Brevet FR2614954A1 — publié le 19881110

- 1 - La présente invention concerne d'une façon générale un ensemble à pivot d'articulation perfectionné utilisable pour relier des composants d'un mécanisme à leviers appelé ici tringlerie. Plus particulièrement, mais sans aucun effet limitatif, cette invention se rapporte à un ensemble à pivot d'articulation perfec- tionné qui est auto-lubrifiant, qui est hermétique et qui maintient la relation d'étanchéité en dépit de défor- mations se produisant dans les consoles d'appui articulé. Un type de pivot qui est couramment utilisé dans l'industrie pour relier de façon pivotante des com- posants d'une tringlerie dans une chargeuse frontale est appelé un pivot à cartouche. Ainsi, le pivot est composé d'un nombre relativement grand d'éléments qui sont pré- assemblés puis placés dans les trous alignés ménagés dans les consoles de montage et dans l'alésage ménagé dans le bras de façon à relier de façon pivotante lesdits compo- sants de ce mécanisme. Un exemple d'un ensemble à pivot du type cartouche est illustré dans le brevet US 4 096 957 délivré le 27 juin 1978 à Lowel P. Iverson et al. Des pivots de ce type ont fonctionné généralement de façon satisfaisante mais ils se composent d'une unité soudée qui comprend les roulements ou les coussinets ainsi que les joints d'étanchéité qui isolent le lubrifiant entre le coussinet et le corps principal du pivot. En consé- quence, quand il est nécessaire de remplacer la cartouche à pivot, il faut remplacer l'ensemble de l'unité. En outre, on a rencontré certaines difficultés du fait de la déformation qui se produit lorsque des charges inégales sont rencontrées par le godet, ce qui provoque de légers déplacements des consoles d'appui articulé l'une par rapport à l'autre, en amenant leurs faces en contact avec les cotés du bras de chargeuse. Quand cela se produit, on -2- enregistre une usure importante des composants frottant l'un contre l'autre. Un autre brevet décrivant un ensemble à pivot d'articulation est le brevet US n 4 398 862, délivré le 16 août 1983 à William L. Schroeder. Cet ensemble à pivot comprend un pivot lubrifié intérieurement, comportant une chambre de lubrifiant rechargeable et des joints d'étan- chéité appropriés pour empêcher le lubrifiant de s'échap- per de l'ensemble. Cependant, à cause des surfaces coniques et-des coins annulaires qui interviennent, le pivot de ce brevet est d'une fabrication relativement coûteuse, il est assez difficile à remplacer et les joints prévus dans celui-ci sont soumis à une variation de dimension axiale du joint d'articulation, qui peut produire une usure anor- male du joint ou une fuite quand le joint est soumis à des conditions extrêmes d'utilisation. Un objet de cette invention est de créer un en- semble de pivot d'articulation perfectionné qui soit d'une fabrication relativement peu coûteuse, qui soit agencé de façon à maintenir l'intégrité du joint d'étanchéité, qui soit auto-lubrifiant et qui évite une usure entre l'embout de tringlerie de chargeuse et les consoles d'appui arti- culé lorsque des charges inégales sont rencontrées. Cette invention concerne un ensemble de pivot d'articulation perfectionné pour relier de façon pivo- tante des moyens d'appui articulé de tringlerie à des moyens formant palier de tringlerie quand les moyens d'appui articulé comprennent au moins un groupe de consoles de montage espacées qui sont pourvues de trous alignés les traversant. Le palier de tringlerie est disposé entre les consoles et il est traversé par un alésage aligné avec les trous ménagés dans les consoles 3- et le palier de tringlerie comporte dans l'alésage un collet faisant saillie radialement vers l'intérieur. Le perfectionnement comprend un coussinet cylindrique logé dans l'alésage de chaque côté du collet dans le palier de tringlerie et un pivot cylindrique pourvu à une ex- trémité d'une tête élargie et qui est dimensionné de façon à s'étendre au travers des consoles de montage et du palier de tringlerie à l'intérieur des coussinets. Le pivot contient un réservoir de lubrifiant et il est prévu des joints pour établir une étanchéité avec le pivot et également pour établir une étanchéité entre le coussinet et le palier de tringlerie en empêchant du lubrifiant de fuir de l'ensemble à pivot. Il est prévu un élément formant chapeau qui est-relié de façon sépa- rable à l'extrémité du pivot éloignée de la tête afin de retenir le pivot dans la condition d'assemblage avec le joint d'étanchéité et le coussinet. