Brevet FR2476250A1 — publié le 19810821

Le domaine de l'invention est celui des articulations realisant le montage pivotant d'un bras de force par rapport à une structure. L'origine de l'invention se trouve dans l'application particulière dans laquelle la structure est constituée par la flè- che d'une pelle hydraulique, et le bras de force est l'un des deux vérins qui sont disposés, parallèles l'un a l'autre, entre le chas- sis de la pelle et la fleche. L'expose qui suit se rapporte au cadre particulier de l'application à une pelle hydraulique, étant entendu que l'invention n'est pas limitée a cette seule application. Selon la technique connue, l'attelage des deux vérins a la fleche est réalise au moyen d'un tube cylindrique, qui traverse la flèche transversalement et dans lequel est logé l'arbre aux deux extrémités duquel sont montées pivotantes les attaches des deux vérins. Ces attaches sont ainsi montées en porte-à-faux par rapport à la fleche, ce qui implique l'obligation de concevoir l'arbre de pivotement de manière à lui donner la résistance mécani- que désirable et, pratiquement, de choisir un arbre de diamdtre important. De plus, le tube dans lequel l'arbre est logé est fixé par soudure- aux deux flancs de la flèche, dans la zone des orifices de passage de ce tube, ce qui, en service, provoque des contraintes importantes dns les soudures et dans les flancs. L'invention entend remédier a ces inconvénients en proposant donc une articulation de montage å pivotement relatif autour d'un premier axe géométrique et en porte- -faux d'un bras de force par rapport à une structure, constituée par un premier arbre qui est monté dans un premier palier que comporte la struc ture, qui est coaxial audit premier axe et dont une saillie déborde de la structure, et, par un second palier que comporte le bras de force et dans lequel ladite saillie est introduite. Une articulation complémentaire est disposée entre le second palier et le bras de force et comporte un second arbre de pivotement du bras de force par rapport au second palier autour d'un deuxième axe orthogonal audit premier axe. Les avantageuses dispositions suiyantes sont, en outre, de préference adoptées : - l'articulation complémentaire est symétrique par rapport au plan transversal médian du second arbre de pivotement ; - le premier palier est constitué par un alésagemena- gé dans la structure et avec lequel le premier arbre est en contact direct ; - au moins un bossage de renforcement de la structure est fixé sur celle-ci dans la zone dudit alésage et comporte un alésage complémentaire, qui prolonge l'alésage de la structure et qui constitue avec cet alésage de la structure le premier palier ; - chaque bossage est fixé sur la structure au moyen d'une soudure. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description d'une réalisation donnée ci-dessous à titre d'exemple. I1 est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu' titre indicatif et non limitatif. I1 sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue perspective d-'une pelle hydraulique munie d'une articulation conforme à l'invention ; - la figure 2 est une coupe de l'articulation de la figure 1, passant par son axe principal ; et, - la figure 3 est une coupe suivant III-III de la figure 2. La pelle de la figure 1 comprend - un châssis à chenilles 1, - une tourelle 2, qui est montée rotative par rapport au châssis 1, autour d'un axe vertical 3, - un équipement de travail 4, qui comprend une fleche 5 articulée sur la tourelle 2 autour d'un axe horizontal transversal 6. Deux vérins 7 sont disposés, parallèlement l'un a l'au- tre, entre la tourelle 6 et la flèche 5, à laquelle chacun d'eux est attelé au moyen d'une articulation 8 qui va maintenant être décrite. Les articulations 8 sont constituées par - deux bossages 9, de renforcement des flancs de la flèche 5, qui sont soudés (10) sur les faces extérieures ll desdits flancs, - un alésage 12, qui traverse les flancs de la flèche 5 et les bossages 9 et est coaxial à un premier axe 13, - un premier