Brevet FR2158100A1 — publié le 19730615

La présente invention concerne une commande hydraulique perfectionnée, particulièrement intéressante à utiliser sur less grues ou engins de terrassement comportant un bras de godet. Elle permet d'orienter par rotation les divers équipements interchangeables suspendus au bras de godet, par exemple des bennes à demi-coquilles, des crochets jumelés, des équipements d'excavatrices, des faucheuses de talus, et divers autres accessoires capables d'être accrochés à un jumelage de crochets. La plupart des bennes à demi-coquilles sont actuellement du type "à chute libre", c'est-à-dire qu'elles sont supportées de manière à pouvoir tomber sur les matériaux à travailler, la fermeture des demi-coquilles ou godets de la benne étant assurée par une traction des câbles de support vers le haut. La benne s'enfonce donc dans le sol sous l'effet de son poids, mais lorsque le terrain est très dur, ce type de benne tend à racler la surface du sol sans y pénétrer , ce qui soulève des difficultés dans l'opération de "cavage ".Les brevets des Etats-Unis d'Amé- rique nu 3 143 228 et n" 3 143 229 décrivent un dispositif perfectionné dans lequel une benne à demi-coquilles actionnée par un mécanisme hydraulique est suspendue de façon réglable au bras de godet dune grue au moyen de plateaux-presseurs associés mâle et femelle pouvant être reliés de façon serrée ou lache grace à un organe commandé. Ces brevets ne comportent toutefois aucun dispositif permettant de déterminer à volonté l'orienta- tion de la benne. On a déjà imaginé des dispositifs destinés à orienter un grappin ou des crochets suspendus à des cables[ voir par exemple les brevets des Etats-Unis d'Amérique n" 2 736 600, nO 3 210 114 et nu 2 914 203, (ce dernier décrivant un grappin rotatif actionné par un dispositif hydraulique sur un chargeur de bois pour pAte à papier), mais aucun de ces dispositifs ne concerne un mécanisme rotatif entourant un arbre d'orientation suspendu à un plateau-presseur réglable sur un bras de godet et auquel peuvent être appliqués des efforts de "cavage", ni ne comporte simultanément de mécanisme d'orientation de la benne ou autre outil monté sur l'arbre orientable SEn outre, dans les brevets précités comportant des équipements actionnés hydrauliquement, par exemple dans le brevet nO 2 914 203, on trouve toujours des câbles lâches reliés à l'outil et qui peuvent se tordre en cours de fonctionnement; en outre, dans ce dernier brevet, la commande sert également d'organe de suspension et de transmission de l'effort, ce qui ne peut convenir pour un équipement de "cavage", par exemple une benne à demi-coquilles. La présente invention s'applique à une grue ou engin analogue dont la flèche supporte de façon réglable un bras de godet sur la partie inférieure duquel sont montés deux plateauxpresseurs mAle et femelle coopérant de façon réglable, le plateau mâle étant suspendu au plateau femelle et pouvant lui être relié soit de façon serrée, soit de façon liche tout en prenant par rapport au bras de godet des positions angulaires diverses.Selon une caractéristique essentielle de l'invention, un arbre descendant non rotatif fixé au plateau-presseur mâle est entouré d'une commande circulaire rotative hydraulique; un outil, par exemple une benne ou un jumelage de crochets, peut titre fixé à l'arbre de façon amovible et tourner autour de lui sous l'action d'un dispositif le reliant également de façon amovible à la commande hydraulique; l'actionnement de cette dernière par un opérateur installé dans la cabine permet de déterminer à volonté l'orientation de l'outil, et le fait que les conduites hydrauliques de la commande et de l'outil passent dans l'arbre non rotatif évite leur enchevêtrement éventuel. La présente invention concerne donc en général, dans un dispositif à plateau-presseur analogue à celui qui vient d'être décrit, un arbre orientable fixé au plateau-presseur, supportant un outil amovible, entouré d'une commande hydraulique rotative elle-mème reliée à l'outil par une transmission amovible, et traversé par des conduits internes amenant le fluide hydraulique d'actionnement