Brevet FR2817574A1 — publié le 20020607

La présente invention concerne un chargeur frontal à géométrie variable du type utilisé sur des engins de manutention, notamment dans le domaine agricole ou dans le domaine des travaux publics. On sait que les chargeurs de ce type sont constitués de deux bras qui sont articulés à l'une de leurs extrémités respectives sur une platine qui est solidaire de la partie frontale de l'engin et dont les extrémités libres peuvent être pourvues d'outils de divers types, qui sont fonction des différents travaux que l'on souhaite effectuer au moyen du chargeur. Par exemple, les chargeurs utilisent souvent une pelle ou une benne qui est destinée à recueillir des éléments solides divers tels que notamment de la terre ou des gravats. La plupart du temps, cet outil est lui-même monté articulé à l'extrémité libre des bras pivotants du chargeur sous l'action d'un vérin hydraulique de commande. La rotation des bras articulés est commandée par un vérin qui est alimenté en fluide hydraulique par une centrale disposée sur l'engin de manutention. Les chargeurs de ce type présentent un certain nombre d'inconvénients et notamment celui de présenter, sur leur partie frontale, un débattement important lorsque l'outil passe de sa position basse à sa position de hauteur maximale et inversement, et qui correspond à la flèche parcourue par les bras lorsque ces derniers décrivent un arc de cercle. Lorsque l'on souhaite augmenter l'amplitude de fonctionnement du chargeur, c'est-à-dire la différence de hauteur entre sa position basse et sa position haute, on est contraint d'augmenter la longueur du bras et donc du même coup la valeur de la flèche, c'est-à-dire le débattement de l'outil sur la partie frontale de l'engin. Ce débattement supplémentaire, outre la gêne qu'il cause à l'utilisateur et qui contraint parfois ce dernier à agir sur le positionnement de l'engin de manutention en le faisant reculer, présente également l'inconvénient d'augmenter la longueur du bras de levier exercé par la charge sur la partie avant de l'engin de manutention, ce qui a tendance à déstabiliser celui-ci. La présente invention a pour but notamment d'éviter ces inconvénients en proposant un dispositif chargeur qui minimise, voir élimine totalement le débattement de l'outil lorsqu'il passe de l'une à l'autre de ses positions extrêmes et qui permet, à la fois d'augmenter l'importance et les hauteurs de levage des charges transportées. La présente invention a ainsi pour objet un dispositif chargeur du type disposé en partie frontale d'un engin porteur et comprenant au moins un bras principal dont une extrémité est montée à pivotement sur ladite platine sous l'action de moyens de commande, caractérisé en ce que le bras principal est pourvu d'un bras secondaire dont l'une des extrémités est montée articulée à l'extrémité libre du bras principal et l'autre extrémité reçoit un outil de travail, le bras secondaire étant pourvu de moyens de commande de pivotement par rapport au bras principal. On a ainsi constaté que la présente invention permettait d'améliorer la stabilité de l'ensemble constitué par l'engin et le tracteur et ceci même dans le cas d'une augmentation de la hauteur de levage des charges. Les moyens de commande de pivotement du bras principal et/ou du bras secondaire peuvent être constitués par des vérins hydrauliques. Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention, l'outil de travail est pourvu de moyens de commande en rotation par rapport au second bras. Contrairement aux dispositifs de l'état antérieur de la technique, le distributeur hydraulique assurant la commande des vérins hydrauliques n'est pas disposé sur l'engin de manutention mais sur l'un des bras principal ou secondaire. Une telle disposition est particulièrement intéressante en ce qu'elle facilite l'adaptation du chargeur sur les différents types de porteurs sur lesquels il peut être utilisé. Il permet ainsi de réaliser des raccordements standardisés pour tous les types de porteurs et de chargeurs, ce qui permet de simplifier de façon notable les installations sur les engins porteurs et notamment les tracteurs agricoles. Le dispositif suivant l'invention peut également comporter des moyens permettant de régler angulairement le positionnement du bras secondaire en fonction de la position angulaire du bras principal. Une telle disposition permet, au cours du mouvement de relèvement du premier bras, d'agir sur le second bras afin de le ramener vers l'intérieur, c'est-à- dire vers le porteur de façon à minimiser, voir même éviter totalement, le déport vers l'avant de l'outil de travail, au cours du passage de celui-ci, d'une position extrême à l'autre. On fera appel pour ce faire à un calculateur notamment du type microcontrôleur comportant des entrées en liaison avec des moyens capteurs d'au moins la position des bras principal et secondaire, et des sorties aptes à agir sur des moyens de commande de position de ces bras. Ce calculateur pourra comprendre une entrée en liaison avec des moyens capteurs de la position de l'outil et une sortie apte à agir sur des moyens de commande de position de celui-ci. Dans un mode de mise en oeuvre intéressant de l'invention le calculateur comprendra des moyens d'enregistrement et de stockage des valeurs fournies par les capteurs au cours d'un mouvement et des moyens de lecture de ces valeurs et de reproduction de celles-ci par des moyens de commande de position des bras. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue schématique en élévation d'un dispositif chargeur de l'état antérieur de la technique respectivement montré en positions basse et haute de ses bras de commande. La figure 2 est une vue schématique d'un dispositif chargeur suivant l'invention respectivement montré en positions basse et haute de ses bras de commande. La figure 3 est une vue en élévation détaillée d'un mode de mise en oeuvre d'un dispositif chargeur suivant l'invention, représenté en positon basse. La figure 4 est une vue en élévation d'un engin porteur équipé d'un chargeur suivant l'invention, qui montre la trajectoire parcourue par l'outil de ce chargeur ainsi que la trajectoire parcourue par un outil d'un chargeur suivant l'état antérieur de la technique. On a représenté sur la figure 1 un engin porteur 1 conforme à l'état antérieur de la technique qui, de façon schématique, est pourvu sur sa face frontale d'un dispositif chargeur 3'. Ce dispositif chargeur est constitué de deux bras parallèles 5' qui sont coudés et sont ainsi formés d'une première partie 5'a qui, en position basse du chargeur, occupe une position sensiblement horizontale, et une seconde partie 'b solidaire de la première et qui est inclinée vers le bas par rapport à celle-ci, et à l'extrémité de laquelle est disposé un outil de travail, à savoir une benne 7' dans le présent mode représenté. Les bras 5' sont susceptibles d'occuper deux positions extrêmes, à savoir une position basse dans laquelle l'extrémité libre de chaque bras 5' occupe une position H' et une position haute dans laquelle l'extrémité libre de ce même bras occupe une position A', le passage de l'une à l'autre de ces positions extrêmes étant obtenu en décrivant un arc de cercle C. Si, sur ce même engin de manutention 1 on souhaite pouvoir élever la benne 7 à un niveau supérieur, on rallonge la seconde partie 5b du bras 5 si bien que pour passer de sa position basse à sa position haute, son extrémité décrit un second arc de cercle C' de plus grand rayon. On constate, dans ces conditions, que le débattement frontal, ou flèche, c'est- à-dire le déplacement maximal horizontal vers l'avant de l'extrémité du bras 5 lorsque celui-ci passe de la position basse H' à la position haute A', augmente fortement le déséquilibre de l'engin ainsi que la gêne mentionnée précédemment Sur la figure 2 on a représenté le même engin de manutention 1 équipé d'un dispositif chargeur 3 suivant l'invention qui permet d'atteindre la même hauteur maximale A que celui représenté sur la figure 1 avec un débattement frontal bien inférieur, voire même inexistant, permettant de réduire de façon particulièrement substantielle le porte-à- faux exercé par la charge sur l'engin porteur. Le dispositif chargeur 3 comprend ainsi une platine de raccordement 2 qui est reliée à un engin de manutention, non représenté sur le dessin. Il comprend un bras principal 5a, qui est monté articulé par l'une de ses extrémités autour d'une articulation 9 de la platine 2. Le dispositif comprend un bras secondaire 5b qui est articulé par l'une de ses extrémités sur l'extrémité libre du bras principal 5a autour d'une articulation 11. L'extrémité libre du bras secondaire 5b comporte une articulation 13 qui reçoit un outil de travail, ici une benne 7. Dans le mode de mise en oeuvre décrit sur cette figure, les moyens de mise en rotation des bras principal 5a et secondaire 5b sont constitués par des vérins hydrauliques. Ainsi, le positionnement angulaire du bras principal 5a par rapport à la platine 2 est assuré par un vérin hydraulique 17 dont les deux extrémités sont respectivement solidaires d'une articulation 16 de la platine 2 et d'une articulation 16 d'une seconde platine 19 fixée sur le bras principal 5a. Le positionnement angulaire du bras secondaire 5b, par rapport au bras principal 5a, est assuré quant à lui par un second vérin hydraulique 21 dont une extrémité est solidaire de la platine 19 et l'autre extrémité est solidaire d'une platine 23 fixée sur le bras 5b. Le dispositif comporte également des moyens permettant de positionner la benne 7 de façon angulaire afin, par exemple, de la maintenir dans une position horizontale