Brevet FR2458634A1 — publié le 19810102

La présente invention concerne un appareil utilisé pour verrouiller des structures de flèche utilisées dans les équipements de génie civil. En particulier, unil appareil s'applique aux véhicules utilisés pour les travaux de terrassement et qui com- nrennent une flèche à laquelle est attaché un outil de terrassement et aux véhicules de ce type dans les- quels la flèche est montée pivotante autour d'un axe horizontal sur une structure support de flèche. La présente invention concerne un dispositif per- fectionné pour verrouiller la flèche à la structure support de flèche, du type décrit dans le brevet des EUA N 3.376.984 aux noms de Long et autres, cédé à la demanderesse. Dans les machines de terrassement classiques aui utilisent une flèche ou une structure du type flèche, la flèche doit être placée dans une position appropriée pour le transport si elle doit rester at- tachée au véhicule. Cette position est appelée la posi- tion de transport ou de déplacement. Dans une telle position, la flèche est, en général, placée aussi pro- che que possible du centre de gravité du véhicule. Ceci est effectué nour améliorer la stabilité du véhi- cule pendant qu'il se déplace sur les routes et pour réduire l'espace occupé par le véhicule lorsqu'il est narnué. La sécurité du personnel et une protec- tion correcte de l'équipement exigent que des moyens à action certaine soient utilisés pour maintenir la flèche dans la position de transport. En outre, la flèche est verrouillée dans une position presque ver- ticale lorsque l'on désire soulever des charges utiles en utilisant l'outil de terrassement attaché à la flè- che. Ainsi, lorsque la flèche est utilisée en grue, le verrouillage mécanique Dermet une utilisation ma- ximale de l'énergie hydraulique par les éléments mobi- les montés pivotants sur la flèche. Une machine représentative des équipe- ments de terrassement utilisant une flèche est une rétropelleteuse. Les rétropelleteuses sont normale- ment constituées par une flèche, qui est montée pi- votante sur un véhicule et qui est déplacée en pivo- tement par un vérin fluidique, et par un outil de terrassement ou ensemble de godet monté pivotant sur l'extrémité libre de la flèche et qui est déplacé en pivotement par un second vérin fluidique. Pendant le transport ou le parquage, la flèche et l'instrument qui y est attaché s6nt positionnés de façon à occuper le minimum d'espace au sol. En outre, ceci rend le déplacement sur les routes publiques plus commode et plus sûr étant donné que le centre de gravité est rapproché des roues du véhicule. Une position de transport a été présentée d'une manière générale dans le brevet des EUA précité n0 3.376.984 aux noms de Long et autres. Dans ce brevet, la flèche est dé- placée en pivotement jusqu'à une position de trans- port qui est approximativement verticale et légèrement à l'avant de l'axe vertical passant par la flèche et son support. La flèche est maintenue verrouillée dans la position de transport par le vérin fluidique de flèche qui a franchi une position de point mort. Bien que cet agencement soit acceptable, il existe des circonstances dans lesquelles il est désirable de verrouiller entre eux de manière certaine la flèche et son support sans se reposer pour cela sur le fluide contenu dans les vérins de la flèche. Un procédé utilisable pour verrouiller de manière sre la flèche et son support sans avoir à utiliser pour cela le fluide contenu dans les vérins de la flèche a été décrit dans le brevet des EUA No 3.811.582 aux noms de Shumaker et autres, cédé à la -3 demanderesse. Bien que ce procédé soit satisfaisant, il est spécifique à des outils de terrassement d'un type Particulier (c'est-à-dire ceux comportant un vérin fluidique actionnant un outil ayant un élément monté rivotant autour d'un point intermédiaire entre ses extrémités). En outre, le conducteur n'est jamais certain aue le verrouillage soit débloqué à la suite de l'actionnement des commandes. Un certain doigté et une certaine coordination sont nécessaires; il peut être nécessaire d'effectuer plusieurs tentatives successives. Par conséquent, la plupart des conduc- teurs Dréfèrent encore des moyens sûrs et certains de verrouillage du système de verrouillage de la flèche et de son support. Le système de verrouillage entre la flèche et le support de flèche décrit ici ne nécessite pas que l'outil monté sur la flèche soit attaché à la flèche d'une manière particulière quelconque. Par conséquent, le système de