Brevet FR2663059A1 — publié le 19911213

La présente invention est relative aux dispositifs de fixation de godets d'excavateurs ou bien d'autres outils de travail pour engins de travaux publics et du bâtiment, des mines, des carrières, de l'industrie et de l'agriculture. Les dispositifs connus de fixation de godets sur des pelles hydrauliques comportent généralement une première partie portée par le bras de la machine et une seconde partie solidaire du godet. Les deux parties à assembler sont maintenues en contact par un système mécanique de serrage classique. Lors de l'utilisation de la machine, les sollicitations des efforts de creusement tendent à faire augmenter le jeu dans l'assemblage. Par ailleurs, ces dispositifs de fixation connus sont d'une construction relativement complexe et d'un emploi relativement long. L'invention vise à remédier aux inconvénients des dispositifs de fixation connus en créant un dispositif de fixation qui tout en étant d'une construction simple, soit d'un emploi rapide et évite la formation de jeu. Elle a donc pour objet un dispositif de fixation rapide d'un outil de travail sur un bras d'une machine notamment de travaux publics, comprenant une première partie portée par un bras de la machine et une seconde partie solidaire de l'outil, caractérisé en ce que l'une des première et seconde parties est pourvue de premiers et seconds tenons de fixation et en ce que l'autre partie est constituée de guides à glissières pourvus de premières extrémités en forme de crochets destinées à recevoir les premiers tenons et de secondes extrémités formant butées inclinées destinées à coopérer par coincement avec les seconds tenons et en ce que l'une des première et seconde parties porte un organe de verrouillage coopérant avec un organe de verrouillage complémentaire porté par l'autre partie après mise en place des tenons dans les glissières correspondantes et contribuant au coincement des seconds tenons par rapport auxdites butées inclinées, la coopération des premiers et seconds tenons avec les premières et secondes extrémités des guides à glissières et de l'organe de verrouillage avec l'organe complémentaire constituant plusieurs zones de contact entre la première et la seconde parties du dispositif. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.l est une vue en élévation du dispositif d'assemblage rapide suivant l'invention montrant les deux parties du dispositif avant leur assemblage; - la Fig.2 est une vue analogue à celle de la Fig.1 montrant l'extrémité avant de la première partie du dispositif engagée dans les extrémités en forme de crochets des guides à glissières de la seconde partie; - la Fig.3 est une vue complète en élévation et en coupe selon la ligne 3-3 de la Fig.5 du dispositif suivant l'invention en position assemblée; - la Fig.3a est une vue partielle en coupe montrant une variante d'un détail de réalisation du dispositif suivant l'invention;; - la Fig.4 est une vue de dessus d'un outil pourvu de la seconde partie du dispositif d'assemblage suivant l'invention; - la Fig.4a est une vue partielle de face montrant un détail de l'organe de verrouillage de la seconde partie du dispositif; - la Fig.5 est une vue de dessus du dispositif représenté à la Fig.3; - la Fig.5a est une vue partielle de dessus représentant une variante de butée inclinée des guides du dispositif d'assemblage; - la Fig.5b est une vue partielle de dessus représentant une autre variante de butée inclinée; - la Fig.6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la Fig.5; et - la Fig.7 est une vue à plus grande échelle montrant un détail de la première partie du dispositif d'assemblage représenté à la Fig.5. Le dispositif représenté à la Fig.1 est considéré comme étant appliqué à l'assemblage rapide d'un godet sur le bras d'une pelle hydraulique. Ce dispositif comporte une première partie 1 comportant une embase 2 de forme générale parallélépipédique à partir de laquelle s'étendent des montants verticaux 3 pourvus d'orifices 4,5 permettant l'articulation de cette première partie 1 sur l'extrémité d'un bras (non représenté) d'un engin de travaux publics tel qu'une pelle hydraulique. Cette première partie en forme de sabot est pourvue en outre aux extrémités de l'embase 2 respectivement de premiers tenons latéraux 6 et de seconds tenons latéraux 7 au moyen desquels elle va pouvoir être fixée dans une seconde partie 8 du dispositif portée par un outil 9 et qui dans le présent exemple est constitué par un godet de pelle hydraulique. L'embase 2 du sabot 1 comporte à son extré mité