Brevet FR2738452A1 — publié le 19970314

DISPOSITIF POUR SAISIR ET SOULEVER DES CHARGES, ADAPTABLE SUR UN CHARGEUR AGRICOLE La présente invention se rapporte à un dispositif pour saisir et soulever des charges, adaptable sur un chargeur agricole. Un tel dispositif est notamment destiné à saisir et soulever des bottes de pailles, en particulier des bottes cylindriques. Il permet notamment de les ramasser dans les champs et de les soulever pour les poser sur un véhicule de transport, ou encore de les empiler les unes sur les autres dans une aire de stockage. On décrit dans le document FR-A-2 591 417 un dispositif de manutention qui comprend une potence dont la flèche porte une pince pendulaire, des moyens pour orienter la pince dans une position horizontale lorsque la flèche est en position basse et des moyens pour bloquer la pince sur la flèche au-delà d'une certaine élévation. L'utilisation d'une flèche, contrairement à un parallélogramme déformable, fait pivoter la charge autour d'un axe unique, de sorte que l'orientation de celle-ci est modifiée au cours du pivotement. Ainsi, lorsque l'on manipule des balles de paille pour les empiler les unes sur les autres et que l'empilement déjà réalisé est de petite hauteur (par exemple deux balles), la balle déplacée, au moment de sa mise en place, se trouve avec son axe longitudinal incliné par rapport à la verticale. Il est alors nécessaire d'actionner la flèche au maximum pour positionner la balle verticalement, puis à l'aide du vérin qui équipe les bras de chargement du tracteur, d'abaisser ceux-ci pour réaliser correctement l'empilement. Par ailleurs, on décrit dans le document FR-B-2 572 377 un dispositif élévateur pour des chargeurs de tracteurs agricoles. Ce dispositif comporte un seul vérin pour l'actionnement des bielles et des différents organes qui déplacent l'outil de prise. Les bielles se déforment à la manière d'un parallélogramme déformable. Cependant, lorsqu'un tel dispositif est utilisé pour la manutention de balles de paille de forme cylindrique, la construction spécifique de cet appareil fait que les balles ne peuvent être prises et soulevées que si elles reposent au sol par leurs génératrices. Si elles reposent sur une de leurs faces planes, le conducteur du tracteur doit les faire basculer avec son véhicule. Ceci est contraignant et consommateur de temps. Ces manipulations sont fastidieuses et consommatrices de temps. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients, c'est-à-dire de fournir un dispositif qui permet de saisir et élever un objet déposé au sol, quelle que soit sa position, tout en étant simple, stable, léger et solide. il s'agit d'un dispositif pour saisir et soulever des charges, adaptable sur un chargeur agricole et plus particulièrement destiné à équiper un chargeur frontal, qui comprend un châssis porteur, un outil de prise en forme de pince articulée, un ensemble de bielles articulées reliant le châssis à l'outil, dont les axes d'articulation sont horizontaux et parallèles entre eux, et un vérin d'actionnement unique dudit ensemble de bielles, adapté pour faire varier l'inclinaison et la position en hauteur de l'outil. Selon l'invention, ledit ensemble de bielles comprend: - une première bielle articulée d'une part sur le châssis et d'autre part sur l'outil de prise, cette première bielle portant une butée apte à venir en appui sur le châssis - une seconde bielle parallèle à la première, formée de deux tronçons télescopiques, aptes à coulisser axialement l'un par rapport à l'autre, articulée également sur le châssis et sur l'outil de prise de sorte que les axes d'articulation des première et seconde bielles formant les sommets d'un quadrilatère déformable, la seconde bielle étant équipée de moyens aptes à stopper le coulissement des deux tronçons quand sa longueur totale est égale à celle de la première bielle, c'est-à-dire quand lesdits axes forment les sommets d'un parallélogramme déformable, et ledit vérin hydraulique est articulé d'une part sur le châssis et d'autre