verrouillage est appli- cable à des machines de terrassement et à des rétro- nelleteuses d'un type plus général. Enfin, le dé- verrouillage du système de verrouillage est sous la commande directe du conducteur de la machine. Dans l'agencement classique d'une rétro- nelleteuse, la position de transport est caractérisée par le fait que la flèche s'étend verticalement et légèrement vers l'arrière et porte un bras de godet Dlié tiré aussi près que possible de la flèche de fa- çon à maintenir le centre de gravité principal de la rétropelleteuse aussi proche que possible de l'extrémité arri4re du véhicule qui la porte. Le fait que la flèche nuisse se placer dans une disposition relative plus inclinée vers l'avant influe sur l'a- mnlîoration de la nosition du centre de gravité glo- bal permettant d'assurer un meilleur équilibre et une meilleure maniabilité. Elle limite également l'angle de pivotement de l partie arrière de la rétropelle- teuse ce qui est important pour l'exécution de travaux dans des emplacements resserrés. Conformément à la présente invention, on verrouille la flèche de manière certaine dans une position angulaire Prédéterminée ou position de transport en la faisant pivoter autour d'un axe hori- zontal jusqu'à sa position de transport. Lorscue la flèche a été déplacée jusqu'à sa position de transport, des moyens de verrouillage déverrouillables verrouil- lent automatiquement la flèche à sa structure support. Les moyens de verrouillage déverrouillables sont constitués Dar un rremier élément porté Dar la flèche ou par la structure portant la flèche, appelée le support de flèche. Le second élément est porté par la structure opposée à celle portant le premier élément. Des moyens de montage maintiennent normale- ment le second élément dans une première position et Dermettent le déplacement de ce second élément à partir de cette première position. Le premier élé- ment a une surface de came servant à guider le se- cond élément autour du premier élément pendant le mou- vement de pivotement de la flèche jusqu'à la position de transport. La rotation de la flèche en éloigne- ment du support de flèche est ensuite empêché graâce au fait que le rremier élément est retenu par le se- cond élément. On sénare les deux éléments en ac- tionnant un câble de tirage Dour nrovocuer le dépla- cement du premier élément hors de contact avec le se- cond élément, ce qui nermet ainsi à la flèche d'être déplacée en éloignement de la rositior de transport. Un moyen certain pour maintenir les deux éléments en rosition conrste à utiliser des m^vens de sollicita- tion. Ceci assure un verrouillage certain des deux éléments et empêche une séparation accidentelle des éléments. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue de côté, avec arra- chement nartiel, d'un véhicule sur lequel est monté un outil de terrassement et auquel la présente invention a été incornorée; la figure 2 est une vue partielle, en élé- vation, à plus grande échelle, qui représente les mo- yens de verrouillage déverrouillables dans la posi- tion "de repos"; la figure 3 est une vue oartielle, en élé- vation, à Dlus grande échelle, des moyens de verrouil- lage déverrouillables dans la position "d'armement"; la figure 4 est une vue partielle, en élé- vation, à plus grande échelle, des moyens de verrouil- loge déverrouillables dans la position avant le bas- culement dans la nosition verrouillée; et la figure 5 est une autre vue partielle, en élévation, à plus grande échelle, des moyens de verrouillage dans la Dosition "verrouillée". Bien cue la présente invention soit sus- centible d'être mise en oeuvre sous de nombreuses formes différentes, on a représenté sur les dessins et on décrira ci-après en détail un mode de réalisa- tion, étant entendu que la Drésente description doit être considérée comme donnée à titre d'exemple des nrincines de l'invention et n'est pas destinée à limiter l'invention au mode de réalisation représenté. La figure 1 représente un véhicule, désigné par la référence générale 10, qui porte un outil ou instrument de terrassement 12. L'instrument 12 est une r4tropelleteuse qui comporte un chrssis 14 muni de bras d'arcboutement 16, le châssis 14 étant fixé à l'extrémité du véhicule, à côté du poste 18 du conducteur. Le poste 18 du conducteur reut faire par- tie du véhicule ou il peut être prévu sur une partie séparée du châssis 14. Une tourelle pivotante ou support de flè- che 20 est monté pivotant autour d'un axe vertical défini par deux tiges d'articulation ou moyens de