WO2019081831A1 - Dispositif de connexion automatique entre un outil et un porte-outil d'engin de chantier ou de travaux publics - Google Patents

Dispositif de connexion automatique entre un outil et un porte-outil d'engin de chantier ou de travaux publics

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WO2019081831A1
WO2019081831A1 PCT/FR2018/052512 FR2018052512W WO2019081831A1 WO 2019081831 A1 WO2019081831 A1 WO 2019081831A1 FR 2018052512 W FR2018052512 W FR 2018052512W WO 2019081831 A1 WO2019081831 A1 WO 2019081831A1
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WO
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tool
tool holder
automatic connection
connection device
connection plate
Prior art date
Application number
PCT/FR2018/052512
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English (en)
Inventor
Henri Marchetta
Maxime Boni
Nicolas PUTOD
Original Assignee
Groupe Mecalac
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Publication date
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    • E02F3/3636—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat using two or four movable transversal pins

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of construction equipment or public works. It relates to an automatic connection device between a tool and a tool holder for construction equipment used for example in the context of urban construction sites, railway works, service and maintenance site.
  • the invention relates more particularly to a device for automatically connecting the electrical, pneumatic and / or hydraulic networks of a tool with that of a tool holder when they are mechanically assembled, without external intervention of the driver of the machine.
  • Construction or public works machinery of the type of handling equipment, loader or elevator, of the excavator-excavator type earth-moving machine or the like comprise work equipment in the form of an articulated arm, at the end of which is installed a work tool.
  • the working tools generally consist of either a bucket, a shovel, a loader bucket, or a hydraulic tool (for example, rock breaker, auger, brush cutter, ...) or still others, depending on the type of use.
  • a hydraulic tool for example, rock breaker, auger, brush cutter, Certainly or still others, depending on the type of use.
  • the change and assembly of these tools is a long and difficult operation, taking into account, on the one hand, the mass of each of them, and on the other hand, conditions under which this change takes place, most commonly on site, ie on construction sites.
  • the Applicant has developed several solutions, in particular a quick and reversible attachment of a tool to a construction machine in which the tool holder comprises two pairs of gripping axes extending laterally and movable away and in approximation using a locking cylinder, while the tool comprises at least two pairs of receiving portions whose openings are vis-à-vis and each provided for receiving one of the gripping axes.
  • the tool is adapted to be locked and unlocked on the tool holder by means of the locking cylinder by reversibly varying the distance separating pairs of gripping axes, between an output position of the locking cylinder. wherein the gripping pins abut the bottom of an associated receiving part, and an input position of the locking cylinder in which the gripping axes can be extracted from the receiving parts.
  • a driver of the machine can grab a tool and assemble or disassemble it with the tool holder, with great freedom in the positioning of the machine relative to the tool, while minimizing the risks drop of the tool during assembly operations.
  • the driver sometimes has to get out of the vehicle to connect the electrical, hydraulic and / or pneumatic networks of the tool to those of the toolholder because there is no need to this day of satisfactory automatic connection device between a tool and a tool holder of the working arm of a construction machine or public works as described above.
  • the second pair of gripping pins is introduced into the other pair of receiving portions by a pivoting movement of the tool holder relative to the tool, so as to place the second pair of gripping pins opposite the openings of the other pair of receiving portions, followed by a sliding movement to introduce the second pair of gripping axes to the bottom of the receiving portions.
  • the current automatic electrical, hydraulic and / or pneumatic connection devices between a tool and a tool holder are not adapted to a pivoting movement of the tool holder relative to the tool, but only to a movement of approximation in rectilinear translation of the tool holder relative to the tool.
  • the object of the present invention is therefore to overcome the drawbacks of the prior art by proposing a new automatic connection device for automatically connecting and coupling at least one of the electrical, pneumatic and / or hydraulic networks of a tool. with at least one of those of a tool holder provided on the free end of the working arm of a construction or public works machine when said tool is mounted and assembled mechanically on the tool holder by at least one movement pivoting the tool holder relative to the tool or vice versa.
  • Another object of the present invention is also to provide a construction or public works machine comprising a working arm equipped with a tool holder carrying a tool and equipped with an automatic connection device adapted to a pivoting movement of the tool holder relative to the tool or vice versa during their mutual assembly.
