Brevet FR2692613A1 — publié le 19931224

DISPOSITIF DE PRISE ET DE DEPOSE AUTOMATIQUES REVERSIBLES D'UN OUTIL DE TRAVAIL PAR LE PORTE-OUTIL D'UNE MACHINE, NOTAMMENT DE TERRASSEMENT ET OUTIL EN FAISANT APPLICATION La présente invention conerne l'adaptation d'un outil en 505 bout de l'organe de travail d'une machine et elle vise, plus particulièrement, les moyens d'adaptation automatique d'un tel outil sur le bras d'une machine de terrassement, telle qu'un excavateur, chargeur ou une pelle mécanique. La technique antérieure connaît un certain nombre de dispositifs de prise et de dépose automatiques d'un outil de travail, tel qu'un godet ou une pelle, adaptable sur un porte-outil monté, par exemple, sur le bras articulé d'une machine de terrassement. Il est possible de citer, à cet égard, les brevets US 2 963 183, 3 512 665, 4 067 567, le brevet FR 1 504 892 et, plus particulièrement encore, le brevet FR 2 631 052 ( 88-06 248). La solution technique, fournie par cette dernière publication, donne pleinement satisfaction en offrant un dispositif de prise et de dépose automatiques capable d'assurer un support efficace sur le porte- outil, pouvant être sollicité en poussée ou en traction et offrant une compensation automatique des jeux de construction ou d'usure entre les pièces complémentaires de l'outil et du porte-outil. Les exigences des travaux de terrassement ont fait apparaître qu'un tel dispositif connaissait, toutefois, des limites d'utilisation, en raison du fait qu'il confère un sens de montage privilégié de l'outil qui est monté, par exemple s'il s'agit d'un godet, soit en position pelle, soit en position rétro. Dans certaines applications, un tel sens privilégié ne permet pas d'exécuter des travaux particuliers, sauf à changer d'outil chaque fois que l'opération de terrassement l'exige. C'est ainsi que les dispositifs d'adaptation automatique d'outils ne permettent pas d'exécuter précisément, de façon rapide et sans intervention de l'opérateur, des fouilles à parois parallèles verticales et à fonds plats, comme cela est par exemple nécessairement exigé pour le creusement des caveaux et tombes. Pour exécuter une tel Le opération, i L est nécessaire de disposer de deux outi Ls qui doivent être changés pour L'exécution de chaque face verticale, ainsi que pour L'exécution du fond. De même, L'exécution de certaines foui Lles à distance, avec passage sous La fondation d'un mur, sans détérioration de ce Lui-ci, ne peut être correctement envisagée à partir du bras articu Lé d'une pe L Le, en raison de La préorientation qui est conférée à L'outi L. L'exigence de changement d'outi L imp Lique, en conséquence, de disposer de deux matériels qui doivent pouvoir être changés sur place En pratique et en raison de La progression de L'engin de terrassement, i L est certain que, Lors de chaque changement nécessaire, L'outi L recherché ne se trouve pas immédiatement à La disposition de L'opérateur. Dans tous Les cas, i L est aussi nécessaire que L'opérateur intervienne de façon physique pour effectuer Le changement d'outi L en supportant une fatigue importante, souvent cause d'accidents parfois à caractère grave. L'objet de L'invention est de combler La lacune existante en apportant des perfectionnements au dispositif de prise et de dépose automatiques, du type de ce Lui enseigné par La demande FR 2 631 052, de manière à fournir Les moyens permettant d'assurer La prise et La dépose automatiques réversibles d'un même outi L, sans astreindre L'opérateur à un travai L pénib Le exigeant une dépense physique importante. L'objet de La présente invention est d'apporter un caractère de réversibilité, tout en gardant Les avantages d'un dispositif de prise et de dépose automatiques capable d'assurer une compensation des jeux de construction ou d'usure. Pour atteindre L'objectif ci-dessus, Le dispositif de prise et de dépose automatiques réversibles d'un outi L de travai L par Le porte-outil d'un bras d'une machine, notamment de terrassement, qui est du type comportant, en premier Lieu, sur La face arrière de L'outi L, des organes d'adaptation constitués par deux axes coaxiaux s'étendant horizontalement à distance de La face arrière et au moins un organe d'accrochage formant un barreau d'encastrement s'étendant horizontalement et paral LèLement à distance de la face arrière de L'outi L et, en second Lieu, sur Le porte-outil, des moyens'de prise en charge complémentaires aux organes d'adaptation et formés par des Logements ouverts vers le haut, ainsi qu'un moyen de verrouil Lage apte à coopérer avec le barreau d'encastrement et qui comporte, à cet effet, d'une part, une chape d'emboîtement, destinée à recevoir