part sur l'un des tronçons coulissants de la seconde bielle de sorte que: - la butée étant en appui sur le châssis, I'actionnement du vérin provoque dans un premier temps le mouvement relatif des tronçons de la seconde bielle, ce qui se traduit par le pivotement dudit outil, jusqu'à ce que les axes des première et seconde bielles forment un parallélogramme, puis dans un deuxième temps, le soulèvement de la butée et le pivotement du parallélogramme déformable, ce qui se traduit par l'élévation dudit outil, sans variation de son assiette. Par ailleurs, selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non limitatives de ce dispositif: - l'axe d'articulation de la seconde bielle sur le châssis est disposé verticalement au-dessous de l'axe d'articulation de la première bielle, la longueur de cette seconde bielle en position complètement rétractée des tronçons étant inférieure à celle de la première bielle et l'actionnement du vérin, c'est-à-dire son allongement, provoque dans un premier temps l'allongement de la seconde bielle;; - I'axe d'articulation de la seconde bielle sur le châssis est disposé verticalement au-dessus de l'axe d'articulation de la première bielle, la longueur de cette seconde bielle en position d'allongement maximum des tronçons étant supérieure à celle de la première bielle et l'actionnement du vérin, c'est-à-dire sa rétraction, provoque dans un premier temps le raccourcissement de la seconde bielle; - lorsque la butée est en appui sur le châssis et le vérin non actionné, les axes d'articulation des bielles forment un trapèze isocèle et les axes d'articulation des bielles sur ledit outil s'étendent dans un plan horizontal, de sorte que l'actionnement du vérin provoque le pivotement de l'outil de 90 ;; - le dispositif comporte une butée articulée sur le châssis apte à venir se plaquer contre l'un desdits tronçons de la seconde bielle pour immobiliser celle-ci en longueur, uniquement au cours de l'élévation et/ou de l'abaissement de l'outil; - ladite butée présente des moyens formant butée aptes à empêcher sa mise en place contre l'un desdits tronçons lors du pivotement de l'outil - ladite butée comporte des moyens de traction aptes à la maintenir plaquée contre l'un desdits tronçons au cours du soulèvement et/ou de l'abaissement de l'outil; - I'articulation du vérin sur la seconde bielle est située à proximité de l'extrémité de celle-ci articulée sur ledit outil de sorte que le vérin contribue à soutenir directement l'outil tout en réduisant les sollicitations exercées sur les bielles. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation préférentiel. Cette description sera faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - les figures 1, 3, 5 et 6 représentent, de manière simplifiée et vu de côté, un dispositif conforme à l'invention, dans quatre positions différentes de prise et d'élévation d'une balle de paille; - la figure 2 est un schéma illustrant la structure et le fonctionnement d'une bielle du dispositif formée de deux tronçons; - la figure 4 est un schéma destiné à montrer la structure et le fonctionnement d'un organe formant butée, apte à se plaquer sélectivement contre l'un des tronçons de la bielle précitée. Aux figures 1, 3, 5 et 6 annexées est représenté un dispositif conforme à l'invention, en place à l'extrémité libre des bras du chargeur frontal d'un tracteur. Les figures précitées étant des vues en plan du dispositif, un seul bras du chargeur apparaît sur les figures. Bien entendu ce dernier comporte deux bras qui s'étendent parallèlement l'un à l'autre. il en va de même pour les bielles et autres éléments du dispositif de l'invention, sauf mention contraire. Ainsi, le dispositif comporte deux bielles jumelles 2. De manière connue, le dispositif comprend un châssis porteur 1 qui est articulé à sa base sur une armature porte-outil de type connu. Ce châssis s'étend généralement verticalement et comporte une partie supérieure 10 légèrement inclinée en direction du tracteur, c'est-à-dire vers la partie gauche des