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la des- cription, donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: La Figure 1 est une vue en élévation latérale représentant une partie des tringleries utilisées dans une chargeuse frontale pour relier le godet de la char- geuse au bras au moyen d'ensembles à pivot d'articulation - perfectionnés qui sont construits conformément à l'in- vention; La Figure 2 est une vue en coupe transversale à échelle agrandie d'un des ensembles àpivot d'articula- tion, la coupe étant faite dans l'ensemble selon la ligne 2-2 de la Figure 1; 26 1 4954 -4- La Figure 3 est une vue en coupe fragmentaire à échelle agrandie, faite dans l'ensemble selon la ligne 3-3 de la Figure 2 et montrant de façon plus détaillée un ensemble d'étanchéité. En référence aux dessins et en particulier à la Figure 1, il est représenté une chargeuse, désigrée dans son ensemble par la référence 10 et comprenant un godet 11 qui est pourvu de consoles espacées d'appui articulé de montage 12 et 14 (cf. Figure 2). Le godet 11 comporte deux groupes de consoles, mais un seulement est repré- senté. Un palier de chaque bras 16 de la chargeuse (seulement un bras 16 est représenté) est relié de façon pivotante aux consoles 12 et 14 par un ensemble à pivot d'articulation 18 qui est construit conformément à l'in- vention. Pour commander le pivotement du godet de char- geuse 11 par rapport à son bras 16, les consoles de montage 19 sont reliées à une bielle 20 partant d'un balancier qui est lui-même relié à un cylindre de godet 23, monté sur le véhicule (non représenté). Egalement, l'extrémité opposée 25 du bras de chargeuse 16 est reliée à la chargeuse 10. Il est prévu un cylindre élévateur 27 pour commander les mouvements de montée et de descente du godet 11. Chacune des consoles de montage 12 et 14 est pourvue d'un trou 22 qui la traverse. Il est évident que les trous 22, y compris les trous ménagés dans les con- soles de-montage qui ne sont pas représentées, sont en alignement axial. En alignement axial avec les trous 22, il est prévu un alésage 24 qui est ménagé dans le palier du bras de chargeuse 16. Il est à noter que l'alésage 24 s'étend vers l'intérieur à partir de chaque côté du bras -- 5 4- de chargeuse 16 en créant ainsi un collet annulaire 26, disposé de façon centrée et faisant saillie radialement vers l'intérieur dans un but qui sera précisé de façon plus détaillée dans la suite. Chaque extrémité de l'alé- sage 24 est pourvue d'un contre-alésage 28. Dans l'alésage 24, il est prévu de chaque côté du collet 26 un coussinet 30 qui est dimensionné de façon à recevoir étroitement un pivot d'articulation 32. Les coussinets 30 sont de préférence emmanchés dans l'alésage 24 de manière qu'ils ne tournent pas par rapport au bras 16. Comme on peut le voir plus clairement sur la Figure 3, une extrémité, qui est l'extrémité extérieure de chacun des coussinets 30, est pourvue d'un contre- alésage 34 de telle sorte que l'intérieur du coussinet 30 soit espacé de l'extérieur du pivot 32 d'une petite distance. Le contre-alésage empêche l'extrémité des cous- sinets 30 d'entrée en contact avec le pivot 32 au cas o il se produirait une déformation des consoles pendant le fonctionnement du godet 11. Le pivot 32 comporte un réservoir de lubrifiant 36 formé à l'intérieur et qui est relié à la surface extérieure du pivot par des passages 38 s'étendant radia- lement. En conséquence du lubrifiant se trouvant dans la chambre 36 peut atteindre la surface du pivot 32 sur le côté intérieur des coussinets 30 en réduisant -le frotte- ment entre les parties précitées lors d'un mouvement de pivotement du bras 16 par rapport au godet 11. Il est également à noter que le réservoir 36 est fermé et étanchéifié par un tampon 40 qui est de préférence cons- titué d'une matière plastique élastique, de telle sorte qu'une aiguille puisse être utilisée pour pénétrer le tampon 40 en vue d'une addition de lubrifiant dans la chambre 36. - 6 L'extrémité de gauche du pivot 32, en considérant la Figure 2, est pourvue d'une bride élargie ou tête 42 qui est soudée sur lui en 44. Comme illustré, le pivot 32 est maintenu assemblé avec la console 12, et dans une condition de traversée du bras de chargeuse 16 et de la console 14, à l'aide de plusieurs boulons 46 