Le barreau d'encastrement et dont Le plan de symétrie horizontal est situé à une distance du fond des logements sensiblement égale à ce L Le séparant Les axes du barreau et, d'autre part, un coin présentant une rampe inc Linée et mû par un actionneur pour être engagé ou dégagé, à travers des lumières présentées par les ai Les de la chape, derrière Le barreau d'encastrement, se trouve caractérisé en ce que la face arrière de l'outi L comporte deux séries parallèles et symétriques de moyens d'adaptation et d'accrochage comprenant chacun deux axes coaxiaux formant organes d'adaptation et qui sont réunis par un barreau d'encastrement aligné formant organe d'accrochage. L'invention a aussi pour objet un outil de travail réversible, dont l'une des faces comporte un dispositif de prise et de dépose automatiques réversibles selon L'invention. Diverses autres caractéristiques ressortent de La description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig 1 est une vue éclatée du dispositif de L'invention. La fig 2 est une coupe prise selon le plan II-II de la fig 1. La fig 3 est une coupe prise selon la Ligne brisée III-III de La fig 2. La fig 4 est une vue en plan montrant un exemple particulier de réalisation de l'objet de L'invention. Les fig 5 et 6 sont des coupes-élévations prises selon les lignes V-V et VI-VI de la fig 4. La fig 7 est une coupe-élévation d'un outil faisant application des moyens de l'invention. La fig 8 est une vue schématique mettant en évidence certains avantages de l'objet de l'invention. De façon schématique, la fig 1 montre le dispositif de l'invention conçu pour permettre la prise ou la dépose automatiques d'un outil 1 par une machine, notamment de terrassement Une telle machine comporte, par exemple, un bras articulé 3 en bout duquel se trouve adapté un porteoutil 4 relié, également, à un vérin d'orientation 5 La machine peut être de tout type convenable, tel qu'un chargeur, un excavateur ou une pelle mécanique De même, l'outil 1, représenté sous la forme d'un godet, n'est donné qu'à titre d'exemple, les moyens de l'invention étant également adaptables à un outil constitué par une pelle ou à tout autre accessoire. L'outil 1 comporte, sur une face ou paroi porteuse 6, généralement dénommée arrière, deux organes supérieurs d'adaptation 7 qui sont constitués par deux axes 8 portés par des joues 9 Les axes 8 sont coaxiaux et s'étendent horizontalement, à distance de la paroi porteuse 6. L'outil 1 comprend, également, à la partie basse de la paroi porteuse 6, un organe inférieur d'accrochage 10 formant un barreau 11, dit d'encastrement, s'étendant, horizontalement et parallèlement, à distance de la paroi 6 Ainsi que cela apparaît plus précisément à la fig 2, le barreau 11 est conformé pour comporter, sur sa face avant orientée en regard de la paroi 6, une rampe 12 inclinée de façon divergente depuis le dessus 11 a en direction du dessous 11 b. Le porte-outil 4 peut être réalisé de différentes façons possibles pour porter les moyens de l'invention complémentaires aux organes 7 et 10 et pour permettre l'adaptation en bout du bras 3 et du vérin 5 A titre d'exemple, le porte-outil 4 comprend une platine porteuse 13 sur la face arrière de laquelle sont rapportés des flasques arrière 14 parallèles entre eux Les flasques 14 délimitent des paliers 15 et 16, respectivement destinés au montage, par l'intermédiaire d'axes amovibles, sur Le bras 3 et sur la tige de vérin 5. La platine 13 porte, sur sa face avant, deux flasques avant 17 dont les parties supérieures présentent des moyens 18 de prise en charge et de coopération avec les moyens 7 Les moyens 18 sont, de préférence, constitués par des logements ouverts à partir du dessus des flasques avant 17 L'ouverture des logements 18 est, au moins en partie, délimitée par un bord incliné 19 assumant une fonction de rampe de guidage, à même de conduire convenablement l'axe 8 correspondant dans le logement 18 qui se présente sous la forme d'un palier lisse semi- cylindrique Les flasques avant 17 présentent une épaisseur voisine mais, dans tous Les cas, inférieure à la longueur des axes 8 comprise entre les joues 9. Les flasques avant 17 et la platine 13 assurent ensemble le support d'une chape d'emboîtement 20 dont les ailes 21 s'étendent horizontalement pour définir entre elles un couloir 22. Le plan de symétrie horizontal P du couloir 22 est disposé à une distance des logements ouverts 18 égale à la mesure verticale séparant les axes coaxiaux 8 du barreau 11 Le couloir 22 présente deux bords convergents en direction de l'âme 24 qui s'étend parallèlement à la platine 13 Le couloir 22 est délimité de manière que sa mesure