arbre de pivotement 14, qui traverse transversalement la fleche, en passant dans l'alésage 12, qui fait fonction, pour ce premier arbre 14, de premier palier. De chaque côté due la fleche 5, le premier arbre 14 dépasse du flanc correspondant en une saillie 15. Un étrier 16 a deux branches 17 comporte un alésage 18, qui en permet le montage pivotant sur une saillie 15, constituant ainsi un second palier. Cet étrier 16 est maintenu en position sur la saillie 15 au moyen d'une rondelle 19 enfilée sur l'extrémité de la saillie 15 et d'une goupille 20, d'immobilisation axiale de la rondelle. Les deux branches 17 de l'étrier sont traversées par des trous 21 coaxiaux d'un second axe 22, qui est orthogonal a l'axe de l'alésage 18, donc, également orthogonal au premier axe 13. L'extrémité de chaque vérin 7 comporte un alésage 23 et est introduite entre les branches 17 de l'étrier, de maniere que ledit alésage 23 soit coaxial du second axe 22.Un second arbre 24 est enfin introduit, la fois, dans les alésages 18 et 23, et réalise le montage pivotant de l'extrémité du vérin 7 par rapport a l'étrier 16. Les dimensions suivantes doivent en outre être notées - E9, épaisseur de chaque bossage 9, constituant également la distance entre la face Il d'un flanc 26 de la fleche 5 et la face externe 25 du bossage 9 correspondant ; - D14, diamètre du premier arbre 14 ; - D24, diamètre du second arbre 24 ; - D22, distance du second axe 22 d'un second arbre 24 au plan de la face 25 du bossage correspondant - F, valeur de la force d'action du vérin 8 sur le second arbre 24, passant par le second axe 22 dudit second arbre 24. Par ailleurs, un vérin 7 comprend un cylindre 27, dans lequel un piston 28 est monté coulissant, une tige de piston 29 étant solidaire de ce piston 28. Le diamètre du piston 28 est repéré en D28. A noter que l'axe 30 du piston 28, et du vérin 7, est écarté de la face 1 du flanc voisin 26 d'une distance D30, qui est égale à D30 - E9 + D22, la force F étant appliquée coaxialement l'axe 30. Les avantages des nouvelles dispositions proposées sont en rapport avec la conception même d'une articulation en porte- - faux, et il n'est pas inutile de rappeler, au moins brièvement, l'état de la technique antérieure. Selon la technique antérieure, un tube traversant les deux flancs de la fleche supporte un arbre analogue au premier arbre 14, et déborde les faces ll des deux flancs. La tige 29-de chaque vérin est directement montée pivotante sur ce premier arbre. Or, celui-ci, pour avoir la résistance mécanique suffisante lui permettant de subir sans dommage les contraintes de flexion provoquées par les forces F des vérins 7, doit avoir un diametre D14 important.C'est ainsi que, selon une technique connue, le palier de pivotement réalisant le montage de la tige 29 d'un vérin sur l'extrémité de l'arbre 14 a un diamètre important, et, corrélativement, une largeur relativement petite, de sorte que le porte- -faux de l'extrémité de l'arbre 14 par rapport a la fleche est relativement moderé. La résistance mécanique de l'ensemble est généralement satisfaisante, la contrainte principale de la solution connue étant l'obligation de choisir un arbre 14 de diamètre D14 grand, et, par conséquent, des paliers de tiges La solution nouvelle, qui vient titre décrite, permet de s'affranchir d'une telle contrainte dans le dessin des vérins. En effet, dans l'exemple représenté, le diamètre de l'alésage 23 de ltextrémité de la tige 29 du vérin est petit, et en tout état de cause, le diamètre D24 du second arbre 24 est inférieur au diametre D14 du premier arbre 14. L'auteur de cette réalisation, n'a cependant eu aucune difficulté 9 concevoir un- soutien efficace dudit second arbre 24, car il a pu prévoir de le monter, npn nas en porte-à-faux, mais par les trous 21 que comportent les deux branches 17 de ltétrier 16. Ce montage est symétrique par rapport au plan perpendiculaire à l1axe 22 du second arbre 24, passant par l'axe 30 du piston 28. A noter que, du fait de la position relative du second axe 22, qui est situé en