Brevet FR2750150A1 — publié le 19971226

POIGNEE DE COME D'OUTIL ET DE M:TIEN La présente invention est relative en général aux commandes manuelles utilisées par l'opérateur présent dans la cabine d'un engin de travaux publics et plus particulièrement à une commande manuelle qui sert à la fois de poignée pour retenir l'opérateur tandis qu'il fait fonctionner l'engin de travaux publics et de commande d'outil pour faire fonctionner un outil de l'engin de travaux publics. On connaît plusieurs commandes manuelles qui sont prévues pour fonctionner avec le matériel de chantier et travaux publics sur des terrains accidentés. On cherche à ce que de telles commandes manuelles stabilisent les mouvements de la main de l'opérateur tout en permettant à l'opérateur de faire fonctionner les différents interrupteurs et leviers. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 5 244 066 décrit un dispositif de console de commande avec un reposoir de main prévu pour recevoir la main de l'opérateur de telle façon que le talon de la main de l'opérateur reste en contact intime avec une partie élevée du reposoir de main. Les différentes commandes relatives aux fonctions du véhicule de terrassement sont actionnées par les doigts de l'opérateur sans avoir à bouger le talon de la main depuis la partie élevée du reposoir de main. Ceci permet à l'opérateur d'avoir davantage de précision et de régularité dans la commande des différentes fonctions du matériel de chantier et travaux publics même si son corps est secoué par le véhicule de terrassement lors de la traversée des terrains accidentés. Bien que le dispositif de console de commande du brevet des Etats-Unis d'numérique NO 5 244 066 satisfasse largement aux besoins des fonctions pour lesquelles il a été conçu, il y a néanmoins un besoin pour une commande manuelle qui, en plus de stabiliser le mouvement de la main de l'opérateur tout en permettant à l'opérateur d'actionner différents interrupteurs et leviers, serve aussi de poignée de retenue du corps de l'opérateur pendant le fonctionnement de la machine. Une telle commande manuelle est plutôt adaptée à être utilisée pour les commandes des outils du matériel de chantier et travaux publics. La présente invention vise plus particulièrement un système de commande d'outil utilisé avec un engin de chantier et travaux publics, le système de commande de l'outil comprenant un outil prévu pour être installé sur un engin de chantier et travaux publics, l'outil comprenant des première et seconde plages de mouvement ; un support de main prévu pour être installé sur l'engin de chantier et travaux publics à proximité d'un opérateur ; le support de main comprenant une base, une partie d'extrémité se dressant avec un premier angle depuis la base et une poignée s'étendant à l'extérieur depuis la partie d'extrémité la poignée définissant une extrémité distale et une ouverture entre la poignée et la base prévue pour permettre aux doigts d'un opérateur de s'étendre à l'intérieur afin de saisir la poignée un premier levier de commande installé de façon à être mobile à l'extrémité distale de la poignée, le premier levier de commande étant relié de façon opérationnelle à l'outil pour commander la première plage de mouvement et étant prévu pour être déplacé par le pouce de l'opérateur ; un second levier de commande installé de façon à être mobile sur ladite base, le second levier de commande étant relié de façon opérationnelle à l'outil pour commander la seconde plage de mouvement et étant prévu pour être déplacé par les doigts de l'opérateur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le premier angle est dans la fourchette de 15 à 25 degrés par rapport à la base. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'outil est une défonceuse comprenant une armature qui peut être déplacée à l'intérieur de la première plage de mouvement et comprenant des dents de défonceuse qui peuvent être déplacées à l'intérieur de la seconde plage de mouvement. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le premier levier de commande est guidé en rotation sur l'extrémité distale de la poignée et définit un premier axe de rotation, le premier levier de commande étant prévu pour être mis en rotation par le pouce de l'opérateur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le second levier de commande est guidé en rotation sur la base et définit un second axe de rotation, le second levier de commande étant prévu pour être mis en rotation par les doigts d'un opérateur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le second axe de rotation est perpendiculaire au premier axe de rotation. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le système de commande est utilisé avec un engin de chantier et travaux publics, le système de commande comprenant un premier support de main prévu pour être monté sur un engin de chantier et travaux publics d'un côté de l'opérateur, ledit support de main comprenant un premier levier de commande adapté au mouvement du pouce de l'opérateur et un second levier de commande adapté au mouvement des doigts de l'opérateur ; un second support de main prévu pour être monté sur un engin de chantier et travaux publics de l'autre côté de l'opérateur, le second support de main comprenant une base, une partie d'extrémité se dressant avec un premier angle par rapport à la base et une poignée s'étendant vers l'ex térieur depuis la partie d'extrémité ; la poignée définissant une extrémité distale et une ouverture entre la poignée et la base prévue pour permettre aux doigts d'un opérateur de s'étendre au travers afin de saisir la poignée ; le second support de main incluant un premier levier de commande prévu pour être déplacé par le pouce de l'opérateur et un second levier de commande prévu pour être déplacé par les doigts de l'opérateur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le premier levier de commande du second support de main est guidé en rotation sur l'extrémité distale de la poignée et définit un premier axe de rotation, le premier levier de commande du second support de main étant prévu pour être mis en rotation par le pouce d'un opérateur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le second levier de commande du second support de main est guidé en rotation sur la base et définit un second axe de rotation, le second levier de commande étant prévu pour être mis en rotation par les doigts de l'opérateur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le second axe de rotation est perpendiculaire au premier axe de rotation. La présente invention vise également un procédé de commande d'outil d'un engin de chantier et travaux publics, l'outil comprenant des première et seconde plages de mouvement, ledit engin comprenant un support de main ayant une base, une partie d'extrémité se dressant avec un premier angle par rapport à la base et une poignée s'étendant à l'extérieur de la partie d'extrémité, la poignée définissant une extrémité distale et une ouverture entre la poignée et la base, un premier levier de commande, mobile sur l'extrémité distale de la poignée et relié de façon opérationnelle à l'outil pour commander une première plage de mouvement, et un second levier de commande, mobile sur ladite base et relié de façon opérationnelle à l'outil pour commander une seconde plage de mouvement, ledit procédé comprenant les étapes consistant à saisir la poignée à l'aide de la main d'un opérateur de façon que les doigts de la main s'étendent au travers de l'ouverture pour saisir la poignée et ainsi retenir l'opérateur ; à déplacer le premier levier de commande avec le pouce de la main et ainsi déplacer l'outil à l'intérieur de la première plage de mouvement ; et à déplacer le second levier de commande avec les doigts de la main et ainsi déplacer l'outil à l'intérieur de la seconde plage de mouvement. La présente invention sera décrite plus en détail en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles la figure 1 est une vue de côté d'un tracteur à chaîne selon un mode de réalisation de la présente invention la figure 2 est une vue de dessus de la cabine d'opérateur du mode de réalisation de la figure 1 la figure 3 est une vue de dessus de la commande manuelle installée dans la cabine de la figure 2 la figure 4 est une première vue de côté de la commande manuelle de la figure 3 prise le long de la ligne 4-4 dans la direction indiquée par les flèches la figure 5 est une deuxième vue de côté de la commande manuelle de la figure 3 la figure 6 est une vue en bout de la commande manuelle de la figure 3. Afin de faciliter la compréhension des principes de l'invention, on se référera aux différents modes de réalisation illustrés par les figures et un langage spécifique va être utilisé pour les décrire. On doit néanmoins comprendre que les figures ne sont pas destinées à limiter la portée de l'invention, des modifications supplémentaires du dispositif illustré et des applications supplémentaires des principes de l'invention devant être envisagées comme cela apparaîtrait normalement à l'homme de l'art concerné par l'invention. La figure 1 illustre un engin de chantier et travaux publics 10 qui, dans ce mode de réalisation, est un tracteur à chaîne comprenant des outils, typiquement une lame 12 et une défonceuse 14. Comme cela est pratiqué dans la technique, la défonceuse est utilisée à la partie arrière du tracteur 10 pour casser les mottes et les roches d'une sous-couche de terrain. La défonceuse 14 comprend une armature mobile 16 et un ensemble mobile de dents de défonceuse 18, les deux étant commandés de façon hydraulique par l'intermédiaire de vérins 20 et 22 respectivement, depuis la cabine de l'opérateur 24. L'armature de défonceuse 16 est mobile dans une direction verticale ou généralement perpendiculaire à la sous-couche de terrain pour commander la profondeur de pénétration de l'opération de défonçage. De façon similaire, les dents de la défonceuse 18 sont mobiles en avant et en arrière ou généralement parallèlement à la souscouche de terrain pour contrôler l'angle de coupe de l'opération de défonçage. La lame 12 est également généralement