destinée à être engagée en premier lieu dans la seconde partie 8 du dispositif d'assemblage, un pan coupé 2a dont le rôle sera décrit par la suite. Sur la Fig.11 on a représenté les premières et secondes parties 1 et 8 du dispositif d'assemblage selon l'invention séparées avant leur assemblage. En se référant toujours à la Fig.1, mais également aux Fig.4,5, 5a et 5b, on voit que cette seconde partie est constituée de trois éléments 10, Il et 12 à savoir deux guides latéraux 10, Il fixés à une paroi plane 13 du godet 9 symétriquement par rapport au plan de symétrie de celui-ci et un organe de verrouillage femelle 12 fixé au godet dans une position de symétrie axiale à égale distance des guides latéraux 10 et 11. Chacun des guides 10 et Il comporte une glissière latérale 14 comprenant une paroi extérieure 15 de guidage latéral du tenon 6 correspondant de l'embase 2 lors de l'engagement de celle-ci dans la seconde partie 8. A l'une de leurs extrémités, les guides 10, Il se terminent chacun par un crochet 16 qui apparait clairement à la Fig.1 et qui est destiné au maintien en place d'un tenon 6 correspondant de l'embase de la première partie 1. A leurs autres extrémités, les guides latéraux 10,11 présentent en regard des glissières 14, des butées inclinées 17 destinées à coopérer par coincement avec les tenons 7 disposés à l'extrémité de l'embase 2 du sabot 1 opposée à celle comportant les premiers tenons 6. Ces butées inclinées 17 sont réalisées sous forme de cales en un matériau d'une dureté accrue pour leur permettre de résister à l'usure lors de leur contact avec les tenons 7 du sabot 1 au cours des diverses opérations d'assemblage et également au cours du fonctionnement de la machine en raison des efforts supportés par les butées inclinées pendant les opérations de creusement effectuées à l'aide du godet 9. Les tenons 6 et 7 ainsi que les glissières 14 des guides 10,11 et les surfaces de contact de l'organe de verrouillage femelle 12 et de la broche 31 sont également réalisés en matière dure. De façon avantageuse, les cales de butée 17 sont assemblées par tous moyens appropriés tels que des boulons, à des talons 18 des guides latéraux 10, 11 avec interposition de cales intermédiaires 19. Dans le présent mode de réalisation, les cales de butée 17 sont réalisées sous forme de coins, de manière à permettre un rattrapage de l'usure des tenons 7 en les engageant de façon progressive entre les tenons 7 et les talons 18 correspondants. Sur les Fig.4 et 5, les cales 17 coopèrent avec des tenons 7 de forme cylindrique. Leurs surfaces inclinées 17a de butée sont parallèles aux axes des tenons 7 avec lesquels elles sont en contact. Par conséquent, leurs surfaces 17b en contact avec les talons 18 sont obliques par rapport à la direction des guides 10, 11. Selon la variante représentée à la Fig.5a, chacune des butées inclinées est constituée par une cale en forme de coin 17c dont la surface inclinée 17d coopère avec un tenon 7a de forme tronconique et est tangente à la surface latérale du tenon. La surface 17e de la cale 17c opposée à sa surface inclinée 17d et la surface du talon 18 avec laquelle elle est en contact, sont perpendiculaires à la direction du guide, ce qui permet de réduire au minimum les efforts tendant à chasser les cales vers l'extérieur lors du travail de la machine. On peut également envisager de donner aux cales une section constante. Par ailleurs, il est possible d'interposer des cales intermédiaires entre les cales et les talons. Un tel agencement et représenté à la Fig.5b, où l'on voit une cale intermédiaire 19 disposée entre une cale 17c en forme de coin et le talon 18 d'un guide. Bien entendu, des cales intermédiaires peuvent également être associées à des cales inclinées d'épaisseur constante. L'organe de verrouillage 12 fixé sur la paroi 13 du godet à égale distance entre les guides latéraux 10 et 11, se présente sous la forme générale d'une chape dont les deux ailes 20 s'étendent parallélement à l'axe de symétrie du godet 9 et sont reliées par une âme 21 qui leur est perpendiculaire et qui comporte un orifice évasé 22, qui, comme représenté sur la Fig.4a présente, en section transversale, une forme oblongue pour des raisons qui seront exposées par la suite. L'orifice 22 est destiné à recevoir un organe mobile de verrouillage porté par la première partie en forme de sabot du dispositif d'assemblage et qui sera décrit en référence aux Fig.5 et 6. En se référant maintenant à la Fig.2, sur laquelle la première partie 1 du dispositif d'assemblage selon l'invention est représentée