dessous de, et est orthogonal au premier axe 13, le concepteur pouvait prévoir un second axe 24 dont la longueur était aussi grande que nécessaire pour obtenir une résistance mécanique satisfaisante, car l'encomr brement n'était, en l'espèce, pas une gêne. En outre, ce concepteur a également eu la possibilité d'adopter un premier arbre 14 de diamètre D14 important, et de retrouver de ce fait les avantages de la solution connue, précédemment évoquée, ceci, sans avoir eu à supporter l'inconvénient de devoir adopter des paliers d'extrémités de vérins de grands diamètres, On observera encore que, dans la réalisation antérieure, dont la constitution a été rappelée ci-avant, la reprise, par le tube, traversant les flancs, du moment de flexion de l'arbre 14 supporté, donnait naissance à des contraintes mécaniques élevées dans les flancs 26 et dans les soudures fixant le tube traversant sur ces flancs. Selon la nouvelle disposition, le second arbre 24 sur lequel l'extrémité de la tige de piston 29 est montée pivotante, est soutenu de part et d'autre de son plan transversal médian P30 dans les alésages 21 des branches 17 de l'étrier 16. La symétrie de ce montage par rapport au plan P30 a précisément permis que le second arbre 24 ait pu avoir un diamètre D24 tres inférieur au diamètre D14 du premier arbre 14 par rapport auquel le montage de l'étrier 16 est en porte-à-faux. De plus, la distance D22 n'est plus liée directement au choix du vérin 7, et peut etre choisie de maniere indépendante. L'épaisseur E9 d'un bossage 9 est inférieure au dépassement du tube traversant antérieur, cependant que le soudage (10) de ce bossage sur la face ll d'un flanc 26 provoque une meilleure répartition des efforts dans ce flanc26 que le soudage dudit tube dans la zone de l'orifice de traversée du flanc. Enfin, la réalisation des alésages 12 dans les flancs 26 et bossages9 est plus simple que celle des alésages de passage du tube traversant antérieur, ces alésages antérieurs devaient être réalisés préalablement à'la mise'en place du tube, et, bien enten du, être exactement alignés. La solution nouvelle permet d'éviter l'usinage d'un alésage préalable. L'invention n'est pas limitée à la réalisation représentée, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes qui pourraient lui être apportées sans sortir de son cadre, ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Articulation de montage à pivotement relatif autour d'un premier axe géométrique (13) et en porte-à-faux d'un bras de force (7) par rapport à une structure (5), constituée par un premier arbre (14) qui est monté dans un premier palier (12) que comporte la structure (5), qui est coaxial audit premier axe (13) et dont une saillie (15) déborde de la structure, et, par un second palier (18) que comporte le bras de force (7) et dans lequel ladite saillie (15) est introduite, caractérisoeen ce qu'une articulation complémentaire (21 - 23 - 24) est disposée entre le second palier (18) et le bras de force (7) et comporte un second arbre de pivotement (24) du bras de force (7) par rapport au second palier (18) autour d'un deuxieme axe (22) orthogonal audit premier axe (13). 2. Articulation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'articulation complémentaire est symétrique par rapport au plan transversal médian (P30) du second arbre de pivotement (24). 3. Articulation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le premier palier (12) -est constitué par un alésage (12) ménagé dans la structure (5) et avec lequel le premier arbre (14) est en contact direct. 4. Articulation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'au moins un bossage de renforcement (9) de la structure (5) est fixée (10) sur celle-ci dans la zone dudit alésage (12) et comporte un alesage complémentaire, qui prolonge l'alésage de la structure et qui constitue avec cet alésage de la structure le premier palier (12). 5. Articulation selon la revendication 4, caractérisée en ce que chaque bossage (9) est fixé sur la structure au moyen d'une soudure (10).