vers l'outil et la commande; un dispositif permet d'orienter de la façon la plus appropriée à l'exécution d'un travail les équipements interchangeables montés sur une grue, par exemple une benne à demi-coquilles ou un assemblage de cro cets; enfin un dispositif de support nouveau permet de faire prendre une position angulaire et une orientation déterminées à un outil suspendu, l'ensemble étant fixé à un plateau-presseur sur lequel peut s'exercer une pression dirigée vers le bas pour effectuer par exemple une opération de "cavage". D'autres caractéristiques et avantages de la présente invent ion ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, et donnant à titre explicatit,mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins la figure 1 est une élévation latérale d'une grue équipée d'un bras de godet et comportant la commande hydraulique selon l'invention; la figure 2 est une coupe verticale partielle d'un plateau-presseur, de l'arbre orientable suspendu à lui et de la commande hydraulique ainsi que du bati de support de l'outil supporté par cet arbre. la figure 3 est une coupe transversale de la commande hydraulique selon la ligne 3-3 de la figure 2; la figure 4 est une coupe partielle selon la ligne 4-4 de la figure 3; la figure 5 est une coupe partielle selon la ligne 5-5 de la figure 3; la figure 6 est une élévation latérale montrant le remplacement de la benne de la figure 1 par un jumelage de crochets, et la figure 7 est une élévation de face du dispositif de la figure 6. Sur les dessins, la référence 20 désigne la partie tractrice d'une grue dont la plate-forme tournante 21 supporte une flèche articulée 22. Un bras de godet 23 coulisse de façon réglable dans un support ou sabot 24 s'articulant en 25 avec la flèche. Un mécanisme 26 fixé à l'extrémité extérieure du bras de godet forme par son extrémité inférieure un élément presseur femelle entre les parois latérales espacées duquel s'ajustent certaines parties d'un plateau-presseur mâle 27, les bords inférieurs 18 en forme de L desdites parties latérales coopérant avec le dessus du plateau 27 en appuyant sur lui au cours d'une opération de "cavage". Le mécanisme 26 supporte le plateau 27 soit de façon serrée, soit de taçon la"che,au moyen d'un élément de raccordement souple 19 et d'une clavette 17 ( voir figure 1), et peut déterminer sa position angulaire. Les bords 18 de l'élê- ment presseur femelle peuvent entrer en contact avec le plateaupresseur par leur surface inférieure (position de suspension à angle droit représentée sur la figure 1), ou par leurs angles pour lui faire prendre à volonté toute position angulaire intermédiaire.Ce système de reccordement par plateau-presseur est décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique 0 57 910 déposée le 17 juillet 1970 par le Demandeur. le brevet précité NO 3 143 229 décrit ce système de support d'un plateau-presseur à un bras de godet, ainsi qu'un dispositif hydraulique rapprochant ou écartant une benne à demi-coquilles de l'extrémité inférieure du bras de godet en exerçant aur le plateau-presseur auquel la benne est suspendue une pression de "cavage". le dispositif représenté sur la figure l ci-après est identique. Un arbre orientable 28 fixé au plateau-presteur mssle 27 comporte une partie inférieure-de plus grand diamètre (voir figure 2) dans laquelle passent des conduits hydrauliques 29 et 30 se raccordant par leurs extrémités supérieures à des tuyaux souples 71 et 32, eux-mêmes reliés à des conduits hydrauliques du bras de godet, et par leurs parties inférieures à des tuyaux souples 33 et 34 reliés au dispositif d'actionnement hydraulique d'un outil, par exemple au vérin hydraulique 35 de la benne à demi-coquilles 36 représentée sur la figure l. D'autres tuyaux souples 37 et 38 prolongeant des conduits hydrauliques du bras de godet se raccordent aux extrémités supérieures de conduits 39 et 40 managés dans la partie supérieure de l'arbre 28, descendant dans cet arbre sur une courte distance puis s'orientant latéralement en 41 et 42 (voir également figure 3) pour communiquer avec la chambre annulaire 47 d'une commande hydraulique 