figures. Le dispositif comprend également un outil de prise 6 en forme de pince articulée. Cet outil ne constitue pas en soi l'objet de l'invention de sorte qu'il ne sera décrit plus avant. Toutefois, on précisera qu'il est actionné à l'aide d'un vérin indépendant pouvant être piloté à partir du tracteur. Par ailleurs, le dispositif comporte un ensemble de bielles articulées qui relient le châssis 1 à l'outil 6. Les axes d'articulation de ces bielles sont horizontaux et parallèles entre eux. Cet ensemble de bielles comprend une première bielle 2 qui est articulée d'une part sur le châssis 1, pratiquement en son sommet, et d'autre part sur l'outil de prise 6. On a désigné par les références A et B les axes d'articulation de cette bielle, respectivement sur le châssis et l'outil de prise. Du côté de son extrémité articulée sur l'outil 6, la première bielle 2 est équipée d'une butée 9 formée d'un tampon en caoutchouc qui est disposé sur un arceau 90. Comme le montre la figure 1, la butée 9 peut venir en appui contre le châssis 1 du dispositif. Alors que deux bielles 2 identiques et parallèles sont placées sur le dispositif, une seconde bielle unique est disposée parallèlement aux bielles 2, sensiblement dans le plan médian longitudinal du chargeur. Cette bielle 2' est également articulée sur le châssis 1 et l'outil 6 autour d'axes respectivement désignés C et D. Dans la forme de réalisation représentée aux figures, l'axe C de la seconde bielle 2' est disposé verticalement au-dessous de l'axe d'articulation A de la première bielle. La seconde bielle 2' est formée de deux tronçons télescopiques 3 et 4, le tronçon 3 étant articulé autour de l'axe C tandis que le tronçon 4 est articulé autour de l'axe D. Une telle structure de bielle télescopique est connue en soi, notamment par les documents US-A-3 127999 et FR-B-2 572377. On a représenté à la figure 2 la bielle 2' de manière très schématique. Les tronçons 3 et 4 sont formés de profilés métalliques creux de section rectangulaire, le tronçon 3 étant emmanché à l'intérieur du tronçon 4. Le tronçon 3 présente à son extrémité libre des ergots 31 qui assurent son guidage à l'intérieur du tronçon 4. Il comporte également d'autres ergots 30 aptes à limiter le coulissement des deux tronçons l'un par rapport à l'autre. Dans le même but, le tronçon 4 comporte à son extrémité libre des ergots 40 aptes à venir en butée contre les ergots 30 pour assurer le blocage en longueur de la bielle 2'. On a illustré par la double flèche f le mouvement relatif des deux tronçons. La disposition des ergots 30 et 40 est telle que lorsque la bielle 2' est en position d'élongation maximale, sa longueur est identique à celle de la bielle 2. Le dispositif conforme à l'invention comporte également un vérin hydraulique 5 qui est articulé d'une part sur le châssis 1 et d'autre part sur le tronçon coulissant 4 de la bielle 2. Le point d'articulation du vérin sur ce tronçon est placé non loin de l'axe D. Le dispositif est équipé d'une seconde butée 7 articulée autour de l'axe C de la seconde bielle 2'. il s'agit d'un élément allongé de section droite en forme de "U" inversé apte à venir se plaquer sélectivement contre le tronçon 3 de la biellette 2'. Comme le montre plus particulièrement la figure 4, cette butée 7 est en appui sur un élément 70 solidaire du châssis de sorte qu'elle ne peut pas être rabattue complètement contre ce dernier. Par ailleurs, elle est équipée d'un ressort de traction 8 qui tend à la ramener toujours en appui contre l'élément 70. Comme on le verra plus loin, c'est lorsque la bielle 2' décrit un mouvement de rotation autour de l'axe C que la butée 7 se met en place contre le tronçon 3. Nous allons décrire ci-après le fonctionnement du dispositif de l'invention en référence aux figures 1, 3, 5 et 6. Dans ce but, on supposera que l'on souhaite soulever de terre une balle de paille F, celle-ci reposant sur le sol S par l'une de ses génératrices (situation de la figure 1). Le dispositif étant dans la situation de la figure 1, les pinces