Brevet FR2339712A1 — publié le 19770826

L'invention a pour objet un dispositif destiné à actionner les outils des machines de terrassement et analogues, ctest-à-dire un ensemble d'organes installés sur la machine pour imposer des mouvements de rotation et/ou des mouvements de translation ou autres à ces outils par rapport à leur point d'attaque sur ladite machine ou sur son bras. Cette machine peut servir à déplacer de la terre ou d'autres matériaux, y compris le bois. L'état de la technique antérieur à la présente demande se distingue par des outils qui sont commandés et actionnés hydrauliquement pour exécuter soit uniquement un mouvement de rotation, soit uniquement un mouvement de translation, comme les bennes ou cuillers de pelles mécaniques ou de finition et les bennes à deux coques articulées.Il existe aussi des outils agencés pour exécuter les deux susdits mouvements ainsi que d'autres et tels que les outils suivants : bennes preneuses à rotationtrovoquée par un moteur hydraulique installé sur ltoutil; bennes de finition des canaux ou talus, orientées par un vérin hydraulique monté sur l'outil; bennes équipées d'une barre faucheuse dont le déplacement destiné à remplir la cuiller est provoqué aussi par un vérin hydraulique; pinces à saisir et à déplacer des masses, orientables à l'aide dtun moteur hydraulique installé sur l'outil; pinces à grumes pouvant être ouvertes 31'aide d'un vérin et déplacées en rotation à l'aide d'un moteur hydraulique.De tels outils ne peuvent être ins- tallés que sur des machines équipées d'un. circuit hydraulique pour la commande de chaque mouvement. Cet état de la technique présente certains défauts et inconvénients dus au fait que les outils dotés d'un seul mouvement ne peuvent satisfaire aux multiples exigences actuelles des chantiers tandis que les outils usuels dotés de deux ou plusieurs mouvements sont excessivement coûteux en raison de la nécessité où l'on se trouve d'adopter une installation hydraulique auxiliaire et aussi en raison des difficultés liées à l'implantation des divers composants et des canalisations correspondantes, sur des machines non conçues à l'origine pour une telle installation. En outre une telle installation auxiliaire détermine un déséquilibre dans la centrale hydraulique de la machine.Enfin, même dans le cas d'une machine conçue à l'origine pour une telle installation, on constate comme inconvénients un grand encombrement dû à cette installation ainsi que la vulnérabilité des canalisations y relatives, spécialement dans les cas où ces canalisations courent le long de bras articulés. De tels défauts et inconvénients exigent que soit apportée une solution au problème technique consistant à trouver un dispositif très simple, économique, non encombrant, pouvant aussi être actionné manuellement en cas d'avarie, non lié à la structure de la machine, capable d'être adapté aussi bien sur les machines encore à construire que sur celles déjà en fonctionnement, sans nécessiter un dessin particulier ou une modification quelconque pour l'installation hydraulique de la machine et sans avoir d'influence défavorable sur la structure et sur les possibilités de fonctionnement de cette machine.Tout ceci a pour but d'obtenir deux ou plusieurs mouvements automatiques qui permettent d'utiliser de la façon la plus adéquate les outils susindiqués ainsi que d'autres,mêmeFur des machines dans lesquelles l'utilisation de tels outils n'était par prévue et on devait donc recourir soit à un actionnement manuel pour les manoeuvres autres que celles du mouvement normal de travail de l'outil, soit à des installations auxiliaires. L'invention résout complètement et à titre principal le nouveau problème technique exposé ci-dessus par adoption d'un commutateur électrique apte/commander un distributeur hydraulique à tiroir installé sur l'outil pour dévier le courant d'huile en vue d'obtenir deux mouvements dudit outil. Ce commutateur électrique est installé dans la cabine, à portée de main de