44 entourant l'arbre 28. les conduites hydrauliques passant dans le'bras de godet sont reliés par des conduites hydrauli ques à une source appropriée de fluide sous pression, un distributeur de commande 16 étant installé dans la cabine de l'o- pérateur. La commande hydraulique 44 est constituée de deux blocs annulaires supérieur 45-et inférieur 46 tournant autour de l'arbre 28 sur des roulements à galets 47 et 48 dont l'étanchéité est assurée par des bagues d'étanchéité 49 et 50, 51 et 52. Une pièce annulaire d'espacement 53 sépare les blocs 45 et 46 qui sont maintenus assemblés de façon amovible par des vis 54 (voir figure 2), des bagues toriaues 55 et 56 assurant l'étanchéité entre la pièce 53 et les blocs supérieur et inférieur. Une palette ou aube 58 est fixée dans la chambre 43 de la commande hydraulique à l'arbre 28 par des vis 57 (voir figure 3), et une garniture 59 l'entoure pour assurer son étanchéité à l'égard des surfaces internes des blocs 45 et 46, de la pièce 53 et de l'arbre 28 (voir figures 2, 3 et 5). Cette aube comporte intérieurement deux conduits 60 et 61 situés de chaque côté de la garniture 59 et permettant le passage du fluide hydraulique. Cette aube 58 est fixe et le carter de la commande hydraulique tourne autour d'elle. Une autre aube 62 clavetée en 63 à la commande hydraulique tourne avec elle et est entourée d'un joint 64 qui assure son étanchéité à l'égard des blocs 45 et 46, de la pièce 53 et de l'arbre 28. Une pièce destinée à transmettre le couple part de la pièce d'espacement 53 (voir figure 7), et sa partie pendante 82 s'emporte dans une douille ou cuvette 81 montée sur le plateau moteur 70 d'un outil (par exemple la benne de la figure 1); ainsi, lorsqu'on fait tourner la commande hydraulique autour de l'arbre 28, elle détermine l'orientation de l'outil suspendu, en l'occurrence la benne 36. La partie inférieure de l'arbre 28 coulisse dans un manchon 67 supporté par des tiges 68 reliées aux parois latérales 69 du plateau moteur 70 de l'outil, le manchon pouvant ainsi tourner avec l'outil autour de l'arbre 28. Le plateau moteur 70 comporte une ouverture 71 garnie d'un coussinet dans lequel passe l'arbre 28. L'arbre comporte de préférence une partie saillants 72 prenant appui sur une rondelle 73 située au-dessus du plateau 70.Sous ce dernier, le diamètre de l'arbre 28 est légèrement plus faible, ce qui engendre un épaulement annulaire 7. Un écrou 75, de préférence du type à fixation rapide (voir demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 827 258 du 23 mai 1969 déposée par Roy Cmar Billngs ) maintient le plateau 70 de l'outil assemble à l'arbre de façon amovible avec interposition de la rondelle 66. L'utilisation de l'écrou à fixation rapide du type précité permet de le desserrer facilement et de l'écarter latéralement dans un plan parallèle au plateau 70, ce qui permet d'enlever par gravité ce dernier et l'outil qu'il supporte, par exemple la benne 36 en mème tramps que le manchon 67.Pendant cette opration, l'élément 82 destiné a' transmettre le couple de la commande hydraulique à la douille 81 se trouve automatiquement débranché. Les figures 6 et 7 montrent comment il est possible de remplacer la benne 36 par un jumelage de crochets. Le plateau moteur 170 du jumelage comporte des parois latérales pendantes 169 auxquelles le manchon 67 est fixé par les vis 68. Les crob chets 77 sont accrochés et coulissent dans des pièces semi-circulaires 76 pendues aux cotés opposés de la partie inférieure du plateau 170. Ces crochets peuvent servir à supporter n'importe quel outil, et lorsque le fonctionnement de ce dernier est hy hydraulique, les tuyaux souples 33 et 34 venant du manchon 67 peuvent ëtre reliés de façon amovible au dispositif d'actionnement hydraulique de l'outil.Le jumelage de crochets permet donc de supporter et d'orienter un outil quelconque qu'il est également possible d'alimenter en liquide hydraulique sans risquer d'enchevètrer les tuyaux hydrauliques pendant l'orientation de l'outil. La figure 2 permet de voir que le manchon 67 comporte des conduits annulaires 76 et 79 communiquant d'une part avec les