mobile dans les directions verticale et horizontale, étant sous entendu que de telles directions verticale et horizontale comprennent également des rotations autour d'axes verticaux et horizontaux correspondants. La figure 2 illustre la cabine de 11 opérateur 24. Quand il est assis, l'opérateur contrôle la vitesse et la direction en agissant sur le dispositif de console de commande 26 sur sa gauche. Le fonctionnement de l'outil est commandé sur le côté droit de l'opérateur grâce à la poignée de commande et de maintien 28. La fabrication et le fonctionnement du dispositif de console de commande 26 est plus particulièrement détaillé dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 5 244 066 dont le contenu est incorporé ici par référence. Comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 5 244 066, le dispositif de console de commande 26 comprend un couple de leviers installés sur un reposoir de main et actionnés de façon opérationnelle par les extrémités des doigts de la main d'un opérateur. Un bouton rotatif est placé sur le côté du reposoir de main et peut être mis en rotation par le pouce de la main de l'opérateur. Le talon de la main de l'opérateur repose sur un reposoir de main de telle façon qu'il reste en contact intime avec une partie élevée du reposoir de main. Ainsi, la main de l'opérateur est supportée par rapport au tracteur 10 de manière que le pouce et les extrémités des doigts de l'opérateur aient un contrôle plus fin et plus régulier des différentes opérations de l'engin de chantier et travaux publics. Les commandes d'outil de l'art antérieur comprenaient un manche fonctionnant selon les deux axes correspondant aux axes de fonctionnement de l'outil. Cependant, comme l'opérateur est secoué pendant le fonctionnement de l'outil, il peut en résulter un actionnement involontaire de l'outil. En outre, il est souhaitable, sur un plan ergonomique, que l'opérateur puisse se tenir. Ainsi, il est souhaitable que l'opérateur puisse se tenir avec la même main qui fait fonctionner la défonceuse pendant l'opération de défonçage. Les figures 3 à 6 illustrent que la commande et le maintien 28 sont réalisés en prévoyant une poignée fixe en relation avec les commandes de l'outil. Selon le mode de réalisation spécifique représenté, le dispositif de commande et de maintien 28 commande l'opération de défonçage et comprend une base 30, une partie d'extrémité 32 s'étendant selon un premier angle 34 depuis la base 30 et une poignée 36 s'étendant à l'extérieur de la partie d'extrémité 32 afin de définir une extrémité distale 38 de la poignée 36 et une ouverture 40 pour laisser passer les doigts entre la poignée 36 et la base 30. Puisque la poignée 36 est solidaire du tracteur 10 et comprend pour les doigts un jeu suffisant pour que l'opérateur puisse entourer la poignée de ses doigts, l'opérateur peut assurer son maintien en utilisant la main droite serrée autour de la poignée 36 tandis qu'il règle la vitesse et la direction avec sa main gauche reposant sur le dispositif de console de commande 26. Tout en se tenant, l'opérateur peut de plus faire fonctionner la défonceuse comme décrit cidessous. Un premier levier de commande 42 est guidé en rotation à l'extrémité distale 38 de la poignée 36 et définit un premier axe de rotation 44. Le levier de commande 42 commande le mouve ment vertical de la défonceuse 14 grâce à la rotation autour de l'axe 44. La rotation du levier 42 est plus facilement réalisée par le pouce de l'opérateur. Vue dans la direction de la flèche 46, la rotation dans le sens des aiguilles d'une montre du levier 42 déplace la défonceuse vers le haut et la rotation en sens inverse des aiguilles d'une montre du levier 42 déplace la défonceuse 14 vers le bas. Un second levier de commande 48 est guidé en rotation sur la base 30 et définit un second axe de rotation 50. Le levier de commande 48 commande le mouvement d'avant en arrière des dents de la défonceuse 18 grâce à la rotation autour de l'axe 50. La rotation du levier 48 est plus facilement réalisée par les doigts de l'opérateur. Vue dans la direction de la flèche 52 illustrée dans la figure 6, la rotation dans le sens des aiguilles d'une montre du levier 42 déplace les dents de la défonceuse 18 en arrière ou vers l'extérieur et la rotation en sens inverse des aiguilles d'une montre du levier 42 déplace les dents de la défonceuse 18 en avant ou vers l'intérieur. Selon le mode de réalisation illustré, l'axe 44 est normal ou perpendiculaire à l'axe 50. Les deux leviers 42 et 48 sont rappelés vers une position neutre dans laquelle les positions des dents et de l'armature de défonceuse sont conservées. Par exemple, pour amener la défonceuse dans une position souhaitée vers le bas avec ses dents orientées selon un degré voulu, l'opérateur tourne les leviers 42 et 48 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Une fois que la position voulue pour la défonceuse est atteinte, l'opéra- teur relâche les deux leviers qui, rappelés, retournent à leur position neutre sans action, ce qui maintient la défonceuse