l'opérateur, avec la commande du distributeur hydraulique qui alimente le circuit dudit outil. Le distributeur installé sur l'outil est fixé au corps de celui-ci, immédiatement en aval de son point d'articulation avec la structure de la machine, et il est muni de bobines pour déplacer son tiroir de distribution. Ces bobines sont alimentées par des câbles électriques fins qui peuvent être installés facilement et qui sont reliés à la batterie électrique de la machine et interrompus par ledit commutateur.Dans le cas d'outils dotés de plus de deux mouvements, il est installé autant de commutateurs électriques et autant de distributeurs hydrauliques, du type à trois voies, qu'il y a de mouvements, moins un. En d'autre termes, n étant le nombre des mouvements que l'outil doit exécuter, le dispositif comprend n - 1 commutateurs électriques installés au poste de manoeuvre pour commander autant de distributeurs ou diviseurs de flux à trois voies, qui sont agencés pour régler le courant d'huile destiné à déterminer lesdits mouvements et qui sont installés en série sur l'ossature de l'outil, en avale sa zone d'articulation sur la machine ou sur un bras de celle-ci. Dans le poste de manoeuvre, il est installé à portée de main de l'opérateur, n commandes à leviers, à bouton-poussoir ou autres, dont 1 pour commander le distributeur qui fait sortir l'huile du circuit hydraulique proprement dit de la machine, vers les canalisations d'alimentation des n - 1 distributeurs ou diviseurs à trois voies, et n - 1 pour commander les n - 1 commutateurs électriques. Le distributeur de flux à trois voies est constitué par un corps à deux chambres d'entrée et quatre chambres de sortie, qui sont convenablement mises en communication par un tiroir à trois portées reliées par une tige, les deux extrémités de cette tige étant en contact avec les extrémités intérieures des noyaux mobiles de deux bobines alignées et opposées, ces noyaux se déplaçant alternativement vers l'extérieur. Enfin, le dispositif comporte, en amont du moteur, rotatif ou non, un régulateur de débit qui est monté sur la canalisation provenant du dikributeur ou diviseur de ilux à trois voies.- Un mode de réalisation de l'invention, dans le cas d'un outil à deux mouvements, est représenté, à titre purement indicatif, aux dessins schématiques annexés. La fig.1 montre en coupe un distributeur hydraulique à intercaler dans la structure de l'outil utilisateur. La fig.2 montre de face un exemple d'outil utilisateur, muni du dispositif conforme à l'invention. La fig.3 montre, à plus grande échelle, un détail de la partie de l'outil dans laquelle est intercalé le distributeur du dispositif. La fig.4 montre, en perspective, la partie de la machine où se fait la manoeuvre de l'opérateur pour actionner le commutateur qui détermine la rotation et/ou le déploiement de l'outil. La fig.5 représente le schéma des circuits hydraulique et électrique relatifs à l'invention. La fig.1 représente en 1 le corps d'un distributeur hydraulique à trois voies (la référence 1 étant aussi utilisée ciaprès pour désigner le distributeur lui-même) dans lequel peut coulisser un tiroir 5 muni de portées cylindriques 2, 3 et 4. Ce distributeur comporte deux bobines 6 et 7 munies respectivement de noyaux mobiles 8 et 9. Ces noyaux servent à actionner le tiroir 5 dans un sens et dans l'autre, au besoin manuellement en cas d'avarie à l'installation électrique. Les bobines 6 et 7 sont logées dans des boîtiers de protection 10 et 11. Le corps 1 est percé de chambres 12, 13, 14, 15, 16 et 17. Des canalisations d'alimentation et d'échappement 18 et 19 relient le distributeur au circuit hydraulique de la machine. Deux canalisations 20 et 21 servent à envoyer l'huile à un vérin 29 (voir fig.2 et 5) pour commander le déploiement de l'outil de la machine.Deux canalisations 22 et 23, analogues aux canalisations 20 et 21, coxmunlqu nt avec un moteur hydraulique 26 (voir fig.2, 3 et 5) qui détermine la rotation de l'outil. Deux câbles électriques 24 