Brevet FR2673422A1 — publié le 19920904

DISPOSITIF DE MANUTENTION D'UN OUTIL, ADAPTABLE SUR UN CHARGEUR AGRICOLE La présente invention concerne un dispositif de manutention d'un outil, adaptable sur un chargeur agricole. Ce dispositif est plus spécialement destiné à équiper un chargeur frontal. Il est particulièrement adapté pour la manutention d'un outil de préhension de balles de paille, par exemple dans le but de les empiler en vue de leur stockage. Par l'expression "balles de paille", on entend non seulement les balles généralement cylindriques mais également les balles de forme parallèlépipèdique. Les chargeurs agricoles de type connu comportent le plus souvent un châssis de levage coudé actionné par un vérin hydraulique, châssis à l'extrémité libre duquel est articulé une armature porte-outil dont le basculement (orientation par rapport au châssis) est commandé par un second vérin hydraulique, via un mécanisme à levier et biellette, le tout formant un parallélogramme déformable. Dans l'ensemble de la présente description et des revendications, lorsqu'on utilise un terme figurant dans la liste ci-dessous relatif à un élément adapté à un chargeur agricole, cet élément, bien que mentionné au singulier et sauf mention contraire, peut être unique ou prévu par paire. Dans ce dernier cas, ces deux éléments, qui bien entendu assurent une fonction similaire, sont disposés symétriquement de part et d'autre du plan médian longitudinal du chargeur. La liste est la suivante : vérin, levier, biellette, bielle, bras porteur, moyens de retenue et de liaison, chape. De nombreux dispositifs de manutention d'un outil, adaptables sur un chargeur agricole, ont déjà été proposés. Ainsi, on décrit dans FR-A-2 602 637 un dispositif de manutention de balles de paille qui comprend un ensemble mécanique monté à l'extrémité du châssis de levage coudé du chargeur. Le déplacement de cet ensemble mécanique est rendu possible grâce à l'utilisation d'un vérin distinct de celui qui équipe et permet le basculement de l'armature porte-outil normalement en place à l'extrémité du châssis de levage du chargeur. Un tel dispositif permet effectivement de manipuler et d'empiler des balles de paille. Toutefois, il présente certains inconvénients. En premier lieu, pour la mise en place de l'ensemble mécanique à l'extrémité du châssis de levage coudé, il est nécessaire de démonter l'armature porte-outil qui y est normalement en place. Il s'agit là d'une tache fastidieuse. En second lieu, on est obligé de rendre inopérent, c'est-à-dire libre de mouvement, le vérin qui commande le basculement de cette armature porte-outil. On comprend aisément que cet agencement vient compliquer le raccordement hydraulique des différents vérins. De plus, lorsqu'il est nécessaire de manipuler une balle de paille reposant sur le sol par sa partie cylindrique pour la faire reposer sur l'une de ses faces planes dans le but de constituer la base d'une pile de balles, certains de ces dispositifs n'y parviennent pas. L'opération doit être faite manuellement, en renversant la balle. Enfin, sur certains dispositifs existants, l'axe de pivotement de l'outil est situé à une distance élevée de celui-ci. Par exemple, un tringlerie rigide relie l'outil à cet axe. Lorsque l'on souhaite manipuler des charges importantes telles que des balles de paille, on constate que les manoeuvres de pivotement se font par à-coups, dûs à l'important porte-à-faux de l'outil (et de la balle déplacée) par rapport à l'axe de pivotement. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. En particulier, elle a pour but de fournir un dispositif du genre évoqué plus haut et puisse être actionné avec le vérin de basculement de l'armature porte-outil disposée à l'extrémité du châssis de levage coudé, sans ajout de vérins supplémentaires et sans avoir, bien entendu, à démonter l'armature porte-outil. Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif qui permet la manutention de balles de paille sans avoir à effectuer de reprise manuelle de celle-ci, c'est-à-dire d'opération de renversement manuel des balles. Il s'agit d'un dispositif simple et facile à mettre en oeuvre. Il peut s'adapter sans modifications, à de nombreux types de chargeurs connus équipés d'une armature porte-outil. De plus, sa mise en place est rapide. Ce dispositif, adaptable sur un chargeur agricole, plus particulièrement destiné à équiper un chargeur frontal, du type comportant un châssis de levage coudé actionné par un premier vérin, châssis à l'extrémité duquel est articulée une armature porte-outil dont le basculement est commandé par un second vérin, via un mécanisme à levier et biellette, est caractérisé en ce qu'il comprend - un outil de manutention basculant - un bras porteur articulé à l'une de ses extrémités à la base de l'armature porte-outil et, à l'autre extrémité sur l'outil - des moyens de retenue et de liaison, articulés d'une part sur le châssis de levage et d'autre part sur l'outil - une bielle de basculement articulée d'une part à l'armature porte-outil et d'autre part, sur l'outil. De plus - les axes d'articulation du bras porteur d'une part, et de la bielle de basculement d'autre part, sont disposés de telle façon que les deux droites fictives qui relient ces axes, perpendiculairement à ceux-ci, sont sécantes en vue de côté - les axes d'articulation des moyens de retenue et de liaison et du bras porteur sur l'outil sont disposés de telle façon que, quelle que soit la position de l'outil, la distance qui sépare verticalement l'axe d'articulation des moyens de retenue d'un plan horizontal situé au voisinage du sol est supérieure à la distance qui sépare, également verticalement, l'axe d'articulation du bras porteur de ce même plan. Par "vue de côté", on entend dans la présente description et dans les revendications, la vue telle que représentée aux figures 1 et 2 annexées. Grâce à ce dispositif, on peut obtenir une surélévation importante de l'outil par rapport à l'axe d'articulation de l'armature porte-outil sur le châssis de levage coudé, sans avoir recours à des vérins autres que ceux déjà prévus sur ce châssis. Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non limitatives - le bras porteur et la bielle de basculement sont articulés directement sur l'armature porte-outil - le bras porteur et la bielle de basculement sont articulés sur un cadre adapté pour être fixé sur l'armature porte-outil - les moyens de retenue et de liaison consistent en une bielle - les moyens de retenue et de liaison consistent en une série de trois bielles articulées d'une part les unes par rapport aux autres autour d'un seul axe et d'autre part, respectivement sur le châssis de levage, l'armature porte-outil ou le cadre, et l'outil ;; - l'outil de manutention basculant est un outil de préhension de balles de paille - l'outil est du type à deux mâchoires manoeuvrables à l'aide d'un vérin et il présente des moyens aptes à assurer le rapprochement et l'écartement mutuel des deux mâchoires de manière synchronisée - l'outil de manutention basculant est une benne. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue de côté d'un dispositif de manutention conforme à l'invention pour la manipulation de balles de paille, monté à l'avant d'un tracteur et réalisant la prise d'une balle - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 dans laquelle la balle de paille est déposée au sol, sur l'une de ses faces planes - la figure 3 est une vue schématique destinée à montrer le fonctionnement du dispositif pour l'empilement de plusieurs balles de paille - la figure 4 est une vue de face de l'outil de préhension de balles de paille du dispositif - la figure 5 est une vue de côté simplifiée d'une variante de réalisation du dispositif. Aux figures 1 et 2, on a représenté partiellement en traits mixtes l'avant d'un tracteur T équipé d'un dispositif de manutention d'un outil 5, conforme à l'invention. Cet outil sert à la préhension de balles de pailles de forme cylindrique. De manière connue et comme déjà