Brevet FR2210731A1 — publié le 19740712

L'invention est relative à un dispositif d'accouple- ment à rotule de type semi-automatique, notamment pour l'accrochage d'une remorque légère à un véhicule tracteur. Elle concerne plus particulièrement, parmi les dispositifs du genre en quetion, ceux comportant une rotule sphérique, notamment solidaire d'un véhicule tracteur, une tête d'accrochage, notamment solidaire d'une remorque, et dans laquelle est ménagée une cage de rotule, un levier d'ouverture pivotant articulé sur la tête d'accrochage et un organe de blocage escamotable par pivotement sous l'action du levier d'ouverture. Elle concerne plus particulièrement encore un dispositif de ce genre dans lequel le plan horizontal de l'axe de rotation de l'organe de blocage est situé au-dessous du plan horizontal du centre de la rotule, comme par exemple le dispositif décrit dans le Brevet Français NO 1.465.799. Dans l'un des apodes de réalisation décrits dans ce Brevet Français, le blocage de la rotule est assuré par une sur f-ce profilée sur laquelle agit lé levier d'ouverture, mais, bien qu'un dispositif de rattrapage des jeux par ressort taré soit prévu, certains défauts d'usinage pratiquement inévitables ainsi que l'usure progressive de la rotule et de la cage de rotule peuvent provoquer des grippages qui peuvent à la limite rendre inutilisable le dispositif d'accouplement. La présente invention a pour but, surtout, de proposer un nouveau dispositif d'accouplement à rotule qui permette de paW lier les inconvénients précédents en offrant une grande sécurité de fonctionnement et un rattrapage automatique des jeux, quels que soierlt les défauts d'usinage ou l'état d'usure de la rotule et/ou de la cage à rotule. Suivant l'invention, un dispositif d'accouplement à rotule du genre en question se caractérise en ce que l'organe de blocage est constitué par un axe rotatif, actionné par le levier d'ouverture, monté flottant dans la tête d'accrochage, et dans lequel sont ménagés un premier fraisage sphérique permettant le dégagement de la rotule à l'ouverture de la tête d'accrochage sous l'action du levier d'ouverture et un second fraisage sphérique constituant une surface de maintien et de blocage de la ro tulq dans la cage de rotule en position fernée du levier d'ouverture, au moins un système de sécurité étant en outre prévu et fe;r:ctionna;lt en position fernée dudit levier. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit axe rotatif peut être solidaire d'une came extérieure à la tête d'accrochage et portant deux tétons susceitibles de coopérer avec deux faces opposées d'au moins un bras du levier d'ouverture. L'une des arêtes au moins de ladite came peut être susceptible de venir s'appuyer sur une butée portée par la tête d'accrochage, ladite butée définissant une position limite du levier d'ouverture lorsque la rotule a été dégagée de la cage à rotule. Ledit axe rotatif peut être monté flottant dans la tête d'accrochage par l'intermédiaire de deux bagues en un matériau anti-vibratoire, de grande résistance de structure et de haute élasticité, capable de supporter des contraintes mécaniques élevées et résistant à l'abrasion, au déchirement et à la propagation de l'entaille, notamment en un élastomère de syatSisequi peut être avantageusement le "Vuikollan". Lesdits fraisages sphériques peuvent être disposés à 900 sur ledit axe rotatif et ils peuvent être de même rayon, mais le premier fraisage peut être plus profond que le second; par exemple le centre de la surface sphérique du premier fraisage peut être plus rapproché de l'axe de rotation dudit axe rotatif que celui de la surface sphérique du second fraisage. La distance verticale entre le plan horizontal de l'axe de rotation dudit axe rotatif et le plan horizontal du centre de la rotule peut être comprise entre 0 et 20 % du diamètre de la rotule, et-l'angle entre le plan horizontal du centre de la rotule et le plan qui contient l'axe de rotation dudit axe rotatif et le centre de la rotule, angle qui est fonction de ladite distance verticale, peut être compris entre 0 et 220. Le dispositif suivant l'invention peut être muni d'un système de sécurité constitué par au moins un ressort qui sollicite ledit levier d'ouverture vers sa position