Brevet FR2760029A1 — publié le 19980828

L'invention concerne un dispositif d'accrochage à une barre et un bras de manipulation d'outil le comportant, par exemple un bras d'excavatrice. On connaît déjà des dispositifs d'accrochage à une barre, comportant une embase destinée à être fixée à une machine ou engin fixe ou mobile, destinée à être fixée ou libérée, à volonté selon les besoins, à une barre ou broche fixe ou mobile. Un cas particulier d'application de tels dispositifs d'accrochage concerne la fixation ou libération rapide d'outils à l'extrémité d'un bras de manipulation, par exemple un bras d'excavatrice. Ce besoin de fixation/libération rapide provient notamment de pouvoir changer d'outil en fonction des besoins. Les outils à saisir comportent au moins une barre à laquelle le bras ou tout autre dispositif doit s'accrocher ; pour assurer une bonne solidarisation, y compris en rotation autour de la barre, il y a généralement sur l'outil une deuxième barre, parallèle et fixe par rapport à la première barre. Pour réaliser un tel accrochage à la première barre, il est connu de munir l'embase de moyens délimitant une fente d'accès pour la pénétration ou la sortie radiale de cette barre par un mouvement transversal à la direction selon laquelle s'étend cette fente. Ces moyens ont une configuration de déverrouillage dans laquelle l'accès dans la fente est possible et une configuration de verrouillage dans laquelle cet accés est rendu impossible, par pénétration dans la fente d'un élément d'obstruction. Diverses structures ont été proposées pour cet élément d'obstruction , dans certains cas il s'agit d'un tiroir mobile en translation, sous l'action d'un organe de manoeuvre (un vérin par exemple), entre une configuration escamotable de déverrouillage et une configuration de verrouillage dans laquelle le tiroir est en saillie en travers de la fente, parallèlement à sa direction. Dans d'autres cas, dont les documents WO-95/33895, US - 4.295.287 et FR-2.641.343 donnent des exemples, L'élément d'obstruction est un élément rotatif creux (par exemple un fourreau ou une douille fendue) qui coopère avec des entailles fixes ménagées dans 'embase du dispositif; en configuration de déverrouillage la fente de l'élément rotatif creux est en regard axialement des entailles fixes, tandis qu'en configuration de verrouillage un décalage angulaire entre la fente de l'élément rotatif creux et les entailles fait qu'une portion de cet élément rotatif creux est en travers de ces entailles. La fente de l'élément rotatif et les entailles définissent en toute configuration relative un logement allongé sur l'axe de rotation propre à recevoir la barre lorsque l'élément rotatif creux est en configuration de verrouillage, la barre ne peut ni entrer dans ce logement, ni en sortir. Ces solutions à élément rotatif creux présentent toutefois l'inconvénient qu'il peut subsister un jeu radial éventuellement important entre la barre et le logement en configuration de verrouillage. En fait, le rattrapage de jeux, à l'origine, a été développé pour pallier les dispersions d'entraxes entre les deux barres (sur les outils). Or ce jeu radial peut être rédhibitoire dans certaines applications, en raison par exemple des vibrations et/ou du bruit ou d'une mauvaise répartition des contraintes entre la base et l'embase. Or il est difficile de dimensionner précisément le logement en configuration de verrouillage en sorte que sa section soit exactement celle de la barre. De toutes façons on ne peut alors garantir qu'il n'y aura pas de jeu radial avec d'autres barres qu'à condition d'appliquer des tolérances très strictes dans l'éiaboration de ces barres, ce qui n'est pas réaliste lorsque les diverses barres peuvent appartenir à des équipements d'origines très diverses. L'invention a pour objet de pallier les inconvénients grâce à un dispositif d'accrochage à une barre, du type à élément rotatif creux, par exemple pour la solidarisation temporaire d'un outil tel que godet à un bras de manipulation, dont la structure permette de réaliser, de manière simple, fiable et robuste, non seulement une