  • an automatic connection device for automatically connecting and coupling at least one of the electrical, pneumatic and / or hydraulic networks of a tool with at least one of those of a tool holder provided on the free end of the working arm of a construction or public works machine when said tool is mounted and assembled mechanically on the tool holder,
  • this automatic connection device comprising:
  • a first connection plate provided on the tool comprising at least one electrical, pneumatic and / or hydraulic coupler accessible from the outside and connected to at least one of the electrical, pneumatic and / or hydraulic networks of said tool;
  • a second connection plate provided on the tool holder comprising at least one electrical, pneumatic and / or hydraulic coupler accessible from the outside and connected to at least one of the electrical, pneumatic and / or hydraulic networks of said tool holder;
  • a centering device provided on the tool holder and / or the tool so that, when said tool is mounted and assembled mechanically on the tool holder, the first and second connection plates are mutually centered and their couplers are mutually connected, so as to connect at least one of the electrical, pneumatic and / or hydraulic networks of the tool to that of the tool holder;
  • connection boards At least one of the connection boards, called fixed connection board, is fixed or integrated on the tool or the tool holder on which it is provided so that it is stationary with respect thereto; and
  • connection plate is mounted movably on the tool or the tool holder on which it is designed so as to be mobile both pivotally and slidably relative to the this.
  • the mobile connection plate is movable both pivotally and slidably relative to the tool or the tool holder on which it is provided, it is suitable for all types of movement for assembling a tool on a carrier. tool.
  • This new automatic connection device is particularly adapted to the Applicant device described above allowing the establishment of a tool on a tool holder without having to get off the public works machine.
  • This new automatic connection device is also suitable for all devices for placing a tool on a tool holder because it makes it possible to adapt to all types of movement of the tool holder relative to the tool or conversely to mount a tool on a tool provided on the free end of the working arm of a construction machine or public works.
  • the stationary connection plate being immobile relative to the tool or the tool holder on which it is provided, it is fixed or integrated on the tool or the tool holder, without the need for a damping or compensation device. movement.
  • connection plates are connected during assembly of the tool and the tool holder, without risk of disconnection, and only one of the connection board is movable, but without the need for springs, silent-blocks, cylinders compensation or other expensive and unreliable items.
  • the simplicity and robustness of the automatic connection device of the invention advantageously enable it to be reliable, resistant and inexpensive.
  • the centering device guides the displacement of the movable connection plate relative to the fixed connection plate in a curved path when the tool is assembled and mechanically assembled on the carrier. tool.
  • the centering device is also adapted to a pivoting movement of the tool holder relative to the tool or vice versa to connect the connection plates when the tool is mounted and mechanically assembled on the tool holder.
  • the centering device comprises at least one first guide element provided on the tool in the immediate vicinity of or on the first connection plate, and at least one second guide element. provided on the tool holder in the immediate vicinity of or on the second connection plate.
  • the automatic connection device comprises two guiding elements provided on either side of the first connection plate and two other guiding elements provided on either side of the first connection plate. the second connection board. Providing the guide members in pairs ensures a better centering of the two connection plates for their mutual connection.
  • the first or the second guide element is a protruding guide pin, while the other guide element is a receiving housing for said guide pin, intended to house the guide pin.
  • guide finger with a lateral clearance of less than 2 millimeters, preferably less than 1 millimeter and more preferably less than 0.5 millimeter.
  • each guide pin is in the form of a plate having a thickness of between 5 and 30 millimeters, preferably between 8 and 20 millimeters and more preferably between 10 and 15 millimeters. millimeters.
  • a guide element is very resistant and perfectly suitable for use on construction sites where the tools are usually very heavy and can be handled in a rather rough way.
  • each guide pin has a free end which narrows in the shape of a point, followed by a rectilinear median portion extending along the longitudinal axis of the guide finger, and finished by a flared base provided for mounting the guide finger on or in the immediate vicinity of the connection plate at which it is provided.
  • This form facilitates the mutual engagement of the guide fingers in their associated receiver housing, and, once this commitment is made, to gradually center the two connection plates.
  • each guide pin comprises an inclined ramp directed towards the front and opposite to a rectilinear portion extending along the longitudinal axis of the guide pin.
  • This shape is particularly suitable for pivoting the end extremal front of the tool holder towards the tool or vice versa, corresponding to the preferred assembly mode of the tool on the tool holder.
  • each receiving housing comprises a flared entry through which a guide finger penetrates, followed by a rectilinear portion extending along the longitudinal axis of the receiving housing to receive at least partially said guide pin.
  • each guide pin and each receiving housing are provided in a vertical plane and they extend along the longitudinal axis of the working arm of the construction or public works machine .