évoqué plus haut, le tracteur est équipé d'un chargeur frontal lequel comporte une pièce de montage 10 sur laquelle est articulé, autour d'un axe 11, un châssis de levage coudé. Ce châssis est actionné par un premier vérin à double effet 1 dont le corps est articulé sur la pièce de montage 10 autour d'un axe 12. La tige de ce vérin est articulée sur le châssis de levage autour d'un axe -13. A l'extrémité libre de ce châssis est articulée une armature porte-outil de type connu. L'axe 23 est l'axe de pivotement du porte-outil par rapport au châssis. Le pivotement de ce porte-outil, c'est-à-dire son basculement par rapport à ce dernier, est commandé par un vérin 3 à double effet articulé d'une part sur le châssis de levage et d'autre part sensiblement au centre d'un levier 30. Ce levier peut pivoter par rapport au châssis de levage autour d'un axe 34. A la partie supérieure de ce levier, est articulée l'extrémité d'une biellette 31. L'axe de pivotement est repéré par la référence 35. La seconde extrémité de cette biellette est elle-même articulée sur l'armature porte-outil autour d'un axe 20. L'armature porte-outil, le vérin 3, le levier 30 et la biellette 31 forment un parallélogramme déformable. Par conséquent, si l'on provoque l'extension ou la rétractation de la tige du vérin 3, on provoque le basculement dans un sens ou dans l'autre du porte-outil par rapport à l'axe 23. Sur l'armature porte-outil 2 est monté un cadre 24. Ce dernier comporte dans sa partie supérieure une barre cylindrique 240 qui, de manière connue, est adaptée pour se loger dans des ouvertures semi-circulaires complémentaires prévues sur l'armature porte-outil. De plus, des moyens de fixation automatiques permettent le maintien en place du cadre 24 sur l'armature 2. Le cadre 24 présente une chape 210 dirigée obliquement vers le sol S entre les joues de laquelle est monté un axe d'articulation 21 d'une bielle de basculement coudée 7. Celle-ci est également articulée à son autre extrémité autour d'un axe 54 logé dans une chape 51 formant partie intégrante d'un outil 5, c'est-à-dire fixe par rapport à celui-ci. Le cadre 24 porte également une autre chape non visible sur les figures entre les joues de laquelle est monté un axe d'articulation 22. Sur cet axe est placé un bras triplement coudé 4 qui constitue un bras porteur pour l'outil 5. Bien entendu, ce bras est articule autour d'un axe 56 logé dans une chape 52 qui fait partie intégrante de l'outil 5. Il est placé au voisinage du plan médian longitudinal du chargeur. On notera que la distance qui sépare l'axe d'articulation 21 de la bielle 7 de l'axe de pivotement 23 de l'armature porteoutil est nettement supérieure à celle qui sépare l'axe 22 de l'axe de pivotement 23. On notera que les axes d'articulation 21 et 54 de la bielle de basculement 7 et les axes 22 et 56 du bras porteur 4 sont disposés de telle façon que les droites fictives F1 et F2 (tracées en traits mixtes à la figure 1) qui relient deux à deux ces axes d'articulation sont sécantes en vue de côté, c'est-à-dire lorsque l'on considère les figures 1 et 2. En d'autres termes, ces droites fictives forment une sorte de croix déformable. Le dispositif de l'invention comprend également des moyens de retenue et de liaison 6 de l'outil 5 au châssis de levage 8. Ces moyens consistent en une série de trois biellettes 60, 61 et 62. Ces biellettes sont articulées les unes par rapport aux autres à l'une de leurs extrémités autour d'un axe unique 63. A cet effet, l'extrémité supérieure de la biellette 62 a la forme d'une chape dans lequel est logé l'axe 63. L'autre extrémité de la biellette 60 comporte une pièce de forme générale en "U" 65 apte à s'engager autour d'un téton 80 fixe porté par le châssis 8. Ce téton forme un axe de pivotement pour la pièce 65. Des moyens de fixation tels qu'une goupille, permettent d'éviter que la pièce en "U" 65 ne s'échappe du téton, tout en conservant bien entendu la possibilité d'un mouvement rotatif autour de ce téton. La biellette 61 