pivotement verticaux 22 que l'on décrira plus complè- tement ultérieurement tandis qu'une flèche 24 est portée, à son extrémité inférieure, au moyen de ti- ges d'articulation horizontales 26 sur le support de flèche ou tourelle pivotante 20. La flèche 24 est dé- placée en pivotement autour d'un axe de pivotement ho- rizontal (défini par les tiges d'articulation horizon- tales 26) par deux vérins fluidiques de flèche 28 (dont un seul-a été représenté) disposés sur les côtés opposés de la flèche 24, le cylindre 30 de chaque vérin étant fixé au support de flèche 20 et la tige de piston 32 étant fixée à la flèche 24. Un ensemble 34 de bras de godet est monté à l'autre extrémité de la flèche; cet ensemble 34 comporte un élément mon- té nivotant, en un emplacement intermédiaire entre ses extrémités, sur l'extrémité libre de la flèche 24, - au moyen d'une tige d'articulation 38. Le déplacement de l'élément 36 est commandé par un vérin fluidique 40 de tige de godet dont le cylindre 42 est monté pivo- tant sur la flèche au voisinage du support de flèche et dont la tige de piston 46 est montée pivotante sur une extrémité de l'élément 36 au moyen d'une tige d'articulation 48. Un godet 50 est déDlacé en pivote- ment sur l'autre extrémité ou extrémité extérieure du bras de godet par un autre vérin fluidinue 52. Enfin, d'autres vérins 54 sont utilisés Dour faire pivoter le sunport de flèche autour de son axe vertical. Les détails des moyens de verrouillage déverrouillables ont été représentés sur les figures 2 à 5 qui montrent une patte ou premier élément 54 fixé à la flèche 24 et une tige de verrou ou second élément 56 porté oar le support de flèche 20. La natte a deux surfaces de commande de di- rection, une "surface d'armement" 58 pour guider la tige de verrou jusqu'à une position verrouillée et une "surface de verrouillage" ou déclivité 60 pour retenir la tige 56 dans la position verrouillée. Des moyens supports 62 sont utilisés pour surDorter la tige de verrou 56. Plus particulièrement, les moyens supports 62 comportent des moyens de sol- licitation 64 Dour maintenir normalement la tige de verrou dans une position (position dite première position) et pour permettre son déplacement à partir de cette position, ainsi que des moyens d'actionne- ment pour séparer les premier et second éléments l'un de l'autre. Cet agencement a été clairement représenté sur les figures 2 à 5. Sur la figure 2, la tige de verrou 56 est renrésenté portée par le suDoort de flèche 20. Les moyens supports comprennent: une Datte 66 fixée au support de flèche; un bras de pivot 68; un axe d'articulation 70 assemblant le bras de pivot à la natte; des moyens de sollicitation 64 raccordés à une extrémité du bras de pivot; et un oeillet 71 disposé à 7'extrémité du bras opposée à celle rac- cordée aux moyens de sollicitation. Des moyens de dé- verrouillage 72 attachés à l'oeillet 71 servent à faire tourner le bras de pivot 68 et la tige de ver- rou 56 autour de la tige d'articulation 70. Comme plus particulièrement représenté sur les figures 2 à , les movens de déverrouillage sont constitués par un câble flexible 74 qui est enfilé dans l'oeillet et porte une butée d'arrêt 76 à son extrémitéS Enfin, les moyens de sollicitation 64 sont repré- sentés par un ressort 78 fixé à la structure suptort de flèche, à une extrémité, au moyen d'une patte 80 et fixé, à son autre extrémité, en étant accroché dans un trou 82 formé dans le bras de pivot 68. Grâce à la présence des moyens de sollicitation 64, le bras de pivot 68 et la tige de verrou 56 sont normalement dans une position définie par la venue en butée de l'un des éléments mobiles des moyens supports en contact avec la structure '(c'est-à-dire la flèche 24 ou le support de flèche 20) à laquelle il est attaché. Comme Dlus particulièrement représenté sur la figure 2, la tige de verrou 56 vient reposer contre la partie surêrieure du supoort de flèche en un emplacement adjacent à la patte 66. Ainsi, une surface 84 formée sur la structure support de flèche, coopérant avec les oarties mobiles des movens supports 62, définit une première position ou position normale de la tige de verrou 56. La figure 2 représente la flèche et la structure support dans la position qu'elles occupent avant la venue en butée de la tige de verrou 56 con- tre la patte 54. Lorsque la flèche 24 est déplacée en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre (c'est-à-dire en rapprochement du support de flèche ), la flèche et le support de flèche occupent la position