  • each guide pin is provided on the mobile connection plate.
  • the guide fingers are movable, as the movable connection plate.
  • each guide pin is of generally rectilinear shape.
  • the first connection plate is movably mounted on the tool while the second connection plate is fixed or integrated on the tool holder.
  • the at least one electrical, pneumatic and / or hydraulic coupler of the fixed connection board is a female coupler and the at least one electrical, pneumatic and / or hydraulic coupler of the mobile connection board is a male coupler.
  • the first connection board comprises an identification chip
  • the second connection board comprises a chip reader.
  • the chip reader can read the information on the chip to identify the tool and automatically adjust the machine so that the tool is used in accordance with the recommendations of the manufacturer.
  • the identification chip is an RFID chip.
  • the movable connection plate comprises a base mounted movably on the tool or the tool holder, this base comprising cutouts each forming a guide light and provided on both sides. others of the mobile connection board, and said tool or tool holder has projecting elements, each of these projecting elements being slidably accommodated in one of the cutouts. It is this mounting of the mobile base on the projecting elements of the tool or the tool holder that allow the connection plate to be mobile.
  • each projecting element is in the form of a pair of substantially cylindrical guide rollers each having a diameter substantially equal to and slightly less than that of the internal height of the blanks.
  • the cuts of the base are located in a plane substantially orthogonal to the longitudinal axis of the working arm of the construction or public works machinery
  • each cutout is in the form of an oblong.
  • each cutout has an end flared transversely to the longitudinal axis of the cutout, this flare extending in the direction opposite to the tool holder when the tool is mounted on the tool holder. This flaring allows freedom of movement of the mobile base relative to the tool or the tool holder when these two elements mutually pivot while they are already engaged by the centering device.
  • the protruding elements of the tool or the tool holder are located in the part of the cutout which has no flared end, which makes it possible to immobilize the tool. mobile connection board with respect to the fixed connection board.
  • the objects assigned to the invention are also achieved by means of a construction or public works machine comprising a work arm equipped with a tool-carrying tool, which machine comprises an automatic connection device such as previously described.
  • FIG. 1 is a perspective view of a working arm of a construction machine or public works equipped with an automatic connection device according to the invention, wherein the tool holder is partially assembled with a breaker type tool;
  • FIG. 2 is a perspective view of the part of the tool holder comprising a stationary connection plate according to the invention
  • FIG. 3 is a perspective view of a mobile connection plate according to the invention.
  • FIGS. 4 to 8 are side views illustrating the sequences of gripping and locking a tool by a tool holder, which are equipped with an automatic connection device according to the invention
  • FIG. 9 is a front view of a tool assembled on a tool holder, which are equipped with an automatic connection device according to the invention.
  • FIG. 10 is a side view of a tool assembled on a tool holder shown in section along the axis of section shown in Figure 9;
  • FIG. 11 is a perspective view of a working arm of a construction or public works machine equipped with an automatic connection device according to the invention, in which the fixed connection plate is equipped with a protection element;
  • FIG. 12 is a perspective view of a construction tool in the form of a reversible bucket equipped with an automatic connection device according to the invention, in which the mobile connection plate is equipped with an element protection.
  • Front or rear we will refer to the usual conventions concerning vehicles.
  • the articulated arm at the end of which is installed a work tool is usually located at the front of the construction machinery.
  • the front is on the right and the rear is on the left.
  • FIG. 1 illustrates an articulated working arm (1) of a construction or public works machine equipped with an automatic connection device (2) according to the invention and a tool holder (3) provided on the free end of the articulated working arm (1) of a construction or public works machine and partially assembled with a tool (4) breaker type.
  • Applicant which comprises a device for quick and reversible attachment of a tool to a construction machine.
  • the tool holder (3) comprises two pairs of gripping axles (5, 6) extending laterally and movable away and inwardly by means of a locking cylinder (7), while the tool (4) comprises at least two pairs of parts receivers (8, 9) whose openings are vis-à-vis and each provided for receiving one of the gripping axes (5, 6).
  • the automatic connection device (2) is provided for automatically connecting and coupling at least one of the electrical, pneumatic and / or hydraulic networks of a tool (4) with at least one of those of the tool holder (3). ) when said tool (4) is mounted and mechanically assembled on the tool holder (3).
  • This automatic connection device (2) comprises a first connection plate (10) provided on the tool (4), a second connection plate (11) provided on the tool holder (3) and a centering device (12). ) provided on the tool holder (3) and / or the tool (4).