dans la position souhaitée. Le levier 42 est monté sur un arbre 60 placé dans un alésage 62 de la poignée 36. L'arbre 60 s'étend sur toute la longueur de la poignée 36 et est simplement supporté par des paliers non-métalliques 64. L'extrémité distale 66 de l'arbre 60 comprend une partie clavetée 68 prévue pour s'adapter à la partie intérieure correspondante d'un capteur de position en rotation 70. L'extrémité distale 66 de l'arbre 60 traverse un élément circulaire 72 auquel elle est fixée par une goupille de retenue 74. Une première goupille 76 s'étendant depuis la partie d'extrémité 32 et une seconde goupille 78 s'étendant depuis l'élément circulaire 72 sont placées entre les extrémités dépassantes 80, 82 d'un ressort 84 placé autour de l'arbre 60. Lorsque l'arbre 60 est mis en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à sa position neutre, la seconde goupille 78 tourne et entraîne l'extrémité 80 du ressort 84 tandis que l'extrémité 82 est maintenue en place par la première goupille 76. Inversement, tandis que l'arbre 60 tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport à sa position neutre, la première goupille 76 tourne et entraîne l'extrémité 82 du ressort 84 tandis que l'extrémité 80 est maintenue en place par la première goupille 76. De façon semblable, le levier 48 est installé sur l'arbre 90 placé dans l'alésage 92 de la base 30. L'arbre 90 est également supporté par des paliers non-métalliques 94 et comprend à son extrémité distale 96 une partie clavetée 98 prévue pour recevoir la partie correspondante d'un capteur de position en rotation 100. L'extrémité distale 96 de l'arbre 90 est également reliée à un élément circulaire 102, et des première et seconde goupilles 104, 106 coopèrent de façon similaire avec un ressort 108 pour amener le levier 48 à sa position neutre. Les capteurs de position en rotation 70 et 100 sont des capteurs de position conçus par Caterpillar qui sont montés à l'intérieur de réceptacles de la base 30 et reçoivent les parties clavetées 68 et 98, respectivement. Selon le mode de réalisation représenté, ces capteurs de position sont des Caterpillar P/N 134-6067 disponibles dans les usines de pièces de Caterpillar à 120 Detroit Pkwy, Morton, IL, 61550-1857 et sont décrits dans la documentation correspondante de Caterpillar disponible sous la même référence que les pièces, le contenu de ce document est incorporé ici par référence. Chacun des capteurs 70 et 100 capte la position en rotation de l'arbre et produit un signal de position électronique correspondant à la position de l'arbre. Une centrale électronique reçoit le signal de position et commande le système de vanne de commande hydraulique de l'outil en réponse à la position donnée par le signal. La centrale est prévue pour commander le système de commande hydraulique de l'outil linéairement en fonction de la position de l'arbre, ainsi que non-linéairement en fonction de la position des deux arbres, aussi bien que tous les degrés de changement de position de l'arbre (des petits degrés de changement dans le mouvement de l'arbre entraînant des vitesses faibles de fonctionnement de l'outil - des grands degrés de changement dans le mouvement de l'arbre entraînant des vitesses rapides de fonctionnement de l'outil). Bien que l'invention ait été illustrée et décrite en détail à l'aide des figures et de la description correspondante, cela doit être considéré comme illustratif et non-restrictif, étant entendu que seul un mode de réalisation particulier a été représenté et décrit et que tous changements et modifications conformes à l'esprit de l'invention sont protégés. REVENDICATIONS 1. Système de commande d'outil (26) utilisé avec un engin de chantier et travaux publics (10), le système de commande de l'outil (26) comprenant un outil (12, 14) prévu pour être installé sur un engin de chantier et travaux publics (10) l'outil (12, 14) comprenant des première et seconde plages de mouvement un support de main (28) prévu pour être installé sur l'engin de chantier et travaux publics à proximité d'un opérateur le support de main (28) comprenant une base (30), une partie d'extrémité (32) se dressant avec un premier angle (34) depuis la base (30) et une poignée (36) s'étendant à l'extérieur depuis la partie d'extrémité (32) la poignée (36) définissant une extrémité distale (38) et une ouverture (40) entre la poignée (36) et la base (30) prévue pour permettre aux doigts d'un opérateur de s'étendre à l'intérieur afin de saisir la poignée (36) un premier levier de commande (42) installé de façon à être mobile à l'extrémité distale (38) de la poignée (36), le premier levier de commande (42) étant relié de façon opérationnelle à l'outil (12, 14) pour commander la première plage de mouvement et étant prévu pour être déplacé par le pouce de l'opérateur un second levier de commande (48) installé de façon à être mobile sur ladite base (30), le second levier de commande (48) étant relié de façon opérationnelle à l'outil (12, 14) pour commander la seconde plage de mouvement et étant prévu pour être déplacé par les doigts de l'opérateur. 