représentée sur la figure 3. Dans cette position, le bord avant de la patte, ou surface d'en- clenchement 58, vient en contact avec la tige de ver- rou 56. Ainsi, la figure 3 représente la natte et la tige de verrou dans la position "d'armement". Les deux éléments sont davantage "armés" lorsque la flèche con- tinue de se déplacer dans le sens des aiguilles d'une montre; la tige de verrou suit le bord avant de la Datte le long duquel elle se déplace, surmontant ainsi la résistance des movens de sollicitation 64. Lorsque la tige de verrou atteint le sôm- met 86 ou point de déclenchement de la Datte 54 (voir figure 4), le bras de pivot 68 a tourné jus- qu'à sa position maximale en sens inverse des aiguil- les d'une montre. Une fois que la tige de verrou 56 a franchi le sommet 86 de la patte, elle tombe dans la position "verrouillée". Cette position a été repré- sentée sur la figure 5. Pour permettre le déplacement de la tige de verrou lorsqu'elle tombe le long de la patte 54, la surface de verrouillage 60 de la patte a une courbure qui correspond à celle de l'arc dé- fini Dar le pivotement de la tige de verrou 56 autour du pivot 70. Une fois que la tige de verrou 56 est dans la position verrouillée, le déplacement de la flèche Dar rapport au support de flèche est empêché. En ce qui concerne le déplacement de la flèche dans le sens des aiguilles d'une montre, ce déplacement est em- pêché Dar la structure support de flèche 20. En ce qui concerne le déplacement en sens inverse des ai- guilles d'une montre, la tige de verrou 56 et la natte 54 sont en appui sous pression l'une contre l'autre le long de la surface de verrouillage de la natte, empêchant ainsi le déplacement en sens inverse des aiguilles d'une montre qui écarterait la flèche du suprort de flèche. Pour déverrouiller la flèche 24 du sup- port de flèche et Dermettre de ce fait la rotation de la flèche en sens inverse des aiguilles d'une mon- tre, on actionne les moyens de déverrouillage. Une traction exercée vers le bas sur le câble 74 a pour effet de surmonter la force des moyens de sollicita- tion 64 et de faire tourner la tige de verrou 56 en sens inverse des aiguilles d'une montre. Ceci soulève la tige de verrou 56 au-delà du sommet 86 de la came, libérant ainsi la flèche 24 de son support 20 et permettant à la flèche d'être déplacée par les vérins fluidiques en sens inverse des aiguilles d'une montre. Une fois que la patte 54 a franchi la tige de verrou 56, on peut relàcher les moyens de déver- rouillage; ceci permet à la tige de verrou de glis- ser le long de la surface d'armement de la came jus- qu'à sa position normale ou première position (figure 2). Bien que des moyens de sollicitation à res- sort aient été utilisés pour faciliter le mouvement du bras de pivot, le même effet pourrait être obtenu sans les moyens de sollicitation. On compterait alors uniquement sur la gravité pour provoquer la rotation du bras de pivot dans le sens des aiguilles d'une montre lorsque la flèche est verrouillée. En résumé, lorsque le conducteur désire verrouiller la flèche dans la position de transport, il suffit qu'il manoeuvre ses commandes (non repré- sentées) et déploie le vérin fluidique 40 jusqu'à la position représentée sur la figure 1 dans la- quelle le godet 50 est disposé en étroite proximité de la flèche. La flèche est alors déplacée en pivo- tement vers le poste du conducteur par un maniement approprié des vérins fluidiques 28. Pendant ce dé- placement, la tige de verrou 56 vient en appui contre la patte 54. La surface de came 58 de la patte repous- se la tige de verrou 56 au-delà de la natte 54 et en appui contre la surface de verrouillage 60 de la patte. Le basculement de la tige de verrou 56 à cette posi- tion est aidé par les movens de sollicitation 64. Les movens de sollicitation maintiennent également la ti- ge de verrou dans la position verrouillée assurant ainsi un verrouillage certain entre la flèche 24 et le support 20 dans la position de transport. L'action- nement d'un câble de tirage libère la flèche et le support de flèche en dégageant par rotation la tige de verrou de la Datte. On comprendra que la position des deux éléments 54 et 56 peut être inversée et que l'élé- ment rapnel4 par ressort peut être porté par la flèche 24 au lieu d'être porté par le sunport de flèche 20. Enfin, il doit être bien compris que les dessins représentés sur les figures 2 à 5 sont des vues en coupe de la flèche et du support de flè- che. En d'autres termes, il existe une structure symétrique sur