est, quant à elle, articulée sur l'outil 5 au niveau de l'axe 55 d'une chape 53. Enfin, la biellette 62 est articulée au niveau du cadre 24 autour d'un axe de pivotement 64. Afin que les moyens 6 remplissent effectivement leur fonction de retenue de l'outil, il est important que les axes 55 et 56 soient disposés de telle manière que, quelque soit la position de l'outil, la distance dl (figure 1) qui sépare verticalement l'axe 55 d'un plan P horizontal situé au voisinage du sol S soit toujours supérieure à la distance d2 qui sépare verticalement l'axe 56 de ce même plan P. L'outil 5, qui est représenté en détail à la figure 4, comprend de manière connue deux mâchoires 57 et 57' lesquelles sont manoeuvrables au moyen d'un vérin dont le corps et la tige présentent respectivement les références numériques 91 et 92 sur cette figure. Cet outil comporte des moyens aptes à assurer le rapprochement et l'écartement mutuel des deux mâchoires de manière synchronisée. Nous allons maintenant décrire ces moyens. Les mâchoires 57 et 57' présentent chacune, non loin de leur extrémité opposée aux griffes 572, 572', une pièce de forme générale triangulaire 570, respectivement 570'. Ces mâchoires sont articulées à leur extrémité libre sur une barre 58 de forme sensiblement rectangulaire à laquelle est fixée une pièce 9 de forme générale triangulaire. Cette pièce 9 comporte une lumière 590 qui s'étend perpendiculairement à la barre 58. Le corps 91 et la tige 92 du vérin sont articulés respectivement sur les pièces 570 et 570' autour d'axes 571 et 571'. Sur ces pièces sont également articulées deux biellettes 59 et 59' elles-mêmes articulées l'une par rapport à l'autre. Leur axe d'articulation, repéré par la référence 590, se prolonge par un galet non visible logé à l'intérieur de la lumière 90 de la pièce 9. Le fonctionnement de l'outil est donc le suivant lorsque l'on provoque l'extension de la tige du vérin dans le sens de la flèche f, la mâchoire 57' pivote dans le sens de la flèche g. Simultanément le galet fixé à l'axe d'articulation 590 des deux biellettes 59 et 59' se déplace à l'intérieur de la lumière 90 en direction de la barre 58 de sorte que la mâchoire 57 est également déplacée de manière à se rapprocher de la mâchoire 57'. Bien entendu, si l'on provoque-la rétraction de la tige du vérin, ce sont les mouvements inverses qui sont observés, à savoir l'écartement mutuel des deux mâchoires et le déplacement du galet associé à l'axe d'articulation 590 vers le sommet de la lumière 90. Dans un premier temps, le dispositif est mis en place sur l'armature porte-outil du tracteur de façon à ce que ses deux gorges semi-circulaires s'enclenchent sur la tige 240 du cadre 24. Simultanément, les moyens de fixation automatiques s'enclenchent. On procède alors au rabattement de la biellette 60 sur le téton 80 et on verrouille celle-ci par l'intermédiaire de la goupille. En référence aux figures 1 et 2 on suppose que la balle de paille, qui repose dans un premier temps sur le sol S par sa partie cylindrique doit être mise en place sur ce même sol sur l'une de ses faces planes. L'opérateur qui est en place au poste de conduite du tracteur manipule les commandes à distance des vérins 1 et 3 de sorte que l'outil 5 occupe la position représentée à la figure 1. Pour passer de la position de la figure 1 à celle de la figure 2, il provoque la rétraction du vérin 3. Cette rétraction provoque le basculement de l'armature porte-outil autour de l'axe 23 dans le sens des aiguilles d'une montre lorsque l'on considère les figures 1 et 2. La bielle 7 et le bras 4, qui sont d'une part articulés par rapport au cadre 24 et à l'outil 5 se déplacent également l'un par rapport à l'autre de sorte que l'on obtient la position illustrée à la figure 2. Le fonctionnement relatif des axes 21 et 22 par rapport à l'axe 23 permet d'obtenir une grande amplitude de basculement de l'outil 5, sur plus de 900. La même opération est répétée avec d'autres balles de paille par exemple pour former un empilement