Brevet FR2724957A1 — publié le 19960329

L'invention concerne un coupleur à verrouillage autobloquant pour l'accouplement coutils sur un engin de chantier du type pelle hydraulique. Les engins de chantier de type pelle hydraulique présentent un bras articulé équipé d'un godet, un brise-roche, une cisaille, etc. L'outil est en général monté de manière permanente sur le bras par l'intermédiaire de deux axes transversaux, l'un monté sur le bras proprement dit, l'autre sur un levier d'actionnement articulé sur le bras, actionné hydrauliquement par un vérin. Pour faciliter l'utilisation par un même engin de plusieurs outils successivement, sans perte excessive de temps en démontage/remontage d'outils, on a imaginé d'équiper le bras d'un adaptateur compatible avec plusieurs outils. Ce coupleur présente d'une part, des moyens de montage qui lui permettent de se monter sur le bras à la place d'un outil, et d' autre part, des moyens d'accouplement/désaccouplement qui coopèrent avec des moyens complémentaires sur les outils. L'invention se rapporte à un type de coupleur permettant l'utilisation d'outils sous leur forme standard, sans nécessiter aucune modification de ces derniers. Ce coupleur présente comme moyen d'accouplement de l'outil selon l'art antérieur, deux logements transversaux espacés l'un de l'autre, leur écartement correspondant à l'écartement des deux axes de fixation de l'outil sur le bras. Les logements sont ouverts dans des directions différentes. L'un sera ouvert de préférence vers le bas et l'autre dans une direction sensiblement perpendiculaire, par exemple vers l'arrière. Le logement ouvert vers le bas doit comporter un moyen de verrouillage de son ouverture. Ce moyen de verrouillage permet de bloquer un axe d'outil dans le logement, après avoir introduit l'autre axe dans l'autre logement. Dans les coupleurs existants, le moyen de verrouillage est un verrou mobile, constitué par un crochet pivotant. Ce crochet est amené et maintenu en position de verrouillage par un vérin hydraulique, et ramené en position de déverrouillage par un ressort de rappel. En variante, le crochet est maintenu en position verrouillée par le ressort et ouvert par actionnement du vérin. Un coupleur de ce type est décrit dans le brevet US-A-5 082 389 Les coupleurs de ce type présentent plusieurs inconvénients. Notamment, le moyen d'accouplement avec l'outil est maintenu en position verrouillée par le vérin hydraulique. Le vérin doit en conséquence être capable de résister à des efforts extrêmement importants exercés par l'outil.En pratique, le verrouillage est insuffisant dans certaines conditions d'utilisation qui se produisent au cours de l'utilisation d'un engin de chantier. La sécurité de l'accouplement n'est donc pas totale. De plus, on constate l'apparition progressive de jeu des axes d'outils dans les logements. Ces insuffisances de l'accouplement sont encore plus marquées dans le cas où le verrouillage est maintenu par un ressort. Le but de l'invention est de fournir un coupleur pour l'accouplement d'outils ou autres, sans modifications de ces derniers, sur un bras d'engin de chantier de type pelle mécanique, qui permette un accouplement rapide et sûr des outils. A cet effet, le coupleur à verrouillage autobloquant selon l'invention, entre un bras articulé d'un engin de chantier de type pelle hydraulique et un outil équipé de deux axes d'accouplement transversaux avant et arrière, coupleur constitué d'un corps muni d'un moyen de montage sur le bras et d'un moyen d'accouplement avec l'outil constitué par deux logements espacés de la distance entre les deux axes de l'outil et destinés à recevoir les axes de l'outil, l'un des logements étant ouvert dans une direction sensiblement parallèle à la droite reliant les fonds des deux logements et l'autre étant ouvert dans une direction sensiblement perpendiculaire, le logement ouvert perpendiculairement étant muni d'un moyen de verrouillage comprenant un crochet de blocage articulé à pivotement sur le corps entre une position en retrait du logement et une position de blocage obturant l'ouverture du logement de façon à y retenir l'axe de l'outil est caractérisé par le fait que le moyen de verrouillage comprend en outre un contre-crochet de verrouillage orienté dans le sens opposé au crochet de blocage, articulé à pivotement sur le crochet entre une position en retrait du logement et une position de verrouillage entourant le fond du logement, et par le fait qu'un vérin d'actionnement est monté entre le corps du coupleur et le contre-crochet de verrouillage, de façon à actionner le moyen de verrouillage entre une position dite déverrouillée dans laquelle le crochet de blocage et le contre-crochet de verrouillage sont en retrait du logement et une position dite verrouillée dans laquelle le crochet de blocage et le contre-crochet de verrouillage entourent l'axe de l'outil au fond du logement à la manière d'une pince De préférence, si le moyen de montage est placé en partie supérieure du coupleur, le logement disposé à l'avant est ouvert vers le bas et le logement disposé à l'arrière est ouvert vers l'arrière. Avantageusement, le vérin est monté sur le corps de manière à atteindre la position verrouillée en extension. En outre, le vérin peut être muni d'un clapet anti-retour. On comprendra mieux