Brevet FR2687893A1 — publié le 19930903

La présente invention concerne un manipulateur de grosses balles de fourrage parallélépipèdiques ou cubiques principalement utilisé comme surelévateur, c'est-à-dire placé à l'extrémité d'une fourche de levage (chargeur) pour augmenter la hauteur que la fourche peut atteindre. Les dispositifs de ce genre comprennent généralement un mât vertical qui constitue l'un des côtés d'un parallélogramme articulé que forme le dispositif élévateur du chargeur. Ce mât reste donc parallèle à lui-même lors de ltélévation ou de la descente des balles de fourrage manipulées. A ce mât est attelée une flèche qui est articulée pour pouvoir pivoter, sous l'action d'un vérin, d'une position horizontale vers une position verticale et inversement. La flèche est pourvue à son extrémité libre d'une pince de préhension des balles à manipuler qui reste perpendiculaire à la flèche. Ainsi quand la flèche est horizontale, la pince est amenée au-dessus de la balle. La balle étant saisie, elle peut être élevée par le chargeur, parallèlement à ellemême; si une surélévation est nécessaire, on commande la mise à la verticale de la flèche. La balle est le plus souvent prise sa plus grande dimension (jusqu'à 2,40 m) transversale, c'est-à-dire-perpendiculaire à la flèche de manière que le porte-à-faux soit réduit au minimum La balle est donc toujours avec sa plus grande dimension horizontale. Or il est quelquefois intéressant de pouvoir disposer la balle parallèlement à la flèche. C'est notamment le cas lorsqu'on veut charger un camion ou une remorque routière. Les balles ayant une largeur proche du gabarit routier, il est avantageux de charger ces balles transversalement à la remorque au moins pour certaines des couches successives empilées sur le véhicule. I1 est donc utile de pouvoir faire tourner les balles pour les orienter alors qu'elles sont suspendues à la flèche. La présente invention entend répondre à ce besoin en fournissant un matériel aisé à mettre en oeuvre et de fonctionnement sûr. A cet effet elle a donc pour objet un manipulateur de balles de fourrage parallélépipèdiques destiné à coopérer avec une fourche de levage comportant: -un mât équipé de ses moyens d'attelage à la fourche de levage, -une flèche articulée au mât par l'une de ses extrémités pour débattre dans un plan vertical entre une position sensiblement horizontale et une position sensiblement verticale, -un vérin attelé entre la flèche et le mât pour contrôler les mouvements de débattement de la flèche, -une pince de préhension disposée en bout de flèche et pourvue de griffes susceptibles d'être refermées sur la balle à saisir, et dans lequel d'une part, la flèche est télescopique, en deux parties coulissantes l'une par rapport à l'autre, an- dis que la pince est articulée à la flèche autour d'un axe perpendiculaire à celle-ci et d'autre part, des moyens d'accouplement sont disposés entre la flèche et l'axe de la pince pour transmettre à la pince des mouvements de rotation autour de son axe d'articulation asservis aux mouvements de coulissement des parties de flèche au-delà d'une extension déterminée de cette dernière. Cette extension déterminée est par exemple celle qui permet une rotation de la balle en étant certain que lors de cette rotation, la balle ne heurte pas le mât au risque de se détériorer sous l'effet du choc. Dans un mode de réalisation particulièrement simple, les moyens d'accouplement sont constitués par un câble attelé entre l'axe de la pince et la partie de flèche articulée au mât et par un organe élastique de rappel attelé entre l'axe de la pince et la seconde partie de la flèche et dont l'effet s'oppose au couple engendré par le câble sur l'axe lorsque l'extension de la flèche est supérieure à la valeur déterminée qui permet la rotation de la balle sans risque. Dans un autre mode de réalisation, les moyens d'accouplement susdits sont remplacés par un vérin double effet qui est commandé dans un sens lorsque l'extension de la flèche fran chit un seuil déterminé et dans l'autre sens lorsque le raccourcissement de cette flèche franchit ce même seuil. On peut également prévoir un dispositif mécanique à base de crémaillères et