fermée. Il peut par exemple Entre constitué par deux ressorts hélicoldaux enroulés autour de l'axe d'articulation dudit levier d'ouverture, chacun de ces ressorts ayant une extrémité qui s'appuie sur la tête d'accrochage et une ex rémité opposée qui traverse un orifice ménagé dans-l'un des bras dudit levier. Le dispositif suivant l'invention peut également être muni d'un système de sécurité constitué par un p ston coulissant dahs un alésage transversal de la tête d'accrochage et sollicité par un ressort vers l'extérieur pour bloquer l'un des bras du levier d'ouverture lorsque celui-ci est en position fermée, de ma nière à l'empêcher de s'ouvrir. Ledit piston peut avantageusement être solidaire d'un téton à tête molletée perpendiculaire au pis ton, ledit téton traversant une encoche transversale ménage dans la tête d'accrochage et ladite tête molletée était à l'extérieur de la tete "accrochage. Le dispositif suivant l'invention peut encore être mu ni d'un système de sécurité constitué par une serrure qui verrouil le la came sur la tête- d'accrochage, ladite serrure pouvant être avantageusement une serrure à barillet dont le barillet traverse un orifice de la carne et se prolonge dans la tête d'accrochage, ledit barillet pouvant rester en place dans la came et la tête d'accrochage en position fermée du levier d'ouvcrture, tandis que la clé de ladite serrure peut être enlevée. On va décrire ci-après, à titre d'exemple non limita tif et en référence aux dessins annexés, un ode de réalisation préféré d'un dispositif d'accouplement à rotule conforme à l'invention. Aux dessins annexés - la figure 1 est une vue de c8té d'un dispositif d'accouplement conforme à l'invention dunt le levier d'ouverture est en position fermée, - la figure 2 est une vue e; coupe horizontale II-II de la figure 1, la rotule étant supposée enlevée, - la figure 3 est une vue e coupe verticale III-III de la figure 2, la rotule étant représenQée en place mais non-coupée, - la figure 4 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1, - la figure 5 est une vue de détail agrandie de l'axe rotatif et de la came du dispositif de la figure 1, - la figure 6 est une vue en coupe verticale VI-VI de la figure 5, - la figure 7 e t une vue de dé-vail agrandie de la came du dispo sitif de la fi ure 1, - la figure o est une vue de coté semblable à la figure 1, mais dans laquelle le levier d'ouverture est en position ouverte, - et la fi: :ure 9 est une vue de côté semblable aux figures i et 8, 5 as dans laquelle le levier d'ouverture est dans sa position limite, la rotule ayant été dégagée de la cage à rotule. Colle on le voit sur ces figures le dispositif d'accouplement à rotule suivant l'invention comporte : une rotule sphérique 11 dont e pied 13 portant un pas de vis 15 peut être vissé sur un support de rotule non représenté, lui-même fixé à une fer rud'attelage portée rar un véhicule tracteur; une tête d'accrochage 17 dot un alésage axial 19 peut être fixé sur un barreau coulissent non-représenté, lui-même introduit dans un boitier e fixation porté par une remorque; un levier pivotant d'ouverture 21 articulé autour- d'un axe 23 sur la tête d'accrochage 17; et un organe de blocage constitué par un axe rotatif 25 actionné par le levier d'ouverture 21.Dans la tête d'accrochage -17 est ménagée une cage de rctule sphérique 27. Commue on le voit aux figures 1 et 6, ie plan hori.ontal 29 de l'axe de rotation 31 de l'axe rotatif 25 est situé au-dessous du plan horizontal 33 du centre 35 de la rctule, à une distance avantageusement comprise entre O et 20 % -du diar;wètre de la rotule 11, ici 10 mm. On voit également que le plan passant par le centre 35 de la rotule t contenant-l'axe 31 fait avec le plan horizontal 33 un angle X, qui dépend de la distance y et est avantateusement compris entre 0 et 220, ici 180. Comme on le voit aux figures 5 et 6, l'axe rotatif 25 est découpé par deux fraisages sphériques disposés à 900 et d'-un même rayon de 25 mm dans l'exemple représente, où la rotule 11 a un diamètre de 50 mm et l'axe rotatif 25 un diamètre de 10 mm, le plus grand 37 de ces frai sages permet le dégagement de la rotule à l'ouverture de la tête d'accrochage, et le plus petit 39 constitue une surface de maintien et de blocage de la