fonction de verrouillage/déverrouillage, mais aussi une fonction de blocage radial, voire de serrage de la barre, même en cas de tolérance importante quant à la section de la barre en question, en sorte d'assurer une bonne solidarisation entre l'embase et la barre sans que la réalisation de ces fonctions nécessite d'effort manuel important ou délicat de la part d'un opérateur. L'invention propose à cet effet un dispositif d'accrochage à une barre comportant une embase et des moyens délimitant une fente d'accès allongée selon une direction pour la pénétration ou la sortie de la barre transversalement à cette direction, ces moyens comportant au moins une première portion de fente qui est solidaire de l'embase et au moins une seconde portion de fente ménagée dans un élément rotatif creux ayant un débattement en rotation autour d'un axe de rotation parallèle à la direction de la fente et situé à l'intérieur de celle-ci, sous l'action d'un organe de commande, entre une configuration de déverrouillage dans laquelle cette seconde portion de fente est axialement en regard de la première portion de fente en sorte de permettre la pénétration ou la sortie de la barre et une configuration de verrouillage dans laquelle cette seconde portion de fente est angulairement décalée par rapport à la première portion de fente en sorte de définir avec celle-ci un logement fermé adapté à recevoir la barre tout en empêchant cette barre de s'échapper transversalement hors de cette première portion de fente, caractérisé en ce que cet élément rotatif comporte un fond mobile excentré adapté à tourner autour dudit axe de rotation dans un logement cylindrique de cet élément et présentant une surface radialement interne dont la courbure a en tout point un rayon supérieur à sa distance radiale de l'axe, ce fond mobile excentré étant soumis à un élément élastique le sollicitant en rotation dans le sens de verrouillage. On appréciera que grâce au débattement angulaire possible du fond par rapport à l'élément rotatif creux, grâce à la géométrie excentrée de ce fond et grâce au fait que ce fond soit soumis à un effort élastique de rotation dans le sens du verrouillage, un mouvement de l'élément rotatif creux dans le sens du déverrouillage va avoir pour effet de solliciter la barre à l'écart radialement de l'axe, jusqu'à l'amener en butée radiale contre des portions d'appui ménagées en pratique dans la première portion de fente (contre des tranches d'entailles fixes ménagées dans l'embase, par exemple) et de l'y maintenir élastiquement, pendant que le mouvement de l'élément rotatif creux se poursuit, en évitant donc que les contraintes de serrage radial deviennent excessives. Un seul organe de manoeuvre suffit pour les deux fonctions de verrouillage/déverrouillage, et de blocage/serrage, sans nécessiter d'intervention manuelle spécifique pour le blocage. Selon des dispositions préférées de l'invention, éventuellement combinées - ce fond mobile excentré comporte un bras sensiblement radial, adapté à venir en butée contre une portion correspondante de butée de l'élément rotatif, dans le sens du verrouillage, lorsque cet élément rotatif creux est en configuration de déverrouillage, ce bras étant de préférence, relié par l'élément élastique à une zone de fixation solidaire de 'embase, - cet élément élastique est un ressort de traction, - cet élément élastique sollicite le bras selon une direction sensiblement perpendiculaire à la fente que définissent conjointement les première et seconde portions de fente en configuration de déverrouillage, le bras s'étendant au moins approximativement transversalement à l'élément élastique, - L'élément rotatif est une douille fendue s'étendant parallèlement à l'axe, - le bras du fond mobile excentré traverse radialement la douille à la faveur d'une échancrure allongée circonférentiellement, dont une extrémité est formée par ladite portion correspondante de butée de l'élément rotatif, - L'organe de manoeuvre est un vérin s'étendant transversalement à la fente que définissent conjointement les première et seconde portions de fente en configuration de