branches de sortie des conduits 29 et 30 quelle que soit l'orienta- tion de l'ensemble et d'autre part avec les embouts reliés aux tuyaux souples 33 et 34. Des bagues d'étanchéité 80 entourent la partie inférieure de l'arbre 28 dans le manchon 67. En fonctionnement, lorsque l'outil est suspendu dans une position angulaire déterminée par rapport au bras de godet cette position pouvant être soit à angle droit comme dans la figure 1, soit dans le prolongement du bras de godet, soit intermédiaire par rapport à ces positions extrêmes), si lZopérateur installé dans la cabine 20 désire orienter l'outil, il lui suffit de faire fonctionner le distributeur de commande 16 relié par les conduites hydrauliques 15 du bras de godet 23 et les conduites 40, F2 à la chambre 43 de la commande hydraulique (figure 3). Le fluide hydraulique sous pression agit sur l'aube 62 et fait tourner sinistrorsum le carter de la commande jusqu'à ce que l'aube 62 atteigne la position indiquée en traits mixtes sur la figure 3. Pour faire tourner la commande en sens contraire, l'o- pérateur inverse le sens d'écoulement du fluide hydraulique qui sort des conduites 39, 41 de l'autre coté de l'aube fixe 58 et fait tourner dextrorsum l'aube 62 et le carter de la commande auquel elle est fixée. Quand l'aube mobile 62 se trouve dans la position en traits mixtes de la figure 3 et quand le fluide hydraulique sous pression arrivant par le conduit 41 déclenche la rotation dextrorsum, une certaine partie de ce fluide passe par le conduit 61 de l'aube fixe 58 pour atteindre un endroit où il peut agir sur l'autre cOté de l'aube 62 et assurer le démarrage rapide de son mouvement rotatif. Le conduit 60 de l'aube fixe 58 assume la même fonction dans le sens de rotation sinistrorsum.Les coins de l'aube fixe 58 sont chanfreinés afin de permettre au fluide hydraulique d'agir plus efficacement sur l'aube mobile. Cette dernière, 62, comporte des parties plates 62' qui viennent buter sur l'aube fixe 58 en fin de mouvement, comme le montre la position en traits mixtes de la tigure 3. Le mouvement rotatif est possible sur 360C environ, seule la largeur de l'aube 58 étant à déduire. Cette rotation du carter de la commande hydraulique détermine le mouvement d'orientation des plateaux moteurs 70 ou 170 autour de l'arbre 28 par l'interm6- diaire de la transmission de couple amovible 81, 82. Ce mouvement d'orientation permet de mieux diriger l'outil, par exemple la benne à demi-coquilles, et de l'orien- ter de façon plus précise et efficace. On se rend compte également que ce dispositif nouveau dans lequel la commande tourne autour d'un arbre dans lequel sont ménagés les conduits hydrau ligues permet d'alimenter cette commande en fluide hydraulique et/la faire tourner en évitant le risque d'enchevêtrement créé par des tuyaux hydrauliques souples et pendants. Les conduits hydrauliques de l'arbre orientable permettent en outre d'alimenter à volonté en fluide hydraulique toute espèce d'outils ou d'équipementsmontés sur la grue ou la pelle mécanique, par exemple la benne hydraulique 36 à demi-coquilles de la figure 1. Si l'on remplace la benne 36 par le jumelage de crochets des figures 6 et 7, il est possible de suspendre à ces crochets une grande diversité d'équipements en gardant l'assurance qu'ils ne se balanceront pas. La suspension des disposi tifs à des grues à cables entraîne toujours des difficultés. Avec la présente invention, il n'est pas nécessaire d'utiliser de câ- ble pour guider l'outil suspendu. Le dispositif d'assemblage rapide du jumelage de crochets à l'arbre orientable permet de faire commander l'orientation du premier par un opérateur installé dans la cabine. Ce dispositif perfectionné permet d'orienter la charge à volonté puis de la maintenir fixe en appliquant le plateau-presseur male contre l'extrémité du bras de godet, comme le décrit complètement le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique na 3 143 229 et comme représenté sur la figure 1. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre.. REVENDICATIONS 1 - Grue caractérisée en ce qu'elle comporte un organe allongé de support relié par une de ses extrémités à un arbre orientable autour duquel un carter contenant un dispositif d'ac- tionnement effectue un mouvement rotatif d'orientation sous l'action d'un mécanisme, et un support pivotant relié audit dispositif par une transmission et maintenant un outil sur l'ar bre en dessous de ce dispositif qui entraîne ainsi l'outil dans son mouvement d'orientation, ledit arbre transmettant les efforts depuis ledit organe allongé Jusqu'à l'outil. 2 - Grue selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support pivotant est monté de façon amovible sur l'arbre et peut en être séparé par un mouvement axial. 3 - Grue selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite transmission peut autre débranchée par un mouvement parallèle à l'axe de l'arbre. 4 - Grue selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite transmission se débranche lorsqu'on sépare de arbre le dispositif pivotant par un mouvement parallèle à l'axe de cet arbre. 5 - Grue selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit dispositif est entraîné par un fluide hydraulique parvenant à lui par des conduits internes dudit arbre. 6 - Grue selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit dispositif comporte une chambre annulaire entourant l'arbre et contenant d'une part une aube fixe partant latéralement de l'arbre et obstruant la chambre radialement, et d'autre part une aube mobile reliée audit carter et tournant avec lui autour dudit arbre sous l'action du fluide hydraulique. 7 - Grue selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'outil est une benne à demi-coquilles. 8 - Grue selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit organe allongé est un bras de godet. 9 - Grue selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'outil est un jumelage de crochets. 10 - Grue selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'outil contient un dispositif hydraulique alimenté en fluide hydraulique par un ensemble comportant des conduits pas sant à l'intérieur dudit arbre. 11 - Grue selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit dispositif comporte une chambre annulaire entourant l'arbre et contenant d'une part une aube fixe partant latéralement de l'arbre et obstruant la chambre radialement et,d'autre part, une aube mobile reliée audit carter et tournant avec lui, ledit mécanisme étant constitué d'éléments permettant de faire arriver le fluide hydraulique dans ladite chambre soit d'un côté, soit de l'autre de l'aube fixe pour faire tourner l'aube mobile et donc le dispositif d'actionnement soit dans un sens,soit dans l'autre. 12 - Grue selon la revendication 1, caractérisée en ce que la liaison entre l'organe allongé de support et l'arbre orientable est assurée par un plateau-presseur fixé à l'extrémité supérieure dudit arbre et monté de manière à entrer en contact compressif avec une extrémités dudit organe en cours de fonctionnement, ledit arbre transmettant ainsi les efforts entre ledit organe et l'outil. if - Appareil pour grue ou engin analogue caractérisé en ce qu'il est constitué d'un arbre orientable non rotatif autour duquel tourne un carter contenant un mécanisme d'actionnement, d'un dispositif supporté par l'arbre et effectuant un mouvement tournant d'orientation autour de lui, d'une transmission reliant ledit mécanisme audit dispositif, et d'un système d'entrainement dudit mécanisme. 14 - Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit carter comporte une chambre annulaire entourant l'arbre et contenant d'une part une aube fixe partant latéralement de l'arbre et obstruant la chambre radialement et d'autre part une aube mobile reliée audit carter et tournant avec lui, des éléments permettant au fluide hydraulique de pénétrer dans la chambre d'un côté ou de l'autre de l'aube fixe pour agir sur l'aube mobile et la faire tourner autour de l'arbre soit dans un sens soit dans l'autre en entraînant ledit mécanisme. 15 - Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits éléments sont constitués de conduits hydrauliques ménagés dans ledit arbre et comportant des embranchements communiquant avec ladite chambre.