comme étant en butée contre les crochets 16 d'extrémité des glissières 14 des guides latéraux tels que 11, on voit que le pan coupé 2a de l'embase 2 du sabot 1 permet l'engagement des tenons 6 dans les crochets 16 alors que le sabot 1 est disposé de façon inclinée par rapport aux guides latéraux solidaires du godet 9. Comme représenté à la Fig.2, on voit que la mise en place finale de la première partie 1 par rapport à la seconde partie 8 du dispositif selon l'invention est alors assurée par un déplacement angulaire du sabot 1 dans le sens de la flèche F. A la fin de ce déplacement angulaire de la première partie par rapport à la seconde, les positions relatives de ces deux pièces sont représentées à la Fig.3. On voit sur cette figure que les tenons 6 engagés dans les crochets 16 d'extrémité des glissières 14 sont chacun en prise avec ces crochets dans deux zônes 24, 25 séparées par un méplat 26. Les méplats 26 se trouvent chacun en regard du fond d'un crochet et évitent aux tenons 6 de venir en butée avec le fond des crochets 16, ce qui leur permet d'être en contact avec les crochets 16 dans deux zônes distinctes de ceux-ci. Selon une variante représentée à la Fig.3a, la surface latérale de chacun des tenons 6 est cylindrique alors que pour définir les deux zones 24,25 de contact du tenon 6 avec le crochet 16, le méplat 26 est remplacé par un évidement 26a creusé dans le fond du crochet. Les tenons 7 disposés à l'autre extrémité de l'embase 2 sont en contact avec les butées obliques correspondantes 17 dans des zones telles que 27. L'application d'un effort représenté par la flèche 28 à la première partie du sabot 1 du dispositif provoque le coincement des tenons 7 contre les butées inclinées 17. En descendant le long des butées inclinées 17, les tenons 7 poussent par réaction les tenons 6 contre les parois des crochets 16 des guides 10, 11. Un espace 29 est ménagé entre le fond des glissières 14 et les parois latérales des tenons 7 ce qui permet lors de l'utilisation de la machine, un rattrapage d'usure des plaquettes 17 constituant les butées obliques. Lorsque la première partie 1 du dispositif d'assemblage se trouve en position d'engagement par rapport à la seconde partie 8 constituée par les gui-des latéraux 10 et 11, le verrouillage de cette première partie 1 par rapport à la seconde partie 8 est assuré par un dispositif de verrouillage comportant une broche de verrouillage 31 montée à coulissement dans un perçage 30 de l'embase 2 du sabot 1 et présentant une extrémité tronconique 32 engagée dans l'orifice évasé oblong 22 prévu dans l'organe de verrouillage en forme de chape 12 solidaire du godet 9. La broche de verrouillage 31 est sollicitée dans le sens de son engagement dans l'orifice 22 au moyen d'un ressort 33 placé dans le perçage 31a de l'embase 2 et entourant l'extrémité de la broche 30 opposée à son extrémité tronconique 32. Ainsi qu'on peut le vojr à la Fig.6, lors de son engagement dans l'orifice oblong 22, l'extrémité tronconique 32 de la broche de verrouillage 31 est en contact en 32a avec le bord supérieur de l'orifice oblong 22, un espace 34 étant laissé entre l'extrémité tronconique 32 et le bord inférieur du trou oblong 22. La présence de cet espace 34 permet, lors de la descente progressive des tenons 7 par rapport aux butées obliques 17, d'assurer en permanence un verrouillage sans jeu en raison d'une pénétration correspondante de l'extrémité tronconique 32 de la broche de verrouillage 31 dans le trou oblong 22. Ce verrouillage permanent sans jeu de la première partie par rapport & la seconde est permis grâce à la présence d'un jeu 35 entre la face de l'embase 2 tournée vers le godet 9 et la surface 13 du godet portant les guides 10,11. Les mouvements de sortie et de rentrée de la broche de verrouillage 31 peuvent être commandés soit par un système mécanique, soit par un système hydraulique. Un tel système hydraulique est représenté à la Fig.5 sur laquelle on voit que la broche de verrouillage 31 est portée à une extrémité d'une tige 31a qui comporte à son extrémité opposée un piston 31b monté à coulissement dans un cylindre 31c. Le cylindre 31c est obturé à une de ses extrémités par un chapeau 31d pourvu de joints d'étanchéité 31f et traversé par la tige 31a, et il est alimenté de part et d'autre du piston 31b par des conduits 31g et 31h d'admission de fluide hydraulique. Le ressort 33 est dans le présent exemple un ressort hélicoidal précontraint entourant la tige 31a et disposé entre le chapeau 31d et une bague d'appui 31i contre la broche 31. il peut également