déverrouillage, - le vérin est monté sur l'embase de façon que le mouvement de verrouillage corresponde à une rétraction du vérin, - L'embase comporte deux premières portions fixes de fente disposées axialement de part et d'autre de l'élément rotatif, - le débattement en rotation de l'élément rotatif est d'au moins 90" environ, - le débattement en rotation de l'élément rotatif est d'environ 90 , - le fond mobile excentré a une épaisseur radiale comprise entre 1/3 et 2/3 du rayon du logement cylindrique dans lequel il est engagé, - I'épaisseur radiale du fond vaut environ la moitié du rayon de ce logement cylindrique, - L'embase comporte une seconde fente adaptée à recevoir une seconde barre, cette seconde fente étant parallèle à l'axe de rotation de l'élément rotatif et s'ouvrant sensiblement à l'opposé de la seconde portion de fente lorsque l'élément rotatif est en configuration de verrouillage. L'invention a également pour objet un bras de manipulation muni d'un tel dispositif d'accrochage pour la solidarisation temporaire d'un outil tel qu'un godet. Des objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif d'accrochage conforme à l'invention, - la figure 2 en est une vue de droite, - la figure 3 en est une vue de gauche, avec omission de la plaque latérale de gauche, - la figure 4 en est une vue partielle en perspective montrant les moyens de verrouillage/déverrouillage en configuration de déverrouillage, - la figure 5 est une vue en perspective éclatée de ces éléments de verrouillage/déverrouillage, - la figure 6 est une vue en coupe transversale du dispositif d'accrochage, en configuration de déverrouillage, dans un plan situé en avant des moyens de verrouillage/déverrouillage, - la figure 7 en est une autre vue en coupe transversale, dans un plan passant juste en avant de l'élément élastique agissant sur le fond mobile excentré, - la figure 8 est une vue partielle en perspective similaire à celle de la figure 4, les moyens de verrouillage/déverrouillage étant en configuration de verrouillage, - la figure 9 en est une vue en perspective éclatée, similaire à celle de la figure 5, - la figure 10 est une vue en coupe transversale du dispositif d'accrochage, en configuration de verrouillage, dans le même plan de coupe qu'à la figure 6, - la figure 11 en est une autre vue en coupe transversale, dans le même plan de coupe qu'à la figure 7, et - les figures 12 à 14 représentent trois phases successives dans la fixation temporaire d'un godet à l'extrémité d'un bras de manipulation muni du dispositif d'accrochage des figures 1 à 11. Les figures 1 à 3 représentent un dispositif d'accrochage désigné dans son ensemble par la référence 10. Ce dispositif comporte une embase 1 1 comportant deux flasques latéraux 12 et 13, reliés par des parois transversales avant 14, arrière 15 et inférieure 16 qui forment conjointement avec les flasques latéraux un boîtier. Les flasques latéraux 12 et 13 comportent en partie haute des perçages 17 et 18 destinés à permettre la fixation du dispositif d'accrochage 10 à une machine ou engin non représenté, par exemple un bras de manipulation (voir les figures 12 à 14). Cette embase 11 comporte des moyens délimitant au moins une fente d'accès 19, allongée selon une direction transversale V-V, destinée à permettre la pénétration ou la sortie d'une barre (non représentée) selon un mouvement transversal à V-V. Dans l'exemple représenté cette fente d'accés 19 est ouverte vers le bas. Dans cette embase est en outre ménagée une autre fente transversale 20, parallèle à la fente d'accès 19, destinée à recevoir une autre barre non représentée. Cette autre fente d'accès 20 s'ouvre avantageusement selon une direction de pénétration différente de la direction d'introduction de la fente d'accès 19. Cette fente 20 est ouverte vers le bas et vers l'arrière (c'est-àdire vers la gauche, dans la figure 3). La fente d'accès 20 est définie en partie par des encoches fixes 21 et 22 solidaires des flasques latéraux, et par un élément rotatif creux 23 ayant un débattement en rotation autour d'un axe de rotation parallèle à la direction de la fente