l'invention à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation effectuée en référence aux figures annexées, parmi lesquelles - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un coupleur selon l'invention en position déverrouillée - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, en position verrouillée. Les figures 1 et 2 représentent un coupleur selon l'invention. Ce coupleur présente un corps 1 formé de deux flancs longitudinaux tels que (2) réunis rigidement par des traverses telles que (3). Les deux flancs sont percés chacun en partie supérieure de deux orifices avant (4) et arrière (5). Les orifices des deux flancs sont situés en regard les uns des autres et forment des paliers dans lesquels sont montés deux axes d'accouplement (6) et (7) avec l'extrémité du bras articulé d'un engin de chantier (non représenté). Le coupleur présente également en partie inférieure un moyen d'accouplement (8) avec un outil équipé de deux axes transversaux (9) et (10). Ce moyen d'accouplement (8) est constitué par deux logements (il) et (12) espacés l'un de l'autre. Les deux logements (11) et (12) sont espacés de la distance entre les deux axes (9) et (10) de l'outil. De manière générale, l'un des logements est ouvert dans une direction sensiblement parallèle à la droite reliant les fonds des deux logements et l'autre (11) est ouvert dans une direction sensiblement perpendiculaire. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, le logement disposé à l'avant (11) est ouvert vers le bas et le logement disposé à l'arrière est ouvert vers l'arrière. Ces logement (11) et (12) constituent des logements de réception pour les axes d'accouplement (9) et (10) de l'outil de chantier. Le logement (11) ouvert vers le bas présente un moyen de verrouillage (13). Ce moyen de verrouillage (13) comprend un crochet de blocage (14) articulé par un axe transversal (15) sur le corps (1) de l'organe. Le crochet de blocage (14) est mobile entre une position en retrait du logement (11) (figure 1) et une position de blocage dans laquelle l'extrémité du crochet dépasse en travers et obture l'ouverture du logement (11) (figure 2). de façon à y retenir l'axe (9) de l'outil. De préférence, le crochet de blocage (14) est arrondi du côté intérieur de son extrémité (15). Le moyen de verrouillage (13) comprend en outre un contre -crochet de verrouillage (17) disposé suivant une direction sensiblement perpendiculaire au crochet de blocage (14) et articulé par un axe de rotation (18) sur ce crochet de blocage (14). Ce contre-crochet de verrouillage (17) présente une extrémité (19) orientée en sens opposé de celle (16) du crochet de blocage (14). Le contre-crochet de verrouillage (17) est mobile entre une position soulevée (figure 1) en retrait du logement (11) et une position abaissée (figure 2) entourant le fond du logement (11). Le crochet de blocage (14) et le contre-crochet de verrouillage (17) coopèrent de telle sorte que lorsque le crochet de blocage (14) vient en position de fermeture, le contre-crochet de verrouillage (17) vient en position abaissée de verrouillage derrière l'axe (9) de l'outil préalablement introduit dans le logement (11), le crochet (14) et le contre-crochet (17) formant alors une pince qui enserre l'axe (9) de l'outil. Un vérin d'actionnement (20) est monté par l'intermédiaire d'axes d'articulation (21, 22) sur le corps (1) du coupleur d'une part et sur le contre-crochet de verrouillage (17) d'autre part. Le crochet de blocage (14) est actionné indirectement par le mouvement du contre-crochet de verrouillage (17). Le vérin d'actionnement (20) est connecté au circuit hydraulique de l'engin. Son fonctionnement est commandé depuis le poste de pilotage, par exemple par un simple commutateur de sécurité à deux positions , verrouillée et déverrouillée. Ce vérin (20) permet ainsi d'actionner le moyen de verrouillage (8) entre une position dite déverrouillée dans laquelle le crochet de blocage (14) et le contre-crochet de verouillage (17) sont en retrait du logement (11) et une position dite verrouillée dans laquelle le crochet de blocage (14) et le contre-crochet de verrouillage (17) entourent l'axe (9) de l'outil au fond du logement (11) à la manière d'une pince. Le fonctionnement du moyen d'accouplement (8) du coupleur est le suivant En position de retrait du vérin (20), le crochet de blocage (14) et le contre-crochet de verrouillage (17) se trouvent en position libérant quasi-totalement l'ouverture du logement (11) pour la mise en place des axes (10) et (9) de l'outil dans les logements (12) et (11) (position représentée sur la figure 1). Le conducteur de l'engin amène le coupleur au moyen du bras articulé de l'engin jusqu'à insérer l'axe arrière (10) de l'outil dans le logement arrière (12) du coupleur, puis l'axe avant (9) dans le logement avant (11) en abaissant le coupleur. Il commande ensuite le verrouillage au moyen du commutateur. Le vérin (20) est alors alimenté et actionné en extension ; le contre-crochet de verrouillage (17) est repoussé progressivement vers lavant au-dessus de l'axe avant de l'outil, le crochet de blocage (14) pivotant alors autour de son axe de rotation (15). Au moment où l'extrémité (19) du crochet de verrouillage (17) passe au-delà de l'axe (9) de l'outil, cest-à-dire audelà du fond du