de pignons pour commander la rotation de la pince avec les mouvements télescopiques de la flèche. I1 conviendrait, par exemple, de mettre en place un pignon à l'extrémité intérieure à l'autre partie de la partie de flèche portant la pince, ce pignon coopérant après une extension déterminée de cette flèche avec une crémaillère solidaire de la partie fixe de la flèche; cette coopération le ferait tourner et sa rotation pourrait être reprise par une seconde crémaillère, coulissante par rapport à l'autre partie de la flèche et entraînant en rotation un second pignon calé sur l'axe porte-pince. Avantageusement, la pince se présente sous la forme d'un grappin dont les griffes sont commandées à l'ouverture et à la fermeture par un vérin unique. Grâce à cette disposition, les griffes penètrent en convergeant dans la balle, traversant ainsi les différents lits de fourrage qui la constituent du fait même du procédé de confection. Cet avantage ne se trouve pas dans les pinces dont les griffes sont oscillantes autour d'axes parallèles car chacune peut ne pénétrer que dans un seul lit et, au moment du soulèvement de la balle, cette dernière peut se défaire aisément et s'éparpiller. Afin de pouvoir prendre des balles de différentes "hauteurs" le mât est constitué par deux montants parallèles comprenant des moyens d'indexation, verticalement espacés les uns des autres, de la position le long du mât d'un bloc fonctionnel portant l'articulation de la flèche et l'une des attaches articulées de son vérin de contrôle, des moyens de bridage étant prévus entre le mât et le bloc fonctionnel. I1 est ainsi possible de prendre des balles hautes sans perdre sur la hauteur d'élévation, comme cela est le cas dans les surélévateurs actuels. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation qui en est donné ci-après. I1 sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est une vue générale du dispositif de l'invention installé comme surélévateur, - les figures 2, 3 et 4 illustrent par des vues de dessus, trois extensions de la flèche du dispositif selon l'invention, - la figure 5 illustre le dispositif dans sa position de surélévation des balles de fourrage, - les figures 6 et 7 sont des vues de dessus des moyens d'accouplement disposés entre la flèche et l'axe de la pince dans deux états caractéristiques, - les figures 8 et 9 sont des vues partielles du mât dans sa version comportant deux montants parallèles pour le réglage de la hauteur de la pince. Un élévateur de balles de fourrage est une sorte de fourche de levage 1, équipant un tracteur agricole 2. Un surélévateur du type de l'invention comporte un mât vertical 3 qui forme le dernier côté du quadrilatère déformable de l'élévateur. A la partie supérieure de ce mât, une flèche 4 est articulée pour pivoter dans un plan vertical. l'axe d'articulation 5 est donc horizontal. Entre la flèche et le mât, un vérin 6 est attelé pour commander et contrôler le débattement de la flèche autour de cet axe 5. La flèche 4 porte à son extrémité libre une pince 7 de préhension dune balle de fourrage parallélépipèdique 8. Cette pince est articulée autour dans un palier 9 solidaire de la flèche et d'axe perpendiculaire à cette dernière. La pince est en forme de grappin, c'est-à-dire qu'elle comporte quatre griffes 10,11,12 et 13 disposées sensiblement en étoile autour l'axe d'un vérin hydraulique de commande 14. Chaque bras de pince est articulé, comme cela est connu dans les grappins, autour d'un axe fixe 15 et 16 ménagé sur un montant 17, 18 et est articulé à l'intérieur des montants 17, 18 au vérin de commande 14. On notera que, comme l'extrémité des quatre bras de l'exemple de réalisation qui est articulée au vérin 14 décrit un arc de cercle, l'articulation en question n'est pas pure : il doit subsister un degré de liberté en translation pour que les différences de trajectoire entre les bras et le vérin soient prises en compte. Le vérin 14 est un vérin à double tige, traversant le corps à ces deux extrémités. La tige est donc fixe et attelée par ses deux extrémités aux supports inférieur et supérieur des montants 17, 18 et c'est au corps mobile du vérin que sont attelés les griffes. Telles que