transversale, dans le plan de la face interne de l'âme 24, soit, dans tous Les cas, supérieure à la hauteur séparant les faces 11 a et 11 b du barreau 11. La chape d'emboîtement 20 fait partie d'un organe de verrouillage 25 qui comporte, par ailleurs, un verrou 26 en forme de coin, porté par un actionneur 27 adapté sur le porte-outil 4. L'actionneur 27 est, de préférence, constitué par un transformateur d'énergie, du type linéaire à double effet, avantageusement constitué par un vérin hydraulique dont le corps 28 est monté sur le porte-outil 4 pour s'étendre verticalement Le vérin 27 possède une tige 29 s'étendant verticalement et en bout de laquelle se trouve adapté le verrou 26 destiné à être engagé ou dégagé de lumières de guidage 30 ménagées dans les ailes 21 de la chape d'emboîtement 20 Les lumières 30 présentent, en section transversale perpendiculaire au plan de la platine 13, une largeur légèrement supérieure à l'épaisseur du coin 26 Le verrou en forme de coin 26 possède, sur sa face orientée en direction de l'âme 24, une rampe 31 inclinée de façon convergente en direction de l'extrémité, selon une pente égale à celle de la rampe 12 du barreau 11. Selon l'invention, les moyens d'adaptation 7 et d'accrochage 11 sont constitués sous la forme de deux séries I et II parallèles et symétriques La série I comprend les deux axes coaxiaux 81 qui sont réunis par un barreau d'encastrement 111 répondant, pour l'essentiel, aux caractéristiques structurelles rappelée ci-dessus La série II est constituée par le barreau d'encastrement 112 aux extrémités duquel sont prévus des axes 82 répondant aux caractéristiques des axes 81 en étant disposés de façon alignée avec ces derniers. Ainsi, chaque série possède un barreau d'encastrement qui est aligné avec deux axes d'adaptation coaxiaux 8 formés en bout et liés à la face arrière 6 par des joues ou analogues 91 ou 92. Selon une disposition de l'invention, qui apparaît à la fig 2, les barreaux d'encastrement 111 et 112 sont réalisés de manière à comporter deux rampes 121 et 122 qui sont formées en contre-dépouille, selon deux orientations inclinées qui sont convergentes depuis la face arrière de l'outil vers un plan de symétrie x-x' médian, parallèle aux deux séries I et II. Les deux barreaux présentent, par ailleurs, chacun une section droite transversale qui est supérieure à celle des axes coaxiaux 8, de manière à délimiter, pour ces derniers et en vis-à-vis des joues 9, des rebords ou épaulements annulaires qui définissent la longueur axiale utile d'adaptation de chaque moyen 8. Comme cela ressort de la fig 1, le dispositif de l'invention permet d'adapter l'outil 1, soit dans le sens illustré en assurant l'engagement des axes 81 dans les logements 18 pour permettre L'adaptation du barreau 112 dans Le cou Loir 22 dans Lequel Le barreau est maintenu par L'engagement du coin 26 dont la rampe 31 vient coopérer avec La rampe 122. L'outi L 1 peut, toutefois, être adapté aussi de façon réversible en étant retourné sur Lui-même, de manière que Les-axes 82 trouvent adaptation dans Les Logements 18 et que Le barreau d'encastrement 111 vienne prendre position dans Le couloir 22 pour y être immobilisé par L'engagement du coin 26 dont La rampe 31 est amenée à coopérer avec La rampe 12 Ainsi, un même outi L, te L qu'un godet, peut être adapté dans un sens ou dans l'autre, pour travailler, soit à La manière d'une pe L Le, soit se Lon un montage rétro, sans que l'opérateur soit astreint à posséder deux outi Ls adaptés et à exécuter des opérations physiques d'adaptation en bout du bras 3 En effet, La dépose d'un outil s'effectue de façon automatique par commande de L'actionneur 27 et Le porte-outil 4 peut alors être uti Lisé pour retourner L'outil 1, afin de présenter inversement Les séries I et II pour admettre une adaptation automatique réversible. Les fig 5 et 6 montrent un exemp Le de réalisation consistant à lier chaque barreau 111 ou 112 à La face arrière 6 de L'outil 1, par L'intermédiaire d'une plaque 50 dans laquelle est ménagée, pour Le passage du coin 26, une fenêtre 41 qui est en partie définie ou délimitée par la rampe 121 ou 122. De cette manière, une reprise d'effort, entre la paroi arrière 6 et le barreau 11, par L'intermédiaire des joues 9, peut intervenir pour renforcer La structure de l'outil qui peut ainsi être, avantageusement, réalisé avec des plaques conformées de plus faible épaisseur pour en alléger Le poids, sans réduire ses caractéristiques de résistance mécanique. La fig 7 montre une disposition avantageuse consistant à mettre en oeuvre, pour les deux séries I et II, des joues 52 communes qui permettent de constituer, avec les plaques 50, une