logement (11), le contre-crochet de verrouillage (17) bascule vers le bas autour de l'axe (9) d'outil sous l'effet de poussée du vérin (20) et le crochet de blocage (14) est entraîné simultanément en rotation dans le sens opposé. Ces mouvements simultanés amènent le crochet (14) et le contre-crochet (17) à enserrer l'axe (9) de l'outil au fond du logement (11) (position représentée sur la figure 2). L'extrémité recourbée (16) du crochet de blocage (14) ferme alors l'ouverture du logement (11), en bloquant l'axe (9) de l'outil au fond du logement (11). L'extrémité recourbée (16) du crochet de blocage (14) ferme alors l'ouverture du logement (11) en bloquant l'axe (9) de l'outil au fond du logement (11). L'extrémité recourbée (19) du contre-crochet de verrouillage (17) retient le crochet de blocage (14) par l'intermédiaire de l'axe (18), empêchant le crochet de blocage (14) de revenir vers la position d'ouverture. Du fait de l'orientation respective des logements (11) et (12), l'axe arrière (10) de l'outil est bloqué dans le logement arrière 12 du coupleur. Le vérin (20) n'exerce un effort que pour positionner le crochet de verrouillage (17). Cet effort est faible, les forces qui s'exercent sur le contre-crochet de verrouillage (17) étant minimes, comparées aux forces exercées par l'axe de l'outil sur le crochet de blocage (14). Les forces dues au travail de l'outil se répercutent uniquement sur le logement (11) et le crochet de blocage (14). Pour déverrouiller l'accouplement, on commande le retrait du vérin (20) qui entraîne le soulèvement du contre-crochet de verrouillage (17) et le retrait simultané du crochet de blocage (14) jusqu'à libérer totalement l'ouverture du logement (11). L'axe (9) de l'outil peut alors être extrait en soulevant lavant du coupleur jusqu'à pouvoir enfin soulever également l'arrière, de façon à extraire le deuxième axe (10) de l'outil. Le coupleur est prêt pour l'accouplement à un autre outil. Le principal avantage de ce coupleur est que le verrouillage de l'outil n'est pas assuré par l'effort d'un vérin maintenant le crochet de blocage (14) en position de fermeture. Le dispositif d'accouplement(8) est ici autobloquant. En effet, la position du contre-crochet de verrouillage (17) enserrant l'axe de l'outil en position opposée du crochet de blocage (14) empêche tout mouvement de retrait de ce dernier qui libèrerait l'ouverture du logement (11). Le contre-crochet de verrouillage (17) n'est soumis lui-même à aucun effort violent direct, car il est protégé par le fond du logement (11). L'effort du vérin (20) porte uniquement au déplacement du contre-crochet de verrouillage (17). Ainsi, le vérin (20) peut être un vérin de faible puissance, avec les économies de fabrication et de fonctionnement qui en résultent. Avantageusement, le vérin (20) est muni d'un clapet antiretour, afin d'assurer la sécurité de l'accouplement même en cas de discontinuité de l'asservissement hydraulique. REVENDICATIONS 1. Coupleur à verrouillage auto-bloquant entre un bras articulé d'un engin de chantier de type pelle hydraulique et un outil équipé de deux axes d'accouplement transversaux avant (9) et arrière (10), constitué d'un corps (1) muni d'un moyen de montage (4, 5) sur le bras et d'un moyen d'accouplement (8) avec l'outil constitué par deux logements (11, 12) espacés de la distance entre les deux axes (9, 10) de l'outil et destinés à recevoir les axes (9, 10) de l'outil, l'un (12) des logements étant ouvert dans une direction sensiblement parallèle à la droite reliant les fonds des deux logements (11, 12) et l'autre (11) étant ouvert dans une direction sensiblement perpendiculaire, le logement (9) ouvert perpendiculairement étant muni d'un moyen de verrouillage (13) comprenant un crochet de blocage (14) articulé à pivotement sur le corps (1) entre une position en retrait du logement (11) et une position de blocage obturant l'ouverture du logement (11) de façon à y retenir l'axe (9) de l'outil, caractérisé par le fait que le moyen de verrouillage (13) comprend en outre un contrecrochet de verrouillage (17), orienté dans le sens opposé au crochet de blocage (14), articulé à pivotement sur le crochet (14) entre une position en retrait du logement (11) et une position de verrouillage entourant le fond du logement (11) et par le fait qu'un vérin d'actionnement (20) est monté entre le corps (1) du coupleur et le contrecrochet de verrouillage (17), de façon à actionner le moyen de verrouillage (13) entre une position dite déverrouillée dans laquelle le crochet de blocage (14) et le contrecrochet de verrouillage (17) sont en retrait du logement (11) et une position dite verrouillée dans laquelle le crochet de blocage (14) et le contre-crochet de verrouillage (17) entourent l'axe (9) de l'outil au fond du logement (11) à la manière d'une pince. 2. Coupleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que si le moyen de montage est placé en partie supérieure du coupleur, le logement (11) est ouvert vers le bas et le logement (12) est ouvert vers l'arrière. 3. Coupleur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le vérin (20) est monté sur le corps (1) de manière à atteindre la position verrouillée en extension. 4. Coupleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le vérin (20) est muni d'un clapet anti-retour.