rotul-e 11 dans la cage de rotule 27 en position fermée de la tête d'accrochaFe (figures 1 et 3). Comme on le voit à la figure 2, l'axe rotatif 25 est monté flottant dans la tête d'accrochage 17 par l'intermédiaire de deux bagues 41 et 43 en "Vulkollan" qui permettent le rattrapage automatique de l'usure de la rotule 11 ou de la cage de rotule 27 en forçant de façon permanente l'axe rotatif 25 à s'appliquer sur la rotule 11 par sa surface alésée 39, ce qui assure le position neent angulaire parfait de la rotule 11 en évitant tout blocage ou grippale de l'accouplement.En effet, la grande résistance de structure du "Vulkollan", qui est un élastomère de synthèse, alliée à une autre élasticité en font un matériau antivibratoire excellent, capable de supporter d'importantes contraintes mécaniques et de résister remarquablement a l'abrasion, au déchirement et à la propagation de l'entaille. En particulier, le "Vulkollan" accuse l'usure absolue la plus faible de tous les matériaux connus et, en cas d'efforts e milieu humide, il se caractérise par une très grande inertie chimique vis-à-vis de la plupart des hydrocar bures et es huiles. Comme on le voit plus particulièrement aux figures 5 et 7, l'axe rotatif 25 est solidaire d'une came 45 en forme de plaque approximativement triangulaire. Le sommet inférieur de la came 4a est arrondi selon un cercle centré sur l'axe de rotation 31 de l'axe rotatif 25. Â proximité des deux autres sommets de la came 45 sont fixés deux tétons 47 et 49 dirigés vers l'extérieur et dont le r81e sera défini ci-après. Un orifice 51 est en outre percé dans la came 45 afin de permettre le passage du barillet 53 de la serrure 5j (figure 4). Comme on le voit aux figures 1,2 et 4, la came 45 est entièrement située à l'extérieur de la tête d'accrochage 17. Comme on le voit aux figures 1 et 4, le levier d'ouverture 21 se compose de deux bras 57 et 59 reliés entre eux par une poignée de préhension 61. Les bras 57 et 59 sont articulés autour de l'axe 23 qui traverse deux pattes telles que 63 portées par la tête d'accrochage 17 (figures 1 et 3). Deux boulons 65 et 67 sont vissés sur les deux extrémités filetées de l'axe 23 qu'ils maintiennent en place latéralement. L'axe 23 tourne librement dans les pattes 63 et porte deux ressorts hélicoidaux 69 et 71 qui sollicitent le levier 21 vers sa position fermée, ou position basse (figure 4).Les extrémités 69a et 71a des ressorts 69 et 71 s'appuient sur la surface externe inférieure de la tête d'accrochage 17 (figure 3) tandis que leurs extrémités 69b et 71b traversent un orifice 73 du bras correspondant du levier 21 et sont recourbées au-del?i de cet orifice sur la surface latérale de ce bras (figures 3 et 4). La présence des deux ressorts 69 et 71 assure qu'en cas de rupture de l'un d'eux le levier 21 continue d'être sollicité vers sa osition basse évitant ainsi son ouverture inopinée. Le bras 57 du levier 21 passe entre les totons 47 et 49 de la came 45 et peut donc actionner celle-ci, dans le sens des aiguilles d'une montre en aT > puyant vers le bas sur le téton 47, et dans le sens contraire en appuyant vers le haut sur le téton 49, permettant ainsi à l'axe rotatif 25 d'adopter deux positions : une position de fermeture (figure 1) où le levier 21 est en position baste et le petit alésage sphérique 39 au contact de la rotiile 11 placée dans la cage de rotule 27, assurant ainsi l'accouplement; et une position d'ouverture (figure 8) où le levier 21 est en position haute et le grand alésage sphérique 37 en face de la rotule dnt il permet le dégagement hors de la cage de rotule 27. Il existe en outre une troisième position (figure 9) où le levier est en position limite basse et où la came 45 s'appuie sur une butée 73 de la tête d'accrochage 17, position qu'adopte le levier 21 sous l'action des ressorts 69 et 71 lorsqu'il n'y a pas de rotule engagée dans la cage de rotule. Le dispositif d'accouplement suivant l'invention possède en autre un certain nombre de systèmes de sécurité. Un premier système de sécurité est constitué par les ressorts 59 et 71 qui sollicitent le levier 21 vers sa position basse et perlsettent au petit alésage sphérique 39 de s 'appuyer sur la surface de la rotule 1 1 (figure 1). Un deuxième système de sécurité est