et 25 servent à alimenter respectivement les bobines 6 et 7. Comme le montre la fig.2, le moteur hydraulique 26 sert à faire tourner une couronne dentée qui est logée dans un carter 27 (voir aussi la fig.3) et solidaire de l'ossature 28 de l'outil. A cette ossature 28 est fixée la tige de piston 45 (voir fig.5) du vérin 29 qui, par son déplacement axial, provoque ltouverture et la fermeture des coquilles 30, 31 ou autres organes de préhension de la benne preneuse, à l'aide de bras latéraux 32,33. Une fourche 34 permet d'attacher l'outil à l'extrémité de l'un des bras 39 (voir fig.4) de la machine, telle qu'une excavatrice. Un frein 35 sert à limiter les oscillations de l'outil sur son articulation 36. A l'aide de vis (non montrées), le distributeur 1 est fixé à un support 37 qui relie l'articulation 36 au corps supérieur 38 de l'outil (voir aussi la fig.3), le carter 27 étant centré sur ce corps 38. Les fig.2 et 3 font encore apparaître les boîtiers de protection 10 et Il et les canalisations 18 et 19. La fig.3 montre encore le distributeur 1 avec l'un des noyaux 8, les canalisations 20 à 23 et les câbles 24 et 25. Comme le montre la fig.4, le bras 39 de la machine est ar ticulé à un autre bras porteur 40 qui est supporté par le châssis de la machine. A ce châssis est fixée une cabine 41 dans laquelle l'opérateur peut manoeuvrer des leviers 42 et 43. Ces leviers servent à actionner respectivement un commutateur électrique d'où partent respectivement les câbles 24 et 25 des bobines 6 et 7 et des moyens permettant d'admettre de l'huile dans les canalisations d'entrée 18 et 19 du distributeur 1. Comme le montre la fig.5, le levier 43 agit sur le tiroir distributeur 44 de l'installation hydraulique de la machine, dtoù partent les canalisations 18 et 19 qui aboutissent au distributeur 1 à bobines 6 et 7. Les canalisations 20 et 21 relient le distributeur 1 awdeux chambres antagonistes du vérin 29 dont le cylindre est fixé à l'ossature 28 et dont on voit la tige 45. Un régulateur de débit 46 est monté sur la canalisation 22 aboutissant au moteur hydraulique 26, pour limiter le débit d'huile dans ce moteur 26. Un clapet anti-retour 47 est monté entre le régulateur de débit 46 et l'autre canalisation 23 qui relie le distributeur 1 au moteur 26. La batterie électrique 48 de la machine est reliée, d'une part, au contact du levier commutateur 42 à l'aide d'un câble 49 et, d'autre part, à la masse par un câble 50 qui ferme le circuit électrique. On obtient ainsi un dispositif dont le fonctionnement est le suivant. Pour faire tourner l'ossature 28 (fig.2), dans un certain sens, l'opérateur déplace le levier 42 (fig.4 et 5) du commutateur électrique de manière à exciter la bobine 6 (fig.1) dont le noyau 8, en appuyant sur l'extrémité du tiroir 5, pousse celuici vers la-droite de la fig.1 de manière à relier, d'une part, la chambre d'entrée d'huile 13 à la chambre 14 qui communique avec la canalisation 22 et, d'autre part, la chambre 16 à/chambre 17 qui communique avec la canalisation 23. De cette manière, l'huile le passe par la canalisation 22, traverse le moteur 26, revient par les canalisations 23 et 19 et est ainsi mise à la décharge par la dernière canalisation 19.Pour inverser le sens de rotation de l'ossature 28, l'opérateur déplace le levier 43 en actionnant le tiroir de distribution 44 pour inverser le sens d'écoulement de l'huile dans les canalisations 18-19 et 22-23 et par conséquent le sens de rotation du moteur 26. Pour obtenir le déploiement du vérin 29, il suffit à ltopérateur d'actionner le levier 42 du commutateur pour exciter, par l'intermédiaire du câble 25, la bobine 7 qui provoque le déplacement du noyau 9 et par conséquent du tiroir 5 vers la gauche de la fig.1. C'est alors la chambre 12 qui est reliée à la chambre 13 du corps 1 pour alimenter la canalisation 20 tandis que la chambre 16 est reliée à la chambre 15 qui communique avec la canalisation 21.De cette manière, l'huile provenant dela canalisation 18 est envoyée par