  • the first connection board (10) comprises at least one electrical, pneumatic and / or hydraulic coupler (13) accessible from the outside and connected to at least one of the electrical, pneumatic and / or hydraulic networks of the tool (4) .
  • the second connection plate (11) comprises at least one electrical, pneumatic and / or hydraulic coupler (14) accessible from the outside and connected to at least one of the electrical, pneumatic and / or hydraulic networks of the tool holder (3). .
  • connection board (10 or 11) is fixed or integrated on the tool (4) or the tool holder (3) on which it is intended to be immobile in relation to this one. It is preferably the second connection plate (11), which is provided on the tool holder (3).
  • connection board (11 or 10) is mounted movably on the tool (4) or the tool holder (3) on which it is designed so as to be mobile to both pivoting and sliding relative thereto. It is preferentially the first connection plate (10) provided on the tool (4).
  • the mobile connection board will bear the reference 10
  • the fixed connection board will bear the reference 11.
  • the invention is shown in one embodiment. preferred embodiment wherein the first connection board (10) is the mobile connection board while the second connection board is (11) is the fixed connection board.
  • first connection board (10) is the fixed connection board while the second board of connection (11) is the mobile connection board.
  • FIG. 2 illustrates the front face of a tool holder (3) comprising a stationary connection plate (11) according to the invention.
  • the plate is in one piece with the body portion (15) of the tool holder (3) on which it is mounted.
  • the electrical, pneumatic and / or hydraulic couplers (14) of the fixed connection board (11) are preferably female couplers so that no element of the fixed connection board (11) protrudes outside the part of the body (15) of the tool holder (3) on which it is mounted.
  • the fixed connection plate (11) comprises five female hydraulic couplers (14a) and an eight-pin female electrical coupler (14b).
  • FIG. 3 illustrates a mobile connection plate (10) according to the invention.
  • the electrical couplers, pneumatic and / or hydraulic (13) of the movable connection plate (10) are preferably male couplers.
  • the mobile connection plate (10) comprises five male hydraulic couplers (13a) and an eight-pin male electrical coupler (13b).
  • the centering device (12) is provided such that when said tool (4) is mounted and mechanically assembled on the tool holder (3), the first and second connection plates (10, 11) are mutually centered and their couplers (13, 14) are mutually connected so as to connect at least one of the electrical, pneumatic and / or hydraulic networks of the tool (4) to that of the tool holder (3).
  • the centering device (12) is provided to be able to guide the movement of the movable connection plate (10) with respect to the fixed connection plate
  • the centering device
  • the centering device (12) comprises at least one first guide element (16) provided on the tool (4) in close proximity to or on the first connecting plate (10), and at least one second guide element (17) provided on the tool holder (3) in the immediate vicinity of or on the second connection plate (11).
  • the centering device (12) preferably comprises two guiding elements (16 or 17) provided on either side of the first connecting plate (10) and two other guiding elements (17 or 16) provided on both sides. other of the second connection board (11).
  • the first or the second guide element (16 or 17) is a protruding guide pin (18), whereas the other guide element (17 or 16) is a receiver housing (19) for said guide finger (18), adapted to house the guide finger (18) with a lateral clearance of less than 2 millimeters, preferably less than 1 millimeter and more preferably less than 0.5 millimeter.
  • each guide element (16) provided on the tool (4) is in the form of a projecting guide pin (18), while each guide element (17) provided on the tool holder (3) ) is in the form of a receiver housing (19).
  • this avoids having elements protruding outside the body portion (15) of the tool holder (3) on which the fixed connection plate (11) is mounted.
  • each receiving housing (19) may have an open outer side face, as shown in FIG. 2.
  • Each guide pin (18) is preferably in the form of a plate (15) having a thickness of between 5 and 30 millimeters, preferably between 8 and 20 millimeters and more preferably between 10 and 15 millimeters.
  • each guide finger (18) has a free end (21) which narrows in the shape of a point, followed by a rectilinear median part (22) extending along the longitudinal axis of the guide finger (18), and terminated by a flared base (23). ) provided for mounting the guide pin (18) on or near immediate of the connection plate at which it is provided (10).
  • the tapered free end (21) of each guide finger (18) has an inclined ramp (24) directed towards the front and opposite to a rectilinear part (25) extending along the longitudinal axis of the guide pin (18). ).
  • Each receiving housing (19) preferably comprises a flared entry (26) through which a guide pin (18) penetrates, followed by a rectilinear portion (27) extending along the longitudinal axis of the receiving housing (19) to receive at least partially said guide pin (18).