être constitué par un empilage de rondelles Belleville. L'admission d'un fluide sous pression d'un côté ou de l'autre du piston 31b provoque la sortie de la broche de verrouillage 31 par déplacement de l'ensemble de la tige 31a ou la rentrée de celle-ci. Le ressort 33 disposé autour de la broche de verrouillage 31 et à la partie arrière de celle-ci, tend constamment à pousser cette dernière dans la butée femelle 12 en compensant ainsi, comme indiqué plus haut, le jeu qui peut se produire sous l'action des efforts de creusement. Sur la Fig.5, on a représenté le dispositif d'assemblage en position de verrouillage. On voit sur cette figure, que le sabot 1 du dispositif est maintenu en place par rapport au godet 9 par engagement de ses deux tenons avant 6 dans les glissières 14 des guides latéraux 10 et 11. Dans cette position engagée, l'embase 2 du sabot est en prise par l'intermédiaire des tenons 6 et 7 et des organes de verrouillage 12, 31, avec le godet 9, 10, 11 en sept zones qui sont les deux zones de contact 24, 25 des deux tenons 6 avec les crochets 16, les zones de contact 27 des deux tenons 7 avec les butées inclinées 17 et la zone de contact 32a de la broche de verrouillage 31 avec le trou oblong 22. Ainsi qu'on le voit mieux à la Fig.7, chacun des tenons 6 présente à son extrémité libre, une partie inclinée 36 destinée à faciliter l'introduction des tenons dans les glissières 14 de leurs guides correspondants et d'éviter leur coincement. Les parties inclinées 36 des tenons 6 aboutissent chacune à un méplat 26 correspondant. L'agencement qui vient d'être décrit en référence aux dessins permet d'utiliser les sollicitations des efforts de creusement pour assurer le maintien en contact permanent des deux parties à assembler. Les efforts de creusement ont tendance à réduire le jeu de l'assemblage. Bien que dans les modes de réalisation de l'invention décrits en référence aux dessins, les tenons soient portés par une pièce solidaire du bras de la machine alors que les guides à glissières sont disposés sur l'outil, il est bien entendu possible de concevoir un dispositif comprenant des tenons portés par l'outil et des guides à glissière solidaires du bras de la machine. De plus, le nombre de tenons peut être différent de quatre. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation rapide d'un outil de travail sur un bras d'une machine notamment de travaux publics, comprenant une première partie (1) portée par un bras de la machine et une seconde partie (8) solidaire de l'outil (9), caractérisé en ce que l'une des première et seconde parties (1), est pourvue de premiers et seconds tenons (6,7) de fixation et en ce que l'autre partie (8) est constituée de guides (10, 11) à glissières (14) pourvus de premières extrémités (16) en forme de crochets destinées à recevoir les premiers tenons (6) et de secondes extrémités formant butées inclinées (17) destinées à coopérer par coincement avec les seconds tenons (7) et en ce que l'une des première et seconde parties (1) porte un organe de verrouillage (31) coopérant avec un organe de verrouillage complémentaire (12) porté par l'autre partie (8) après mise en place des tenons (6,7) dans les glissières (14) correspondantes et contribuant au coincement des seconds tenons (7) par rapport auxdites butées inclinées (17), la coopération des premiers et seconds tenons (6,7) avec les premières et secondes extrémités des guides à glissières (10,11) et de l'organe de verrouillage (31) avec l'organe complémentaire (12) constituant plusieurs zones de contact entre la première et la seconde parties du dispositif (24, 25, 27, 32a). 2. Dispositif de fixation suivant la revendication 1, dans lequel la première partie (1) est portée par un bras de la machine et la seconde partie (8) est solidaire de l'outil (9), caractérisé en ce que la première partie est constituée par un sabot de forme générale parallélépipédique pourvu de premiers et seconds tenons d'extrémité (6,7) et en ce que la seconde partie (8) est constituée de guides à glissières (10,11) fixés sur l'outil de travail (9) et pourvus de premières extrémités en forme de crochets (16) destinées à recevoir les premiers tenons (6) du sabot et de secondes extrémités inclinées formant butées (17) destinées à coopérer par coincement avec les seconds tenons (7) du sabot, et en ce que ledit sabot (1) porte un organe de verrouillage (30) coopérant avec un organe de verrouillage (12) complémentaire porté par l'outil après mise en place des tenons du sabot dans les glissières correspondantes fixées à l'outil et contribuant au coincement des seconds tenons (7) par rapport auxdites butées (17). 