la canalisation 20 àla chambre de gauche du vérin 29 (fig.5) et l'huile qui est contenue dans la chambre de droite de ce vérin 29 est ramenée à la décharge par les canalisations 21 et 19. On obtient ainsi le déploiement axial du vérin 29. La contraction de ce dernier s'obtient par déplacement du levier 43 pour inverser, à l'aide du tiroir 44, le sens de passage de l'huile dans les canalisations 18-19 et 2021. En pratique, on peut modifier les détails d'exécution, les dimensions, les matériaux et la forme de l'invention sans sortir du cadre de celle-ci. En effet, telle qu'elle est conçue, l'invention est susceptible de modifications et variantes rentrant toutes dans la portée du concept inventif. C'est ainsi par exemple que le vérin 29 et le moteur hydraulique 26 peuvent être munis de soupapes de surpression pour éviter des sollicitations excessives. Au cas où l'outil nécessite plus de deux mouvements, on peut ajouter en série, en aval du distributeur 1, un distributeur pour chaque paire de canalisations telle que 20-21 et 22-23 ainsi qu'un autre commutateur électrique. Par exemple, les deux canalisations 20,21 alimentent le corps du deuxième distributeur. Les quatre canalisations de sortie peuvent déterminer deux mouvements. Le troisième mouvement est déterminé par les canalisations 22 et 23. Pour obtenir quatre mouvements, on a de même recours à trois distributeurs et à trois commutateurs électriques, et ainsi de suite. Quant au distributeur à tiroir 1, celui-ci pourrait être remplacé, bien que cette solution semble convenir moins bien, par un distributeur à trois voies du type rotatif. Dans ce cas, un moteur électrique serait nécessaire pour faire tourner le distributeur et se substituerait ainsi aux bobines 6 et 7. En outre et bien que cette solution semble aussi convenir moins bien, on pourrait remplacer le distributeur 1 par un diviseur de flux à trois voies, par exemple du type à pilotage électromagnétique ou hydraulique. Les leviers 42,43 pourraient encore être remplacés par des boutonspoussoirs ou par des moyens de commande appropriés. Plus généralement enfin, tous les éléments peuvent être remplacés par d'autres éléments techniquement équivalents. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour actionner les outils des machines de terrassement et analogues, caractérisé en ce que, n étant le nombre des mouvements que l'outil doit exécuter, il comprend n - 1 commutateurs électriques installés au poste de manoeuvre pour commander autant de distributeurs ou diviseurs de flux à trois voies, qui sont agencés pour régler le courant d'huile destiné à déterminer lesdits mouvements et qui sont installés en série sur l'os- sature de l'outil, en aval de sa zone d'articulation sur la machine ou sur un bras de celle-ci. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le poste de manoeuvre, il est installé, à portée de main de l'opérateur, n commandes à levier (42,43), à bouton-poussoir ou autres, dont 1 (43) pour commander le distributeur (44) qui fait sortir l'huile du circuit hydraulique proprement dit de la machine, vers les canalisations d'alimentation (18,19) des n - 1 distributeurs ou diviseurs à trois voies (1), et n - 1 (42) pour commander les n - 1 commutateurs électriques. 3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le distributeur de flux à trois voies est constitué-par un corps (1) à deux chambres d'entrée (13,16) et quatre chambres ae sortie (12,14,15,17),qui sont convenablement mises en communication par un tiroir (5) à trois portées (2,3,4) reliées par une tige, les deux extrémités de cette tige étant en contact avec les extrémités intérieures des noyaux mobiles (8,9) de deux bobines (6,7) alignées et opposées, ces noyaux (8,9) se déplaçant alternativement vers ltextérieur. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte, en amont du moteur (26), rotatif ou non, un régulateur de débit (46) qui est monté sur la canalisation (22) provenant du distributeur ou diviseur de flux à trois voies (1).