constitué par un piston 75 coulissant dans un alésage transversal 77 de la tête d'accrochage 17 et sollicité vers l'extérieur par un ressort héli cotidal 79, logé dans l'alésage 77 sous le piston 75, de manière à bloquer le bras 59 du levier 21 en position basse lorsque le piston est laisé libre~d'émerger de la surface de la tête d'accrochage 17 (figure 4). Pour permettre l'effacement du piston 75, afin de laisser passer le bras 59 dans un sens ou dans l'autre, le piston 75 est solidaire d'un téton 81 à tête molletée 83 (figures 3 et 4). Le téton 81 traverse une encoche transversale 84 ménagée dans latête d'accrochage 17 et sa tête molletée 83 est située à l'extérieur de la tête d'accrochage 17.Par simple pression du doigt sur la tête molletée 83 dans le sens qui comprime le ressort 79, on peut ainsi effacer le piston 75 et permettre le déplacement du levier 21 vers le haut ou vers le bas. Lorsqu'on relache la pression du doigt sur la tête molletée 83, le piston 75 reprend automatiquement sa position émergée et, dans le cas ou le bras 59 du levier 21 se trouve au-dessous de lui (figure 4), bloque le levier 21 en position basse. Un troisième système de sécurité est constitué par une serrure 55 (figure 4) qui verrouille la came 45 sur la tête d'accrochage 17 en position basse du levier 21. La serrure 55 est une serrure à barillet dont le barillet 53 traverse l'orifice 51 de la came 45 (figures 5 et 7) et se prolonge dans la tête d'accrochage 17. Le barillet 53 reste en place dans la came 45 et la tête d'accrochage 17 lorsque la serrure 55 est fermée, tandis que la clé 85 de la serrure 55 peut être enlevée (figure 4). Le fonctionnement du dispositif d'accouplement de l'invention est très simple. Pour accrocher une remorque à un véhicule tracteur, il suffit de s'assurer tout d'abord de l'absence du barillet 53 dans la serrure 55, d'exercer une pression sur la tête molletée 83 pour efface le piston 75, de soulever le levier 21 dans sa position haute de la figure , d'introduire la rotule 11 dans la cage de rotule 27, de lacher le levier 21 en conttiuant d'exercer la pression sur la tête nolletée 3, de relacer cette pression en libérant le piston de blocage 75, enfin d'introduire le barillet 53 et sa clé o5 dans la serrure vD, de verrouiller celle-ci et de retirer la clé 85; l'accouplement est prêt à fonctionner (figure î). Pour décrocher la remorque, il suffit de faire les opérations inverses en déverrouillant la serrure 55 et en enlevant le barillet 53, puis en effaçant le piston 75, en soulevant le levier 21, ce qui libère la rotule 11 que l'on dégage (figure 8), puis en relâchant le levier 21 - piston 75 toujours effacé - qui vivent aloi s'appuyer sur la butée 73 (figure 9), enfin en libérant le piston 75. Le dispositif d'accouplement semi-automatique confor me ì l'invention, lorsqu'il est fixé au timon d'une remorque légère d'un poids allant jusqu'à 3500 kg, permet son accrochage derrière un véhicule trrcteur équipé d'une rotule. Cette rotule se trouve alors prise dans une cage de rotule qui ne teriaet aucun blocage ni aucun grippage grâce aux surfaces avant et arrière qui enveloppent cette rotule. Le verrouillage par l'axe rotatif empê -che la rotule de s'échapper en effort vertical, grâce à la position de cet axe au-desous du plan horizontal de la rotule. Les jeux qui pourraient açparaitre du fit cie l'usure de la rotule ou de la ca--e de rotule sont automatiquement rattrapés par le montage flottant de l'axe rotatif dans la tête d'accrochage qui force cet axe venir s'a pliquer de façon permanente sur la rotule par son petit fraisage sphérique. Les trois système de sécurité empê chent en outre définitivement toute ouverture inopinée du dispo sitif d'accouplement en cours de fonctionnement. bien entendu, ainsi qu'il résulte d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite as au mode de réalisation décrit egreprésenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple indica- tif et nullement limitatif; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. RIDVBDICATICiS 7 - Dispositif d'accouplement à rotule d type semi autcratique, du genre comportant une rotule sphé ique notamment solidaire d'un véhicule tracteur, une tête d'accrochage notamment solidaire d'une remorque et dans