  • Each of the guide fingers (18) and each of the receiving housing (19) is preferably provided in a vertical plane and they are preferably each extended along the longitudinal axis of the working arm (1) of the construction machine or work public.
  • each guide pin (18) is provided on the mobile connection plate (10) and of generally rectilinear shape.
  • the first connection board (10) comprises an identification chip (28), preferably an RFID chip, while the second connection board (11) comprises a chip reader (29).
  • the identification chip (28) can contain a lot of information, including a tool-specific identification code that allows the tool holder to identify the tool connected to it and automatically adjust the machine so that the tool tool is used in accordance with the manufacturer's recommendations.
  • the mobile connection plate (10) comprises a base (30) mounted to move on the tool (4) or the tool holder (3), this base (30) comprising cutouts (31) each forming a guiding light (32) and provided on either side of the movable connecting plate (10), while said tool (4) or tool holder (3) comprises projecting elements (33) slidably received in one of the cutouts (31).
  • Each projecting element (33) is preferably in the form of a pair of substantially cylindrical guide rollers (34) each having a diameter substantially equal to and slightly smaller than that of the internal height of the cuts (31).
  • the guide rollers (34) are all provided in the same plane, this plane being horizontal in the figures.
  • the cutouts (31) of the base (30) are located in a plane substantially orthogonal to the longitudinal axis of the working arm (1). construction machinery or public works.
  • Each cutout (31) is preferably in the form of an oblong and has a transversely flared front end (35) with respect to the longitudinal axis of the cutout (31), this flare (35) extending in the direction opposite to the tool holder (3) when the tool (4) is mounted on the tool holder (3), this is that is to say that in the figures the flare (35) extends downwards and is located at the right end of the cutout (31).
  • Each cutout (31) is closed or closed at each of its longitudinal front and rear ends in order to limit the travel of the guide rollers (34) therein, so that the movable connection plate (10) is always on the the tool (4) in a position where the centering device (12) is provided to be able to guide the movement of the movable connection board (10) with respect to the fixed connection board (11) when said tool (4) is mounted and assembled mechanically on the tool holder (3).
  • the flare (35) may include an open slot (36) provided to prevent accumulations of soil or sand in this portion.
  • the tool (4) is not illustrated in its entirety, but only its base is shown.
  • the tool (4) is partially engaged with the tool holder (3) and a pair of grasping pins (6) of the tool holder (3) is received in a pair of receiving portions (9). ) of the tool (4).
  • connection plates (10, 11) are mutually close together and the free end (21) of each guide pin (18) comes into contact with the flared entry (26) of the receiving housing (19) which is associated with it .
  • the movable connecting plate (10) is mounted floating on the tool (4), also the position thereof is variable when each guide pin (18) comes into contact with the receiving housing (19) which is associated with it .
  • the guiding light (32) base (30) on which is provided the movable connecting plate (10) and the guide rollers (34) of the tool holder (3) are however provided so that in the different extremal positions possible for the movable connection plate (10) relative to the tool (4), when the other pair of gripping axes (5) of the tool holder (3) is brought closer to the other pair of receiving portions (8) of the tool (4) by pivoting, the free end (21) of each guide finger (18) always comes into contact with the flared entry (26) of the receiving housing (19) which is associated.
  • FIGS. 5A, 5b and 5c These different possible extremal positions for the movable connection plate (10) relative to the tool (4) are shown in FIGS. 5A, 5b and 5c.
  • the movable connection plate (10) is in the front extreme position with respect to the tool (4), that is to say that it is in the extreme right position in the FIG. guide rollers (34) abutting against the rear portion (37) of the guide lumen (32) of the base (30) on which the movable connecting plate (10) is provided.
  • the inclined ramp (24) of each guide pin (18) slidably slides on the flared entry (26) of the receiving housing (19). associated with it.
  • This sliding of one ramp against another slides the base (30) on which is provided the movable connection plate (10) so that each guide pin (18) is substantially centered with respect to the receiving housing (19) associated with it.
  • the movable connection plate (10) is in the rearmost position relative to the tool (4), that is to say that it is in the extreme position on the left in the figure, the rollers guide (34) being in abutment against the front portion (38) of the guide light (32) of the base (30) on which is provided the movable connecting plate (10).
  • each guide pin (18) slidably slides on the flared entry (26) of the receiver housing (19) associated therewith. This sliding slides the base (30) on which is provided the movable connection plate (10) so that each guide pin (18) is substantially centered with respect to the receiving housing (19) associated with it .