représentées à la figure 1, les griffes sont relevées et le corps du vérin 14 est en position basse; en position haute, le corps du vérin a refermé la pince sur la balle de fourrage 8 où les dents se sont plantées de manière convergente, au-delà d'un plateau appui inférieur P (les griffes relevées se trouvent "derrière" le plateau P). Cette disposition présente l'avantage que chaque dent traverse certainement plusieurs couches de fourrage. On rappellera, en effet que les balles dites "carrées" sont confectionnées en superposant des couches de fourrage. On sait que cette fabrication rend les balles très fragiles, notamment si elle sont posées sur la tranche de leurs couches. Avec un outil connu, il n'est pas inhabituel de prendre les balles- avec des dents qui ont leur déplacement dans des plans paralle les, donc ne tenir la balle que par deux couches, les autres couches n'étant levées que par l'effet faible de friction entre les couches et non du fait de ltemmèlage du fourrage. Le grappin coopère mieux au maintien de la cohésion des balles que les dispositifs connus. Les figures 2, 3 et 4 illustrent la prise transversale des balles par les dents convergeantes vers le centre de la balle, au travers des différentes couches successives représentées sur les balles 8. La flèche du dispositif de l'invention est télescopique. Elle comporte donc deux parties 19 et 20, cette dernière coulissant dans la première. Un vérin hydraulique non représenté est attelé entre les deux parties 19 et 20, et s'étend dans leur volume intérieur. A la figure 2, le dispositif est dans son extension minimale. A titre d'exemple, le porte-à-faux A est de 800mm. A la figure 3 ce porte-à-faux est augmenté de la valeur B soit 580mm. L'axe de la pince est alors éloigné du mât d'une distance d'environ 1400mm. On comprend qu'il soit possible, dans cette configuration, de faire tourner la balle comme le montre la figure 4. Cette rotation est alors sans danger pour la cohésion de la balle car sa longueur maximale est de 2400mm. Cette rotation peut être avantageusement commandée par la poursuite de l'extension de la flèche sur une faible course (de l'ordre de 150mm). Un mode de réalisation des moyens permettant d'asservir la rotation à l'extension finale de la flèche est représenté aux figures 6 et 7. Dans le palier 9, la pince comporte un arbre 21 qui est surmonté d'un disque 22 possédant deux excroissances radiales 23 et 24 (doigts). Le doigt 23 forme le point d'attache d'un câble 25 dont l'autre extrémité est attelée à la partie 19 de la flèche, c'est-àdire celle qui est fixe en translation. La longueur de ce câble comprise entre le doigt 23 et son attache à la partie 19 de la flèche est telle que lorsque l'extension de la flèche atteint la valeur B de la figure 3, le câble est tendu. Une poursuite de l'extension conduit à la rotation du disque 22, donc de la pince 7 dans le pallier 9. Le surcroît d'extension sera limité à la valeur qui correspondra à un quart de tour de la pince (pour les valeurs précédentes, de l'ordre de 150mm). Le rappel de la pince dans sa position d'origine (figures 2 ou 3) lorsque la flèche se rétracte, est assuré par un ressort de rappel 26 qui agit sur une tige 27 attelée au doigt 24 pour créer un couple contraire à celui créé par le câble 25. Le ressort est comprimé entre un épaulement extrême de la tige 27 et une butée 28 solidaire de la partie 20 de la flèche quand le câble agit sur le disque 22 et se détend en entraînant le disque quand l'action du câble diminue du fait de la rétraction de la flèche. La butée 28 est articulée sur la partie 20 de flèche pour prendre en compte la variation d'orientation de la tige lors de la rotation du disque 22. La figure 5 illustre la position prise par le dispositif lorsqu'il est dans sa position de surélévation maximale, c'est-à-dire lorsque la flèche est dressée par le vérin 6 et qu'elle est étendue de la valeur B. Une extension supérieure est, dans cette position de la flèche, prohibée par un dispositif de sécurité limitant l'extension. Aux figures 8 et 9, on remarque que le mât 3 comporte deux montants 29 et 30 écartés l'un de l'autre d'une valeur sensiblement égale à la largeur de la partie 