tel qu'illustré à la figure 3. Bien entendu, dans cette manoeuvre d'empilement on joue également sur l'extension ou la rétraction de la tige du vérin 1 qui équipe le châssis de levage coudé du tracteur. Bien entendu, le dispositif de l'invention peut être utilisé non seulement pour l'empilement de balles de paille mais également pour leur chargement sur une remorque ou leur déchargement. On a représenté schématiquement à la figure 5 une variante de réalisation du dispositif de l'invention. Selon celle-ci, le bras 4 et la biellette 7 sont articulés directement sur l'armature porte-outil 2 largeur. De plus une biellette unique 66 relie l'outil 5 au châssis coudé 8. Le fonctionnement de cette variante est tout à fait similaire à celui du dispositif déjà décrit. Un outil autre que celui permettant la préhension de balles de paille tel que décrit précédement peut être adapté sur le dispositif. En particulier on peut y adapter une benne de chargement de matériaux ou une fourche de manipulation de balles de paille cylindriques ou parallèlépipèdiques. REVENDICATIONS 1. Dispositif de manutention d'un outil, adaptable sur un chargeur agricole, plus spécialement destiné à équiper un chargeur frontal, du type comportant un châssis de levage coudé (8) actionné par un premier vérin (1), châssis à l'extrémité libre duquel est articulée une armature porte-outil (2) dont le basculement est commandé par un second vérin (3), via un mécanisme à levier (30) et biellette (31), caractérisé en ce qu'il comprend - un outil de manutention basculant (5) - un bras porteur (4) articulé à l'une de ses extrémités à la base de l'armature porte-outil (2) et, à l'autre extrémité sur l'outil (5) - des moyens de retenue et de liaison (6) articulés d'une part sur le châssis de levage (8) et d'autre part sur l'outil (5) - une bielle de basculement (7) articulée d'une part, à l'armature porte-outil (2) et d'autre part, sur l'outil (5) et en ce que - les axes d'articulation (22, 56 ; 21, 54) du bras porteur (4) d'une part, et de la bielle de basculement (7) d'autre part, sont disposés de telle façon que les deux droites fictives (F1, F2) qui relient ces axes, perpendiculairement à ceux-ci, sont sécantes en vue de côté ; - les axes d'articulation (55 ; 56) des moyens de retenue et de liaison (6) et du bras porteur (4) sur l'outil (5) sont disposés de telle façon que, quelle que soit la position de l'outil (5), la distance (dl) qui sépare verticalement l'axe d'articulation (55) des moyens de retenue (6) d'un plan horizontal (P) situé au voisinage du sol (S) est supérieure à la distance (d2) qui sépare, également verticalement, l'axe d'articulation (56) du bras porteur de ce même plan. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras porteur (4) et la bielle de basculement (7) sont articulés directement sur l'armature porte-outil (2). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras porteur (4) et la bielle de basculement (7) sont articulés sur un cadre (24), adapté pour être fixé sur l'armature porte-outil (2). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de retenue et de liaison (6) consistent en une bielle (66). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de retenue et de liaison (6) consistent en une série de trois bielles (60, 61, 62) articulées d'une part les unes par rapport aux autres autour d'un seul axe et d'autre part, respectivement, sur le châssis de levage (8), l'armature porte-outil (2) ou le cadre (24), et l'outil (5). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'outil de manutention basculant (5) est un outil de préhension de balles de paille. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'outil est du type à deux mâchoires (57, 57') manoeuvrables à l'aide d'un vérin (91, 92) et en ce qu'il présente des moyens (59, 59' ; 9) aptes à assurer le rapprochement et l'écartement mutuel des deux mâchoires de manière synchronisée. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'outil de manutention basculant (5) est une benne.