  • the movable connection plate (10) is in extreme position pivoted with respect to the tool (4), that is to say that a pair of guide rollers (34) is in abutment in the bottom of the flare (35) of each cutout (31) of the base (30) on which is provided the movable connection plate (10).
  • a pair of guide rollers (34) is in abutment in the bottom of the flare (35) of each cutout (31) of the base (30) on which is provided the movable connection plate (10).
  • each guide pin (18) slidably slides on the flared entry (26) of the receiver housing (19) associated therewith. This sliding rotates the base (30) on which is provided the movable connection plate (10) so that each guide pin (18) is found substantially centered relative to the receiving housing (19) associated with it.
  • the mobile connection plate (10) pivots and slides relative to the tool (4) to follow the movement (see Figure 6).
  • connection plates (10, 11) The two connecting plates (10, 11), perfectly centered thanks to the centering device (12), approach each other by a substantially rectilinear translational movement relative to each other until they come into contact.
  • the electrical, pneumatic and / or hydraulic couplers (13, 14) of the connection plates (10, 1 1) then engage each other in order to connect their respective electrical, pneumatic and / or hydraulic networks.
  • a pair of gripping shafts (6) of the tool holder (3) is received in a pair of receiving portions (9) of the tool (4) while the other pair of gripping shafts (5) of the tool holder (3) is opposite the other pair of receiving parts (8) of the tool (4) (see Figure 7).
  • All the gripping axes (5, 6) of the tool holder (3) are in the same plane as the receiving parts (8, 9) of the tool (4).
  • the rollers are in extreme end position against the front portion (38) (right in the figure) of each guide light (32) of the base (30).
  • the tool (4) is then locked on the tool holder (3) by the translational movement of the other pair of gripping axes (5) of the tool holder (3) at the bottom of the receiving parts (8). of the tool (4) via the locking cylinder (7).
  • the two connection plates (10, 11) remain connected and the movable connection plate (10) slides forward with respect to the tool (4) to follow the movement (see Figure 8).
  • the rollers are then in extreme end stop position against the rear portion (37) (left in the figure) of each guide light (32) of the base (30), which corresponds to the locking position of the tool (4) on the tool holder (3).
  • connection plates (10, 11) are all mutually connected.
  • the automatic connection device (2) according to the invention is not only provided for the particular tool holder (3) developed by the Applicant, which comprises a quick and reversible attachment device of a tool to a construction machine. Also, the operation of the invention describes more height can be significantly different depending on the conformation of the tool (4) and the tool holder (3).
  • a tool holder (3) equipped with an automatic connection device (2) according to the invention can also be used to assemble with a tool (4) not requiring any connection to any electrical network, pneumatic and / or hydraulic.
  • the second connection plate (11) provided on the tool holder (3) is equipped with a protective device (39), for example in the form of a protective cover rigid metal body equipped with a rubber-like flexible plate, which is put in place over the electrical, pneumatic and / or hydraulic couplers (14) of the second connection plate (11) for the purpose of protecting them.
  • This protection device (39) is set up manually.
  • a second possibility is that the tool (4) is equipped with a protective device (40) bearing on the second connecting plate (11) provided on the tool holder (3) to protect it.
  • This protection device (40) may be in the form of a rubber block or the like, which may have protruding elements intended to collaborate with the electrical, pneumatic and / or hydraulic couplers (14) of the second connection plate (11).
  • This protection device (40) is permanently on the tool (4).
  • FIG. A tool holder (3) equipped with an automatic connection device (2) according to the invention, the second connection plate (11) of which is provided with a protection device (39), is shown in FIG. that Figure 12 illustrates a reversible bucket equipped with a protective device (40).
  • the two protection devices (39, 40) described above are two alternatives designed to protect the automatic connection device (2) according to the invention for a tool (4) that does not require any connection to any electrical network. , pneumatic and / or hydraulic.

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 rapprochement 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. Description 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 porte- outil 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 Γ 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 porte- outil 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. Selon 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 extrémale 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 porte-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 porte- outil 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 assemblé 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 paires 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 porte- outil (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 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 (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 l'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 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.
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 parties 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 5 a, 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 5 c, 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 retrouve 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, 1 1) 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 haut 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

REVENDICATIONS
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 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
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 porte- outil (3) lorsque l'outil (4) est monté sur le porte-outil (3).
15. Engin de chantier ou de travaux publics comportant un bras 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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