laquelle est ménagée une cage de rotule, un levier d'ouverture pivotant articulé sur la tête d'accrochage, et un organe de blocage constitué par un axe rotatif escamotable par pivotement sous l'action du levier d'ouverture, et dans lequel le plan horizontal de l'axe de rotation de-l'or bne de blocage est situé au-dessous du plan horizontal du centre de la rotule, au moins un systée de sécurité étant en outre prévu et fonctionnant -en position fermée dudit levier, et caractérisé en ce que l'axe rotatif est monté flottant dans la tête d'accrochage et présente deux fraisages sphériques concaves vers l'extérieur, de même rayon, dont l'un est plus profond que l'au- tre et permet le dégagement de la rotule à l'ouverture de la tête d'accrochage sous l'action du levier d'ouverture tandis que le second fraisas sphérique constitue uné surface de maintien et de blocage de la rotule dans la cage de rotule en position fermée du levier d'ouverture, que ce levier est pivoté entre des pattes solidaires de la tête d'accrochage par le moyen d'un axe situé au-dessous de cette tête, et que l'axe rotatif est solidaire d'une came extérieure à la tête d'accrochage et portant deux tétons susceptibles de coopérer avec deux faces opposées d'au moins un bras du levier d'ouverture. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des arêtes au moins de la came est susceptible de venir s'appuyer sur une butée portée par la tête d'accrochage et qui définit une position limite du levier d'ouverture lorsque la rotule a été dégagée de la cage à rotule. 3 - Dispositif suivant l'une des reyendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'aie rotatif est monté flottant dans tête d'accrochage par l'intermédiaire de deux bagues en un matériau anti-vibratoire, de grande résistance de structure et de haute élasticité, capable de supporter des contraintes mécaniques élevées et résistant à l'abrasion, au déchirement et à la propagation de l'entaille, notamment en un élastomère de synthèse. 4 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé -en ce que ledit matériau est du "Vulkollan". 5 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les fraisages sphériques sont disposés à 900 sur l'axe rotatif. 6 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le centre de la surface sphérique du premier fraisage est plus rapproché de l'axe de rotation de l'axe rotatif que celui de la surface sphérique du second fraisage. 7 - Dispositif suivant l'une des revendications I à 6, caractérisé en ce que la distance verticale entre le plan horizontal de l'axe de rotation de l'axe rotatif et le plan horizontal du centre de la rotule est comprise entre 0 et 20 ?jc du diamètre de la rotule. 8 - Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'angle entre le plan horizontal du centre de la rotule et le plan qui contient l'axe de rotation de l'axe rotatif et le centre de la rotule est compris entre 0 et 220. 9 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est muni d'un système de sécurité constitué par deux ressorts hélicoldaux enroulés autour de l'axe d'articulation du levier d'ouverture, chacun de ces ressorts ayant une extrémité qui s'appuie sur la tête d'accrochage et une extrémité opposée qui traverse uIi orifice ménagé dans l'un des bras dudit levier. 1C - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est muni d'un système de sécurité constitué par un piston coulissant dans un alésage transversal de la tête d'accrochage, sollicité par un ressort vers l'extérieur pour bloquer l'un des bras du levier d'ouverture lorsque celui-ci est en position fermée, de manière à l'empêcher de s'ouvrir, et solidaire d'p téton à tête molletée perpendiculaire au piston, et qui traverse une enccche transversale ménagée dans la tête d'accrochage, ladite tête moletée étant à l'extérieur de la tete d'accrochage. 11 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est muni d'un système de sécurité constitué par une serrure à barillet qui verrouille la came sur la tête d'accrochage et dont le barillet traverse un orifice de la came, se prolonge dans la tête d'accrochage, et peut rester en place dans la came et la tête d'accrochage en position fermée du levier d'ouverture,tandis que la clé de ladite serrure peut être enlevée.