connexion (11) comporte un lecteur de puce (29).
11. Dispositif de connexion automatique (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la platine de connexion mobile comporte une embase (30) montée mobile sur l’outil (4) ou le porte-outil (3), cette embase (30) comportant des découpes (31) formant chacune une lumière de guidage (32) et prévues de part et d’autres de la platine de connexion mobile, et en ce que ledit outil (4) ou porte-outil (3) comporte des éléments en saillie (33), chacun de ces éléments en saillie (33) étant logé à coulissement dans une des découpes (31).
12. Dispositif de connexion automatique (2) selon la revendication 11, caractérisé en ce que chaque élément en saillie (33) est sous la forme d’une paire de galets de guidage (34) sensiblement cylindriques présentant chacun un diamètre sensiblement égal et légèrement inférieur à celui de la hauteur interne des découpes (31).
13. Dispositif de connexion automatique (2) selon la revendication 11, caractérisé en ce que, lorsque l’outil (4) est monté sur le porteoutil (3), les découpes (31) de l’embase (30) sont situées dans un plan sensiblement orthogonal à l’axe longitudinal du bras de travail (1) de l’engin de chantier ou de travaux publics
14. Dispositif de connexion automatique (2) selon la revendication 11, caractérisé en ce que chaque découpe (31) présente une extrémité évasée transversalement (35) par rapport à l’axe longitudinal de la découpe (31), cet évasement se prolongeant dans la direction opposé au porteoutil (3) lorsque l’outil (4) est monté sur le porte-outil (3).
15. Engin de chantier ou de travaux publics comportant un bras 5 de travail (1) équipé d’un porte-outil (3) portant un outil (4), caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif de connexion automatique (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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