qui traver- sent la bride 42 et qui sont fixés dans la console de montage 12. Pour empêcher une déformation de la bride 42, des coussinets 48 sont disposés entre les boulons 46 et la bride 42. Les coussinets 48 sont légèrement plus longs que l'épaisseur de la bride 42 afin d'éviter l'application d'une charge des boulons 46 à la bride 42, ce qui provoquerait une déformation susceptible de coin- cer le pivot 32. Des moyens d'étanchéité, désignés dans leur ensemble par la référence numérique 50, sont disposés dans l'ensemble d'articulation afin d'empêcher la pénétration de matières perturbatrices dans la zone des coussinets et d'empêcher du lubrifiant de fuir de ceux-ci. Les moyens d'étanchéité 50 comprennent deux éléments d'étanchéité 52 qui sont pourvus de garnitures annulaires d'étanchéité 54 disposées à l'intérieur et en contact étanche avec l'extérieur du pivot 32. Les éléments d'étanchéité 52 sont places dans les trous 22 ménagés dans les consoles 12 et 14, comme illustré. Les moyens d'étanchéité 50 comportent également des garnitures d'étanchéité 56 qui sont représentées de façon plus détaillée sur la Figure 3. Les garnitures 56 comprennent un élément annulaire d'étanchéité 58, relativement rigide et qui est de préférence constitué d'une matière telle qu'une matière plastique de haute densité, par exemple de l'un des types commercialisés -7- sous les marques Nylon, Teflon, Delrin. L'élément d'étan- chéité 58 est en contact glissant et étanche avec l'élé- ment d'étanchéité 52, le long d'une ligne annulaire formée par une saillie 60 de l'élément d'étanchéité 58. La garniture d'étanchéité 56 comporte également un élément relativement élastique 62 qui opère non seulement comme un joint d'étanchéité mais aussi comme un ressort de manière à pousser en permanence l'élément d'étan- chéité 58 dans le sens du contact étanche contre l'élé- ment d'étanchéité 52. Pour retenir le pivot 32, les coussinets 30 et les moyens d'étanchéité 50 dans une relation d'assemblage axial, il est prévu un chapeau 64 qui est fixé de façon séparable sur l'extrémité du pivot 32 qui est opposée à la bride 42 au moyen de plusieurs boulons 66. Le diamètre extérieur du chapeau 64 n'est pas supérieur au diamètre extérieur de l'élément d'étanchéité 52 de telle sorte que la console 14, s'il se produit une déformation, puisse se déplacer vers l'extérieur par rapport au pivot 32. Une cale 68 est placée dans une position adja- cente à l'extrémité du pivot 32 et entre le pivot 32 et le chapeau 64. La cale 68 est disposée de telle sorte que la longueur axiale de l'ensemble soit maintenue et que l'intégrité des garnitures d'étanchéité 56 soit conservée même lorsqu'il peut se produire une déformation, du fait que les espaces qu'ils occupent ont une dimension fixe. Le maintien des dimensions des espaces d'étan- chéité est possible du fait de la longueur utile du pivot 32 entre la bride 42 à une extrémité, les éléments d'étan- chéité 52, les coussinets 30 et le collet 26, s'étendant radialement vers l'intérieur, du bras 16, ainsi que la cale 68 et le chapeau 64 à l'autre extrémité. En consé- - 8 - quence les distances relatives entre les différents com- posants ne peuvent pas varier. Dans le cas o il se produit une forte déformation dans le godet 11 lorsqu'il est soumis à une charge inégale, ce qui provoque une déformation des consoles de montage 12 et 14, il peut se produire que la console 14 entre en contact avec le bras 16 mais cela ne constitue qu'un contact intermittent qui n'est pas suffisant pour produire un dommage important. Après l'assemblage initial, du lubrifiant est introduit additionnellement dans la chambre 36 par dévis- sage des boulons 66, par enlèvement du chapeau 64 et par insertion d'un dispositif de lubrification, qui comporte une aiguille servant à pénétrer le tampon 40. Du lubri- fant est alors injecté sous pression dans la chambre 36. Le chapeau 64 est remis en place par refixation des bou- lons 66. Au cas o il est nécessaire de remplacer ou de réparer la totalité de l'ensemble, les boulons 66 sont enlevés, ce qui permet d'écarter le chapeau 64 de l'ex- trémité du pivot 32 et ensuite les boulons 46 mainte- nant le pivot dans l'ensemble sont enlevés. Lors du démontage du pivot 32, les éléments d'étanchéité 52, les garnitures 56 et les coussinets 30 peuvent être aisément enlevés des trous 22 des consoles 12 et 14 et de l'alésage 24 du bras de chargeuse 