2. Système de commande d'outil (26) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier angle (34) est dans la fourchette de 15 à 25 degrés par rapport à la base (30). 3. Système de commande d'outil (26) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'outil (12, 14) est une défonceuse (14) comprenant une armature (16) qui peut être déplacée à l'intérieur de la première plage de mouvement et comprenant des dents de défonceuse (18) qui peuvent être déplacées à l'intérieur de la seconde plage de mouvement. 4. Système de commande d'outil (26) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier levier de commande (42) est guidé en rotation sur l'extrémité distale (38) de la poignée (36) et définit un premier axe de rotation (44), le premier levier de commande (42) étant prévu pour être mis en rotation par le pouce de l'opérateur. 5. Système de commande d'outil (26) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second levier de commande (48) est guidé en rotation sur la base (30) et définit un second axe de rotation (50), le second levier de commande (48) étant prévu pour être mis en rotation par les doigts d'un opérateur. 6. Système de commande d'outil (26) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second axe de rotation (50) est perpendiculaire au premier axe de rotation (44). 7. Système de commande (26) utilisé avec un engin de chantier et travaux publics (10), le système de commande (26) comprenant un premier support de main (26) prévu pour être monté sur un engin de chantier et travaux publics (10) d'un côté de l'opérateur, ledit support de main (26) comprenant un premier levier de commande adapté au mouvement du pouce de l'opérateur et un second levier de commande adapté au mouvement des doigts de l'opérateur un second support de main (28) prévu pour être monté sur un engin de chantier et travaux publics (10) de l'autre côté de l'opérateur, le second support de main comprenant une base (30), une partie d'extrémité (32) se dressant avec un premier angle (34) par rapport à la base (30) et une poignée (36) s'étendant vers l'extérieur depuis la partie d'extrémité (32) la poignée (36) définissant une extrémité distale (38) et une ouverture (40) entre la poignée (36) et la base (30) prévue pour permettre aux doigts d'un opérateur de s'étendre au travers afin de saisir la poignée (36) le second support de main (28) incluant un premier levier de commande (42) prévu pour être déplacé par le pouce de l'opérateur et un second levier de commande (48) prévu pour être déplacé par les doigts de l'opérateur. 8. Système de commande (26) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier levier de commande du second support de main (28) est guidé en rotation sur l'extrémité distale (38) de la poignée (36) et définit un premier axe de rotation (44), le premier levier de commande du second support de main (28) étant prévu pour être mis en rotation par le pouce d'un opérateur. 9. Système de commande (26) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le second levier de commande (48) du second support de main (28) est guidé en rotation sur la base (30) et définit un second axe de rotation (50), le second levier de commande (48) étant prévu pour être mis en rotation par les doigts de l'opérateur. 10. Système de commande d'outil (26) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le second axe de rotation (50) est perpendiculaire au premier axe de rotation (44). 11. Système de commande d'outil (26) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier angle (34) est dans la fourchette de 15 à 25 degrés par rapport à la base (30). 12. Procédé de commande d'outil (12, 14) d'un engin de chantier et travaux publics (10), l'outil (12, 14) comprenant des première et seconde plages de mouvement, ledit engin comprenant un support de main (28) ayant une base (30), une partie d'extrémité (32) se dressant avec un premier angle (34) par rapport à la base (30) et une poignée (36) s'étendant à l'extérieur de la partie d'extrémité (32), la poignée (36) définissant une extrémité distale (38) et une ouverture (40) entre la poignée (36) et la base (30), un premier levier de commande (42), mobile sur l'extrémité distale (38) de la poignée (36) et relié de façon opérationnelle à l'outil (12, 14) pour commander une première plage de mouvement, et un second levier de commande (48), mobile sur ladite base (30) et relié de façon opérationnelle à l'outil (12, 14) pour commander une seconde plage de mouvement, ledit procédé comprenant les étapes suivantes saisir la poignée (36) à l'aide de la main d'un opérateur de façon que les doigts de la main s'étendent au travers de l'ouverture (40) pour saisir la poignée (36) et ainsi retenir l'opérateur déplacer le premier levier de commande (42) avec le pouce de la main et ainsi déplacer l'outil (12, 14) à l'intérieur de la première plage de mouvement ; et déplacer le second levier de commande (48) avec les doigts de la main et ainsi déplacer l'outil (12, 14) à l'intérieur de la seconde plage de mouvement.