et contenu dans cette fente, c'est-à-dire que l'élément rotatif creux 23 est creux le long de son axe de rotation. La direction V-V de la fente n'a pas de position bien déterminée transversalement à elle-même, aussi est-il commode de considérer que cette direction V-V est confondue avec l'axe de rotation de l'élément rotatif creux. Les encoches fixes 21 et 22 sont ici ménagées dans des plaques 12A et 13A rapportées respectivement aux flasques 12 et 13. La plaque 12A a été omise à la figure 3 pour des raisons de lisibilité. Cet élément rotatif creux 23 est de préférence allongé ; il est ici constitué d'une douille (ou fourreau) fendue longitudinalement et s'étendant entre les encoches 12A et 13A. Comme cela apparaît plus clairement aux figures 4 et 5, cet élément rotatif creux 23 délimite intérieurement un logement cylindrique 25 centré sur l'axe de rotation V-V, dans lequel est engagé un fond mobile excentré 24, comportant une surface extérieure 26 longeant le logement cylindrique et une surface radialement interne concave 27 dont la courbure, en tout point, a un rayon supérieur à la distance radiale de ce point à l'axe de rotation V-V. Ce rayon peut être unique si cette surface radialement interne est une portion de cylindre. Le fond mobile excentré 24 a de préférence une épaisseur radiale d comprise entre 1/3 et 2/3 du rayon R du logement cylindrique 25 de l'élément rotatif creux (ou de la surface radialement externe de ce fond). Dans l'exemple représenté cette épaisseur vaut environ la moitié de ce rayon. La fente d'accès est définie conjointement par les encoches 12A et 12B et, entre celles-ci par l'élément rotatif creux 23 et son fond 24. Comme cela ressort de la figure 5, qui représente l'élément rotatif creux 23 et son fond 24 avec un décalage axial substantiel, le fond 24 est lui-même allongé selon l'axe de rotation V-V. Comme cela ressort en particulier des figures 5 et 7, le fond mobile excentré 24 comporte un bras 30 sensiblement radial, adapté à venir en butée, par une portée 31, contre une portion correspondante de butée 32 ménagée sur l'élément rotatif creux 24. De manière préférée, le bras 30 traverse radialement l'élément rotatif creux 24 à la faveur d'une échancrure 33 allongée circonférentiellement, dont une extrémité est formée par la portion de butée 32 précitée. L'élément rotatif creux 24 est commandé en rotation autour de l'axe de rotation V-V par un organe de manoeuvre 35 qui est de préférence constitué d'un vérin agissant tangentiellement et s'étendant de préférence transversalement à la fente 19 (ce vérin s'étend ici selon une direction sensiblement horizontale, alors que la fente est ouverte verticalement vers le bas). Ce vérin 35 est ici fixé en une extrémité à la paroi arrière 15 de l'embase 11. Quant au bras 30 du fond mobile excentré 24, il est soumis à l'action tangentielle d'un élément élastique 36, ici également fixé à la paroi arrière 15 de l'embase 11. Cet élément élastique est par exemple un ressort ; il sollicite de préférence le fond mobile excentré selon une direction sensiblement perpendiculaire à la fente 19, c'est-à-dire, ici, horizontalement, tandis que le bras s'étend de préférence transversalement à l'élément élastique. Les figures 1 à 7 représentent l'élément rotatif creux (et le fond mobile excentré 24 en configuration de déverrouillage, permettant la pénétration d'une barre 100 dans la fente 19 (après engagement d'une éventuelle barre 200 dans la fente 20). Comme indiqué ci-dessus le bras 30 est en butée contre l'extrémité 32 de l'échancrure circonférentielle 33. Les figures 8 à 11 représentent par contre l'élément rotatif creux 23 et son fond mobile excentré 24 en configuration de verrouillage. Le passage de la configuration de déverrouillage à la configuration de verrouillage correspond sur les figures à une rotation dans le sens trigonométrique. De manière préférée, ce mouvement de rotation tend à orienter la fente de l'élément rotatif creux à l'opposé de la seconde fente 20 (lorsqu'elle existe). Ce mouvement de verrouillage correspond ici à un mouvement de rétraction du vérin. Le débattement