19 de la flèche. Une pièce mécanosoudée 31 comporte des orifices pour le passage de l'axe d'articulation 5 de la flèche et pour celui 32 d'articulation du vérin 6. Cette pièce, qui forme un bloc d'articulation, se loge entre les deux montants du mât et est bridée sur ceux-ci au moyen de pattes 33 et de boulons tels que 34. L'un d'eux constitue un organe d'indexation du bloc fonctionnel d'articulation le long du mât en prenant appui, une fois mis en place, sur des taquets 35 marquant les différents niveaux possibles pour l'altitude de l'articulation de la flèche sur le mât. Ainsi bridée, la pièce fonctionnelle occupe une position telle que l'axe 5 d'articulation de la flèche est situé d'un côté du mât tandis que l'axe 32 d'articulation du vérin 6 est de l'autre côté de ce mât. Les efforts transmis par la flèche au mât sont ainsi mieux répartis. Ce réglage peut être assuré par d'autres moyens que ceux décrits ci-dessus. On peut en effet prévoir des réhausses à insérer entre deux parties haute et basse d'un mât, ces réhausses étant de différentes longueur pour obtenir l'altitude souhaitée de la flèche donc de la pince sans perdre en hauteur de levage. L'un des avantages supplémentaires de l'invention réside dans la possibilité de manipuler des balles cylindriques grâce au mouvement convergent des pinces du grappin. REVENDICATIONS 1 - Manipulateur de balles (8) de fourrage parallélépipèdiques destiné à coopérer avec une fourche (1) de levage comportant: -un mât (3) équipé de ses moyens d'attelage à la fourche de levage, -une flèche (4) articulée au mât (3) par l'une de ses extrémités pour débattre dans un plan vertical entre une position sensiblement horizontale et une position sensiblement verticale, -un vérin (6) attelé entre la flèche (4) et le mât (3) pour contrôler les mouvements de débattement de la flèche, -une pince (7) de préhension disposée en bout de flèche (4) et pourvue de griffes susceptibles d'être refermées sur la balle (8) à saisir, caractérisé en ce que la flèche (4) est télescopique, en deux parties coulissantes (19, 20) l'une par rapport à l'autre, en ce que la pince (7) est articulée à la flèche autour d'un axe (9, 21) perpendiculaire à celle-ci et en ce que des moyens d'accouplement (25, 26, 27) sont disposés entre la flèche (4) et l'axe (21) de la pince pour transmettre à la pince (7) des mouvements de rotation autour de son axe d'articulation asservis aux mouvements de coulissement des parties (19, 20) de flèche au-delà d'une extension déterminée (B) de cette dernière. 2 - Manipulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'accouplement sont constitués par un câble (25) attelé entre l'axe (21) de la pince (7) et la partie (19) de flèche articulée au mât (3) et par un organe élastique de rappel (26) attelé entre l'axe (21) de la pince et la seconde partie (20) de la flèche et dont l'effet s'oppose au couple engendré par le câble (25) sur l'axe lorsque l'extension de la flèche est supérieure à une valeur (B) déterminée. 3 - Manipulateur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la pince (7) se présente sous la forme d'un grappin dont les griffes sont commandées à l'ouverture et à la fermeture par un vérin (14) unique. 4 - Manipulateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pince comporte un plateau perpendiculaire (P) à son axe de rotation pour son appui sur la surface supérieure des balles (8) à manipuler, au-dessus duquel les griffes (10, 11, 12, 13) peuvent être relevées. 5 - Manipulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mât est constitué par deux montants (29, 30) parallèles comprenant des moyens d'indexation (34), verticalement espacés les uns des autres, de la position le long du mât d'un bloc fonctionnel (31) portant l'articulation (5) de la flèche et l'une des attaches (32) articulées de son vérin (6) de contrôle, des moyens de bridage (33) étant prévus entre le mât (3) et le bloc fonctionnel (31). 6 - Manipulateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe d'articulation (5) de la flèche (4) et l'axe d'attache (32) du vérin (6) sont de part et d'autre du mât (3) sur le bloc fonctionnel (31), la flèche étant logée entre les montants du mât.