de l'outil de prise 6 étant écartées, on approche de la balle F de manière à saisir ses bords opposés à l'aide des pinces. La butée 9 est alors en appui contre le châssis et le vérin 5 a sa tige complètement rétractée à l'intérieur du corps de vérin. On actionne alors le vérin de manière à provoquer l'allongement de sa tige. Le vérin étant articulé sur le second tronçon 4 de la deuxième bielle 2', I'allongement de la tige provoque le coulissement relatif des deux tronçons 3 et 4. En d'autres termes, le tronçon 4 coulisse le long du tronçon 3 jusqu'à ce que les ergots 30 et 40 arrivent en contact les uns avec les autres. La bielle 2' a alors la même longueur que la bielle 2. Au début du mouvement, les axes A, B, C et D formaient les sommets d'un quadrilatère consistant plus précisément en un trapèze isocèle. Par déformation de la seconde bielle 2', les quatre sommets précités forment maintenant un parallélogramme. Durant cette manoeuvre, l'axe B étant fixe du fait de l'appui de la butée 9 sur le châssis 1, c'est l'axe D qui subit une rotation d'un quart de tour dans le sens anti horaire, de sorte que la balle de paille a pivoté de 90" (flèche g, figure 1). C'est la situation de la figure 3 dans laquelle les faces planes opposées de la balle s'étendent horizontalement. La longueur de la seconde bielle 2' étant maintenant rendue fixe par le contact des ergots 30 et 40, I'actionnement du vérin 5, toujours dans le sens de l'extension de sa tige, provoque le déplacement des deux bielles 2 et 2' à la manière d'un parallélogramme déformable, autour des axes de pivotement A et C. Cette manoeuvre est illustrée par les figures 5 et 6. On notera qu'au cours de cette opération, le mouvement de la bielle 2' a interféré avec celui de la butée 7 de telle manière que celle-ci est déplacée en même temps que ladite bielle. La fonction de la butée 7 est essentiellement, en position complètement déployée du dispositif (figure 6) d'empêcher que la bielle 2' ne se rétracte par coulissement du tronçon 4 le long du tronçon 3. Avec ce type de dispositif il est possible de superposer jusqu'à six balles de paille. On notera que lorsque l'on rabaisse le dispositif, la butée 7 revient dans sa position initiale illustrée à la figure 4, dès qu'elle arrive en contact avec l'élément 70. Cela autorise le coulissement relatif (raccourcissement) des tronçons 3 et 4 de la bielle 2'. Lorsqu'une balle de paille repose au sol par l'une de ces faces planes opposées (figure 3), il est possible de la saisir au moyen du dispositif de l'invention en l'actionnant de la manière illustrée à la figure 3, c'est-à-dire avec les deux bielles 2 et 2' de même longueur. Une fois la balle saisie, il est même possible de l'amener dans la position de la figure 1 en rétractant simplement la tige du vérin 5 (pivotement de 90 ). Dans une autre forme de réalisation, I'axe d'articulation C de la seconde biellette 2' est disposé verticalement au-dessus de l'axe d'articulation de la première bielle 2, la longueur de la seconde bielle en position d'allongement maximal des tronçons étant supérieure à celle de la première bielle 2. Dans ce cas, l'actionnement du vérin provoque dans un premier temps le raccourcissement de la seconde bielle 2'. Compte-tenu de la disposition particulière du vérin 5 par rapport à la bielle 2', seule une petite partie des bielles se situe en porte-à-faux.De la sorte, on peut alléger la structure du dispositif en utilisant pour les bielles 2 et 2' des profilés de section moins importante. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour saisir et soulever des charges, adaptable sur un chargeur agricole et plus particulièrement destiné à équiper un chargeur frontal, qui comprend un châssis porteur (1), un outil de prise (6) en forme de pince articulée, un ensemble de bielles articulées (2, 2') reliant le châssis (1) à l'outil (6), dont les axes d'articulation sont horizontaux et parallèles entre eux, et un vérin d'actionnement unique (5) dudit ensemble de bielles, adapté pour faire varier l'inclinaison et la position en hauteur de l'outil (6'), caractérisé en ce que ledit ensemble de bielles comprend:: - une première bielle (2) articulée d'une part sur le châssis (1) et d'autre part sur l'outil de prise (6), cette première bielle (2) portant une butée (9) apte à venir en appui sur le châssis; - une seconde bielle (2') parallèle à la première, formée de deux tronçons télescopiques (3, 4), aptes à coulisser axialement l'un par rapport à l'autre, articulée également sur le châssis (1) et sur l'outil de prise (6), de sorte que les axes d'articulation des première et seconde bielles (2, 2') forment les sommets d'un quadrilatère déformable, la seconde bielle (2') étant équipée de moyens aptes à stopper le coulissement des deux tronçons quand sa longueur totale est égale à celle de la première bielle (2), c'est-à-dire quand lesdits axes forment les sommets d'un parallélogramme déformable, et en ce que ledit vérin hydraulique (5) est articulé d'une part sur le châssis (1) et d'autre part sur l'un des tronçons coulissants (3, 4) de la seconde bielle (2') de sorte que: - la butée (9) étant en appui sur le châssis (1), l'actionnement du vérin (5) provoque dans un premier temps le mouvement relatif des tronçons (3, 4) de la seconde bielle (2'), ce qui se traduit par le pivotement dudit outil (6), jusqu'à ce que les axes des première et seconde bielles (2, 2') forment un parallélogramme, puis dans un deuxième temps, le soulèvement de la butée (9) et le pivotement du parallélogramme déformable, ce qui se traduit par l'élévation dudit outil (6), sans variation de son assiette. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'axe d'articulation de la seconde bielle (2') sur le châssis (1) est disposé verticalement audessous de l'axe d'articulation de la première bielle (2), la longueur de cette seconde bielle (2') en position complètement rétractée des tronçons (3, 4) étant inférieure à celle de la première bielle (2) et par le fait que l'actionnement du vérin (5), c'est-à-dire son allongement, provoque dans un premier temps l'allongement de la seconde bielle (2'). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'axe d'articulation de la seconde bielle (2') sur le châssis (1) est disposé verticalement audessus de l'axe d'articulation de la première bielle (2), la longueur de cette seconde bielle (2') en position d'allongement maximum des tronçons étant supérieure à celle de la première bielle (2) et par le fait que l'actionnement du vérin (5), c'est-à-dire sa rétraction, provoque dans un premier temps le raccourcissement de la seconde bielle (2'). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que lorsque la butée (9) est en appui sur le châssis et le vérin non actionné, les axes d'articulation des bielles (2, 2') formant un trapèze isocèle et par le fait que les axes d'articulation des bielles (2, 2') sur ledit outil (6) s'étendent dans un plan horizontal, de sorte que l'actionnement du vérin (5) provoque le pivotement de l'outil (6) de 90 . 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une butée (7) articulée sur le châssis (1) apte à venir se plaquer contre l'un desdits tronçons (3, 4) de la seconde bielle (2') pour immobiliser celle-ci en longueur, uniquement au cours de l'élévation et/ou de l'abaissement de l'outil (6). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite butée présente des moyens (70) aptes à empêcher sa mise en place contre l'un desdits tronçons (3, 4) lors du pivotement de l'outil (6). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite butée (7) comporte des moyens de traction (8) aptes à la maintenir plaquée contre l'un desdits tronçons au cours du soulèvement et/ou de l'abaissement de l'outil (6). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'articulation du vérin (5) sur la seconde bielle (2') est située à proximité de l'extrémité de celle-ci articulée sur ledit outil (6) de sorte que le vérin (5) contribue à soutenir directement l'outil tout en réduisant les sollicitations exercées sur les bielles (2, 2').