3. Dispositif de fixation suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites secondes extrémités inclinées formant butées sont constituées par des cales (17,17c) assemblées à des talons (18) correspondants, prévus sur les guides latéraux (10,11). 4. Dispositif de fixation suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les cales (17,17c) sont d'une dureté accrue au moins sur leur face en contat avec les seconds tenons (7) de la première partie (1). 5. Dispositif d'assemblage suivant l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les cales (17c) sont assemblées aux talons (18) des guides latéraux (10,11) avec interposition de cales intermédiaires (19). 6. Dispositif de fixation suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les cales (17,17c) présentent la forme de coins. 7. Dispositif d'assemblage suivant l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que lesdits seconds tenons (7) sont cylindriques et les cales inclinées (17) présentent une surface inclinée (17a) en contact avec les seconds tenons (7) correspondants parallèle aux axes desdits seconds tenons et une surface de contact (17b) avec les talons (18) correspondants, oblique par rapport à la direction des guides (10,11). 8. Dispositif d'assemblage suivant l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les seconds tenons (7a) sont tronconiques et les cales inclinées (17c) présentent une surface inclinée (17d) en contact avec les seconds tenons (7a) correspondants, tangente aux surfaces latérales des seconds tenons (7a) et une surface (17e) de contact avec les talons (18) perpendiculaire à la direction desdits guides (10r11). 9. Dispositif de fixation suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les guides latéraux (10,11) comportent chacun une glissière (14) terminée par un crochet (16) correspondant et pourvue d'une paroi (15) de guidage latéral du premier tenon (6) associé en vue de son engagement dans son crochet (16) lors de l'engagement de la première partie (1) du dispositif de fixation dans la seconde partie (8) de celui-ci. 10. Dispositif de fixation suivant la revendication 9, caractérisé en ce que chacun des premiers tenons présente dans sa surface latérale, un méplat (26) qui en position engagée se trouve en regard du fond du crochet correspondant, deux zones de contact (24,25) entre le tenon (6) et le crochet (16) étant délimitées par ledit méplat (26). 11. Dispositif de fixation suivant la revendication 6, caractérisé en ce que dans le fond de cha que crochet (16) est ménagé un évidement (26a) qui lorsque le crochet (16) reçoit le premier tenon (6) correspondant, délimite deux zones de contact (24, 25) entre le tenon et le crochet. 12. Dispositif de fixation suivant l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que chacun desdits premiers tenons présente à son extrémité libre une partie inclinée (36). 13. Dispositif de fixation suivant l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que dans la position d'assemblage de la première partie (1) par rapport à la seconde, un espace (29) de rattrapage d'usure est prévu entre le fond de la glissière (14) et les parois latérales du second tenon (7) correspondant et un jeu (35) est prévu entre la face de la première partie située en regard de l'outil (9) et la surface (13) de l'outil (9) portant les guides (10, 11). 14. Dispositif de fixation suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (30) porté par le sabot (1) est une broche de verrouillage (31) à extrémité troncônique montée dans un perçage de l'embase (2) du sabot (1) et sollicitée vers la position de verrouillage par un organe élastique (33) tandis que l'organe de verrouillage complémentaire (12) porté par l'outil (9) comporte un orifice évasé (22) destiné à recevoir l'extrémité troncônique (32) de la broche de verrouillage (31). 15. Dispositif de fixation suivant la revendication 14, caractérisé en ce que ledit orifice évasé (22) de l'organe de verrouillage complémentaire, est de forme oblongue, l'extrémité tronconique (32) de la broche de verrouillage (31) étant en contact avec le bord supérieur de l'orifice oblong (22), un espace (35) de rattrapage d'usure étant laissé entre l'extré- mité tronconique (32) et le bord inférieur du trou oblong (22). 16. Dispositif de fixation suivant l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que les zones de contact (24,25,27,32a) entre les premières et secondes parties (1,8) du dispositif sont au nombre de sept.