en rotation de l'élément rotatif creux 23 est de préférence au moins égal à 90C environ, en sorte d'assurer une bonne obturation de la sortie des encoches 21 et 22. Il est toutefois suffisant en pratique que ce débattement soit de l'ordre de 90" environ. On appréciera que les encoches 21 et 22, ainsi que l'élément rotatif creux 23, sont dégagés le long de l'axe de rotation ce qui garantit qu'un logement axial subsiste lorsque l'élément 23 et son fond 24 ne sont plus en phase avec ces encoches. La barre 100 est engagée dans ce logement. L'élément élastique 36 agit sur le bras dans le sens du verrouillage (il s'agit dans l'exemple considéré d'un ressort de traction) en sorte, normalement, de maintenir les butées 31 et 32 en contact. Lorsque, du fait de sa géométrie excentrée, le fond 24 commence à appliquer la barre radialement contre une zone périphérique, par exemple une tranche latérale des encoches 21 et 22, L'élément élastique tend à lui faire suivre la rotation de l'élément rotatif creux et accroître le serrage radial de la barre, mais autorise ce fond à tourner sur une moindre amplitude pour éviter que l'effort de serrage devienne trop important : les butées 31 et 32 se séparent (voir la figure 11). En variante, cet élément élastique pourrait être tendu selon une direction circonférentielle, entre le fond mobile excentré 24 et l'élément rotatif creux 23 lui-même. Les figures 12 à 14 représentent un bras de manipulation 50, par exemple constitué par le balancier d'une excavatrice, non représentée, muni en son extrémité inférieure du dispositif d'accrochage 10 défini aux figures 1 à 11. A la figure 12, le dispositif 10 est complètement à l'écart d'un outil 60, ici constitué d'un godet, muni de deux barres ou broches de suspension 61 et 62. Une première étape consiste à engager l'une de ces barres, en l'occurrence la barre 62 dans la fente fixe 20 du dispositif d'accrochage (voir la figure 13). On fait ensuite pivoter le dispositif d'accrochage autour de cette barre 62 jusqu'à faire pénétrer la barre 61 dans la fente 19 (voir la figure 14); il n'y a plus alors qu'à rétracter le vérin, ce qui assure à la fois le verrouillage et le blocage/serrage radial de la barre 62. Il est à noter que ce blocage ne se fait pas nécessairement contre une partie réelle des encoches, mais peut résulter indirectement du serrage de l'autre barre 62 au fond de sa fente. Pour des raisons de sécurité un brochage, non représenté, peut être prévu pour compléter la solidarisation entre le dispositif 10 et l'outil 60. La mise en place de ce brochage de sécurité ne nécessite toutefois aucun effort particulier de la part d'un opérateur. Le déverrouillage s'effectue en inversant les étapes précitées. II va de soi que la description qui précède n'a été proposée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif (10) d'accrochage à une barre comportant une embase (11) et des moyens (21, 22, 23, 24) délimitant une fente d'accès allongée selon une direction (V-V) pour la pénétration ou la sortie de la barre transversalement à cette direction, ces moyens comportant au moins une première portion de fente (21, 22) qui est solidaire de l'embase et au moins une seconde portion de fente ménagée dans un élément rotatif creux ayant un débattement en rotation autour d'un axe de rotation (V-V) parallèle à la direction de la fente et situé à l'intérieur de celle-ci, sous l'action d'un organe de commande (35), entre une configuration de déverrouillage dans laquelle cette seconde portion de fente est axialement en regard de la première portion de fente en sorte de permettre la pénétration ou la sortie de la barre et une configuration de verrouillage dans laquelle cette seconde portion de fente est angulairement décalée par rapport à la première portion de fente en sorte de définir avec celle-ci un logement fermé adapté à recevoir la barre tout en empêchant cette barre de s'échapper transversalement hors de cette première portion de fente, caractérisé en ce que cet élément rotatif (23) comporte un fond mobile excentré (24) adapté à tourner autour dudit axe de rotation dans un logement cylindrique (25) de cet élément et présentant une surface radialement interne (27) dont la courbure a en tout point un rayon supérieur à sa distance radiale de l'axe, ce fond mobile excentré étant soumis à un élément élastique (36) le sollicitant en rotation dans le sens de verrouillage. 