le côté opposé de l'axe géométrique de la flèche et du support de flèche. Cette structure symétrique n'est pas indispensable mais son emploi est recommandé pour équilibrer les forces verrouillant la flèche et le support de flèche. REVENDICATIONS 1 - Instrument de terrassement comportant une flèche montée pivotante à une extrémité sur un support de flèche et déplacée en pivotement par un vérin fluidiaue de flèche et des moyens de verrouil- lage déverrouillables caractérisé en ce que les mo- yens de verrouillage comprennent: a) un bras pivotant (68) porté par la flèche (24) ou par le support de flèche (20); b) une tige de verrou (56) portée par le bras pivotant; c) une Datte (54) portée par le support de flèche, si le bras pivotant est porté par la flè- che, et par la flèche, si le bras pivotant est porté par le support de flèche, cette patte ayant une sur- face de came inclinée (58) et une déclivité (60) pour guider la tige de pivot sur et autour de la patte; et d) des moyens de montage (62) pour monter le bras pivotant; la position du bras pivotant, de la patte et de la tige de verrou étant telle que le dépla- cement en pivotement de la flèche en rapprochement du support de flèche jusqu'à une position verticale provoque le déplacement de la tige de verrou le long de la surface de came inclinée et dans la déclivité, verrouillant ainsi la flèche au support de flèche. 2 - Instrument de terrassement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de montage précités (62) comprennent des moyens de solli- citation (64) maintenant normalement la tige de ver- rou (56) dans une position et permettant son dénla- cement hors de cette position. 3 - Instrument de terrassement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de montage Drécités (62) comprennent des moyens de dé- verrouillage (72) de telle sorte qu'à la suite de l'actionnement de ces moyens de déverrouillage, la tige de verrou (56) se dégage par rotation de la patte (54), oermettant ainsi à la flèche (24) de se dépla- cer oar rapport au support de flèche (20). 4 - Instrument de terrassement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la patte (54) est fixée à la flèche (24). - Instrument de terrassement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la patte (54) est fixée au support de flèche (20). 6 - Instrument de terrassement comportant une flèche montée pivotante sur un support de flèche et un élément susceptible d'être déplacé en pivote- ment autour de l'extrémité de la flèche par un vérin dont le cylindre est monté pivotant sur la flèche et dont la tige de piston est montée pivotante sur une extrémité dudit élément de sorte que l'extension et la rétraction de la tige de piston pour déplacer le- dit élément nrovooue le nivotement du cylindre sur la flèche, et des moyens de verrouillage déverrouillables entre le sunport de flèche et la flèche, caractérisé en ce cue les moyens de verrouillage déverrouillables comprennent un premier élément (54) porté par la flè- che (24); un second élément (56) porté par le support de flèche (20); et des moyens de sollicitation (64) maintenant normalement le second élément adjacent au support de flèche pour définir une première position; en ce que le premier élément comporte une surface de came (58) pour guider le second élément autour du premier élément pendant le mouvement de pivotement de la flèche en rapprochement du support de flèche de telle sorte qu'après avoir franchi le premier élé- ment, le second élément retourne à la première posi- tion, verrouillant ainsi la flèche au support de flè- che, les premier et second éléments étant agencés de telle sorte que le second élément puisse être dégagé par rotation du premier élément pour déverrouiller la flèche du support de flèche. 7 - Instrument de terrassement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le second élé- ment est porté par le support de-flèche à l'aide de moyens de montage (62), ces moyens de montage compre- nant: une patte (66) fixée au support de flèche (20) et un bras (68) monté pivotant sur la patte et por- tant le second élément (56) à son extrémité libre. 8 - Instrument de terrassement selondla revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des movens (72) portés par le bras (68) pour déverrouiller le second élément de telle sorte qu'à la suite de l'actionnement des moyens de dé- verrouillage, le bras fasse pivoter le second élé- ment (56) hors de contact avec le premier élément, déverrouillant ainsi la flèche (24) du support de flèche (20).