16. Les parties nécessaires de l'ensemble sont ensuite remises en place, avec réinsertion et ré- assemblage du pivot 32 dans les consoles 12 et 14 et dans le bras 16 dans l'ordre inverse. Il est également à noter que les deux coussinets , les deux garnitures d'étanchéité 56 et les deux élé- ments d'étanchéité 52 sont d'une construction identique -9- et sont complètement interchangeables, ce qui réduit les frais de fabrication et les stocks de pièces nécessaires pour maintenir les joints opérationnels. Bien que la description détaillée faite ci- dessus se rapporte particulièrement à l'ensemble à pivot d'articulation 18 prévu entre le godet 11 et les bras 16 de la chargeuse, il est évident que l'ensemble à pivot d'articulation 18 peut être avantageusement utilisé dans n'importe quelle liaison pivotante faisant intervenir un palier relié à un moyen d'appui articulé. Par exemple, dans la chargeuse 10, l'ensemble à pivot d'articulation 18 peut être utilisé pour relier les composants suivants: 1 ) Le bras de flèche 16 avec le godet 11, 2>) Le bras de flèche 16 avec le châssis de chargeuse, 3 ) Le cylindre élévateur 27 avec le châssis, 4 ) Le cylindre élévateur 27 -avec le bras de flèche 16, ) Le bras de flèche 16 avec le balancier 21, 6 ) Le balancier 21 avec le cylindre de godet 23, 7 ) Le balancier 21 avec la bielle 20, 8 ) La bielle 20 avec le godet 11, 9 ) Le cylindre de godet 23 avec le châssis de chargeuse. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. - $0 - REVENDICATIONS 1.- Ensemble à pivot d'articulation perfectionné pour relier de façon pivotante un moyen d'appui articulé de tringlerie à un palier de tringlerie de chargeuse, o ledit moyen d'appui articulé comprend deux groupes de : première et seconde consoles de montage espacées compor- tant des trous alignés les traversant et ledit palier est agencé pour être placé entre lesdites consoles, caractérisé en ce qu'il comprend: - un alésage (24) ménagé dans chacun desdits paliers de tringlerie (16) en alignement avec les trous (22) ménagés dans lesdites consoles (12, 14), un collet (26) faisant saillie radialement vers l'intérieur dans un alésage ménagé dans chacun des- dits paliers de tringlerie, - un coussinet cylindrique (30) placé dans ledit alésage (24) de chaque côté de chacun desdits collets (26), - un contre-alésage (28) ménagé dans ledit palier de tringlerie (16) dans chaque extrémité desdits alésages (24), - un élément (32) formant pivot cylindrique, comportant une tête élargie (44) à une extrémité s'éten- dant au travers de chaque groupe de consoles de montage (12, 14) à l'intérieur desdits coussinets (30), - des moyens d'étanchéité (50) pour former un joint étanche avec ledit élément formant pivot (32) et pour former un joint étanche entre lesdits coussinets (30) et ledit palier de tringlerie (16) en empêchant une fuite à partir dudit ensemble à pivot (18), et - 1 - - un élément formant chapeau (64), relié de façon séparable à l'extrémité dudit pivot (32) qui est éloignée de ladite tête (44) pour retenir ledit élément formant pivot (32) dans une relation d'assemblage axial avec lesdits moyens d'étanchéité et lesdits coussinets. 2.- Ensemble selon la revendication 1, caracté- risé en ce que lesdits moyens d'étanchéité comprennent: - un premier élément annulaire d'étanchéité (54) placé à l'intérieur de chacun desdits trous (22) en contact avec l'un respectifs desdits coussinets (30), chaque élément d'étanchéité formant un joint étanche avec ledit élément formant pivot (32), et - un second élément annulaire d'étanchéité (56) entourant chacun desdits coussinets (30) en entrant en contact de glissement et d'étanchéité avec l'un, respectif, desdits premiers éléments d'étanchéité (54). 3.- Ensemble selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend également un réservoir de lubrifiant (36) dans ledit élément formant pivot (32). 4.- Ensemble selon la revendication 3, caracté- risé en ce qu'il comporte également un tampon de ferme- ture (40) permettant l'injection de lubrifiant dans ledit réservoir (36). - 5.- Ensemble selon la revendication 4, caracté- risé en ce que ledit tampon (40) est constitué d'une matière plastique élastique. 6.- Ensemble selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend également des organes de fixa- tion (46) pour fixer ladite tête sur l'une desdites consoles (12, 14). - 12 - 7.