2. Dispositif d'accrochage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ce fond mobile excentré (24) comporte un bras sensiblement radial (30), adapté à venir en butée (31) contre une portion correspondante de butée (32) de l'élément rotatif, dans le sens du verrouillage, lorsque cet élément rotatif creux est en configuration de déverrouillage. 3. Dispositif d'accrochage selon la revendication 2, caractérisé en ce que cet élément élastique (36) est un ressort de traction. 4. Dispositif d'accrochage selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que cet élément élastique (36) sollicite le bras selon une direction sensiblement perpendiculaire à la fente que définissent conjointement les première et seconde portions de fente en configuration de déverrouillage, le bras (30) s'étendant au moins approximativement transversalement à l'élément élastique (36). 5. Dispositif d'accrochage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'élément rotatif (23) est une douille fendue s'étendant parallèlement à l'axe. 6. Dispositif d'accrochage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bras (30) du fond mobile excentré (24) traverse radialement la douille à la faveur d'une échancrure (33) allongée circonférentiellement, dont une extrémité est formée par ladite portion correspondante de butée (32) de l'élément rotatif (23). 7. Dispositif d'accrochage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre (35) est un vérin s'étendant transversalement à la fente que définissent conjointement les première et seconde portions de fente en configuration de déverrouillage. 8. Dispositif d'accrochage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le vérin (35) est monté sur l'embase de façon que le mouvement de verrouillage corresponde à une rétraction du vérin. 9. Dispositif d'accrochage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'embase (11) comporte deux premières portions fixes de fente (21, 22) disposées axialement de part et d'autre de l'élément rotatif (23). 10. Dispositif d'accrochage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le débattement en rotation de l'élément rotatif (23) est d'au moins 90C environ. 11. Dispositif d'accrochage selon la revendication 10, caractérisé en ce que le débattement en rotation de l'élément rotatif (23) est d'environ 90C 12. Dispositif d'accrochage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le fond mobile excentré (24) a une épaisseur radiale comprise entre 1/3 et 2/3 du rayon du logement cylindrique (25) dans lequel il est engagé. 13. Dispositif d'accrochage selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'épaisseur radiale du fond vaut environ la moitié du rayon de ce logement cylindrique. 14. Dispositif d'accrochage selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'embase (11) comporte une seconde fente (20) adaptée à recevoir une seconde barre (200), cette seconde fente étant parallèle à l'axe de rotation de l'élément rotatif et s'ouvrant sensiblement à l'opposé de la seconde portion de fente (23) lorsque l'élément rotatif est en configuration de verrouillage. 15. Bras de manipulation (50) comportant un outil (60) tel qu'un godet muni d'une barre de suspension (62) , comportant un dispositif d'accrochage conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 14, dont embase (11) est solidaire du bras. 16. Bras de manipulation selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'outil comporte une seconde barre de suspension (61) fixe et parallèle à ladite barre de suspension, et embase (11) comporte une seconde fente (20) adaptée à recevoir la seconde barre, cette seconde fente étant parallèle à l'axe de rotation de l'élément rotatif et s'ouvrant sensiblement à l'opposé de la seconde portion de fente lorsque l'élément rotatif est en configuration de verrouillage.