sorte de harnais de reprise d'effort, tant dans le plan vertical que dans le plan horizontal La fig 7 montre, également, que Les plaques 50 peuvent être constituées chacune par une barrette 53 et par une seconde barrette 54, respectivement solidarisées au barreau et à la paroi 6 De cette manière, il est possible de réaliser, de façon pratique, rapide et à un faible coût, un outil, tel que 1, en respectant l'exigence d'alignement et de parallélisme entre les séries I et II qui sont solidarisées aux joues 52. La liaison des joues 52, notamment par soudure sur la paroi 6, permet de placer en vis-à-vis avec recouvrement les barrettes 53 et 54 de chaque plaque 50 et de les solidariser par soudure en étant alors assuré de l'alignement des séries I et II parallèlement à la paroi 6, sans opération de reprise d'usinage. L'exemple de la fig 7 illustre un outil, du type pelle, qui peut être adapté dans un sens ou dans l'autre, de façon réversible, sur le bras 3 d'une machine 60 qui peut être utilisée, comme cela est illustré par la fig 8, pour l'exécution de fouilles F à parois verticales 61 et à fond 62 plat orthogonal, selon des caractéristiques de profondeur et de largeur qui tiennent compte de l'épure de déplacement E susceptible d'être conférée à l'outil par la structure du bras articulé 3. La faculté de montage réversible permet, également, comme cela ressort de la fig 9, de réaliser des fouilles à partir d'un sol d'appui en passant sous un obstacle, tel qu'un mur, une murette ou un muret, sans obligation de démolition partielle de ce dernier. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: 1 Dispositif de prise et de dépose automatiques réversibles d'un outil de travail ( 1) par le porte-outil ( 4) d'un bras ( 3) d'une machine, notamment de terrassement, du type comportant, en premier lieu, sur la face arrière ( 6) de l'outil, des organes d'adaptation ( 7) constitués par deux axes coaxiaux ( 8) s'étendant horizontalement à distance de la face arrière et au moins un organe d'accrochage ( 10) formant un barreau d'encastrement ( 11) s'étendant horizontalement et parallèlement à distance de la face arrière de l'outil et, en second lieu, sur le porte-outil, des moyens ( 18) de prise en charge complémentaires aux organes d'adaptation et formés par des logements ouverts vers le haut, ainsi qu'un moyen de verrouillage ( 20) apte à coopérer avec le barreau d'encastrement et qui comporte, à cet effet, d'une part, une chape d'emboîtement, destinée à recevoir le barreau d'encastrement et dont le plan de symétrie horizontal est situé à une distance du fond des logements sensiblement égale à celle séparant les axes du barreau et, d'autre part, un coin ( 26) présentant une rampe inclinée ( 31) et mû par un actionneur ( 27) pour être engagé ou dégagé, à travers des lumières ( 30) présentées par les ailes de la chape, derrière le barreau d'encastrement, caractérisé en ce que la face arrière de l'outil comporte deux séries (I et II) parallèles et symétriques de moyens d'adaptation et d'accrochage comprenant chacun deux axes coaxiaux ( 81, 82) formant organes d'adaptation et qui sont réunis par un barreau ( 111, 112) d'encastrement aligné avec lesdits axes et formant organe d'accrochage. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les barreaux ( 111, 112) des deux séries présentent, en regard de la face arrière de l'outil, deux rampes ( 121, 122) qui sont inclinées en contre-dépouille selon deux orientations convergentes depuis ladite face vers un plan de symétrie (x-x') médian parallèle aux deux séries. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les barreaux ( 111, 112) sont solidarisés à La face arrière, chacun par une plaque ( 50) délimitant une ouverture ( 51) de passage du coin et qui est en partie définie par la rampe en contre-dépouille ( 12). 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque ( 50) est constituée par deux barrettes ( 53, 54), respectivement solidaires du barreau et de la face arrière, et réunies entre elles par soudure. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les barreaux présentent une section droite transversale supérieure à celle des axes que chacun d'eux forme en bout et qui sont portés par des joues ( 9) solidaires de la face arrière. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les joues ( 52) sont communes aux axes des deux séries et constituent avec les plaques un harnais de reprise d'effort par rapport à la face arrière de l'outil. 7 Outil de travail réversible, notamment pour machine de terrassement, dont l'une des faces comporte un dispositif de prise et dépose automatiques réversible selon l'une des revendications 1 à 6.