- Ensemble selon la revendication 6, caracté- risé en ce que ledit élément formant chapeau (64) a un diamètre non supérieur au diamètre desdits trous (22), lesdits premiers éléments d'étanchéité (54), ledit palier de tringlerie (16) et ladite console de montage (12, 14) sur laquelle ladite tête est fixée étant retenus dans une relation axiale fixe en vue de maintenir ainsi l'inté- grité desdits moyens d'étanchéité et d'empêcher un con- tact entre lesdites consoles de montage (12, 14) et le palier de tringlerie (16). 8.- Ensemble selon la revendication 1, caracté- risé en ce que chacun desdits coussinets (30) comprend un contre-alésage (34) ménagé dans une extrémité pour empêcher un contact entre une extrémité de chaque cous- sinet (30) et ledit élément formant pivot (32) lors d'une déformation desdites consoles de montage (12, 14), en empêchant ainsi un dommage desdits coussinets (30) par ledit élément formant pivot (32). 9.- Un ensemble de pivot d'articulation perfec- tionné pour relier de façon pivotante un moyen d'appui articulé de tringlerie à un palier de tringlerie, o ledit moyen d'appui articulé comprend au moins un groupe de consoles de montage espacées (12, 14) comportant des trous alignés (22) les traversant et ledit palier de tringlerie (16) étant disposé entre lesdites consoles (12, 14) et comportant un alésage (24) le traversant et aligné avec les trous (22) ménagés dans lesdites consoles (12, 14), ledit palier de tringlerie (16) comportant un collet (26) faisant saillie radialement vers l'intérieur, ensemble caractérisé en ce qu'il comprend: - un coussinet cylindrique logé dans ledit alésage (24) de chaque côté du collet (26) dans ledit palier de tringlerie (16), - 13 - - un élément (32) formant pivot cylindrique comportant une tête élargie à une extrémité et étant dimensionné de manière à traverser lesdites consoles de montage et le palier de tringlerie à l'intérieur desdits coussinets (30), - des moyens d'étanchéité (52) formant un joint étanche avec ledit élément formant pivot (32) et for- mant un joint étanche entre lesdits coussinets (30) et leditemboutde tringlerie(16)enenpêchant une fuite de lubrifiant à partir dudit ensemble de pivot (18), et - un élément formant chapeau (64) relié de façon séparable à l'extrémité dudit élément formant pivot (32) qui est opposée à ladite tête afin de retenir ledit élément formant pivot (32) dans une relation d'assemblage axial avec lesdits moyens d'étanchéité (52) et lesdits coussinets (30). 10.- Ensemble selon la revendication 9, caracté- risé en ce que lesdits moyens d'étanchéité comprennent: - un premier élément annulaire d'étanchéité (54) logé dans chacun desdits trous (22) en étant en contact avec l'un, respectif, desdits coussinets (30), chaque élément d'étanchéité (54) formant un joint étanche avec ledit élément formant pivot (32), - un second élément annulaire d'étanchéité (56) entourant chacun desdits coussinets (30) en étant en contact de glissement et d'étanchéité avec l'un, respec- tif, desdits éléments d'étanchéité (54), - un élément formant chapeau (64) relié de façon séparable à l'extrémité de l'élément formant pivot (32) qui est opposée à ladite tête afin de retenir ledit élément formantpivot (32) dans une relation d'assemblage ?614954 - 14 - avec lesdits éléments d'étanchéité et lesdits coussinets (30) 11.- Ensemble selon la revendication 9, caracté- risé en ce qu'il comprend également des organes de fixa- tion (46) pour fixer ladite tête sur une desdites con- soles (12, 14). 12.- Ensemble selon la revendication 11, carac- térisé en ce que ledit élément formant chapeau (64) a un diamètre non supérieur au diamètre desdits trous (22), lesdits premiers éléments d'étanchéité (54), ledit palier de tringlerie (16) et ladite console de montage (12, 14) sur laquelle ladite tête est fixée étant retenus dans une relation axiale fixe en vue de maintenir ainsi l'intégrité dudit moyen d'étanchéité et d'empêcher un contact entre lesdites consoles de montage (12, 14) et. le palier de tringlerie (16). 13.- Ensemble selon la revendication 9, carac- térisé en ce que chacun desdits coussinets comprend un contre-alésage (34) ménagé dans une extrémité pour empê- cher un contact entre une extrémité de chaque coussinet (30) et ledit élément formant pivot (32) lors d'une déformation desdites consoles de montage (12, 14) en empêchant ainsi un dommage desdits coussinets (30) par ledit élément formant pivot (32).