fixe déterminée lorsque le dispositif chargeur passe de la position basse à la position haute et inversement. Ces moyens sont constitués par un troisième vérin hydraulique 22 dont une extrémité est solidaire d'une platine 24 fixée sur le bras secondaire 5b et l'autre extrémité attaque des moyens de biellettes solidaires de la benne 7. Le dispositif comprend un distributeur hydraulique 25 qui contrôle l'alimentation en fluide hydraulique (non représentée sur le dessin) des trois vérins 17,21, 22. Ce distributeur hydraulique est alimenté par une canalisation 27 qui se termine par un connecteur 29 qui est relié à une pompe d'alimentation disposée sur l'engin porteur 1. Le distributeur hydraulique 25 est piloté par un calculateur 28 qui est relié à des capteurs qui lui x permettent, à tout moment, de connaître les positions angulaires des deux bras 1 et 2 et de l'outil de travail tel que la benne 7. On a représenté sur la figure 3 les différents paramètres que ces capteurs ont pour charge de mesurer et d'envoyer au calculateur. On fait ainsi appel à un premier capteur 30 qui mesure l'angle a formé par le bras principal 5a avec la platine 2 et plus précisément l'angle formé par l'axe xx' reliant les articulations 9 et 11 et un axe arbitraire de la platine 2 et notamment un axe yy' reliant les articulations 9 et 16. Un second capteur 32 mesure l'angle f formé par les bras principal 5a et secondaire 5b et plus précisément l'angle formé par l'axe xx' et un axe zz' reliant l'articulation 11 à l'articulation 13. Enfin, un troisième capteur 34 mesure l'angle formé par le bras secondaire 5b avec l'outil de travail, et plus précisément par l'axe zz' de ce bras avec un axe de référence uu' de la benne 7. On pourrait bien entendu en lieu et place des capteurs angulaires 30, 32 et 34 faire appel à des capteurs linéaires mesurant les entraxes respectifs X, Y, Z des vérins de commande 17, 21 et 22 au cours du mouvement, le calculateur 28 étant en mesure de transformer ces variations de longueur en variations angulaires c,f,y. Il est ainsi possible au calculateur 28 d'assurer facilement une synchronisation des mouvements des bras permettant ainsi lorsque l'on passe d'une position basse à une position haute ou inversement, de ramener vers l'intérieur le bras secondaire 5b lorsque le bras principal 5a pivote vers le haut. Ce double mouvement conjugué permet ainsi à l'outil de travail 7 d'éviter ou de minimiser le débattement vers l'avant du dispositif chargeur au cours de sa montée. On a ainsi représenté sur la figure 4 différentes positions successives de l'outil de travail 7, entre sa position inférieure et sa position supérieure A' (trajectoire C), de même que l'on a représenté sur la même figure, la trajectoire de cet outil dans une configuration de type classique (trajectoire C'). Cette figure montre, de façon claire, que le dispositif chargeur suivant l'invention possède un débattement ainsi qu'un porte-à-faux bien inférieurs à ceux de l'état antérieur de la technique, minimisant ainsi le couple exercé par le dispositif chargeur sur l'engin porteur. Suivant l'invention le calculateur 28 pourra comporter des moyens d'enregistrement et de stockage des valeurs prises par les capteurs 30, 32, 34 au cours d'un mouvement, et des moyens de lecture de ces valeurs et de reproduction de celles- ci par les moyens de commande des bras de façon à pouvoir, à la demande, reproduire tel ou tel type de mouvement préalablement enregistré. REVENDICATIONS 1.- Dispositif chargeur du type disposé en partie frontale d'un engin porteur (1) et comprenant au moins un bras principal (5a) dont une extrémité est montée à pivotement sur une platine sous l'action de moyens de commande, caractérisé en ce que le bras principal (Sa) est pourvu d'un bras secondaire (5b) dont l'une des extrémités est montée articulée à l'extrémité libre du bras principal (5a) et l'autre extrémité reçoit un outil de travail (7), le bras secondaire (5b) étant pourvu de moyens de commande de pivotement (21) par rapport au bras principal (5a). 2.- Dispositif chargeur suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de commande de pivotement du bras principal (5a) et/ou du bras secondaire (5b) peuvent être constitués par des vérins hydrauliques (17, 21). 3.- Dispositif chargeur suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les vérins hydrauliques (17, 21) sont alimentés par un distributeur (25) qui est disposé sur l'un des bras principal (5a) ou secondaire (5b). 4.- Dispositif chargeur suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant de régler angulairement le positionnement (5),du bras secondaire (5b) en fonction de la position angulaire (a) du bras principal (5a). i! 5.- Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé en ce que ces moyens de réglage angulaires comprennent un calculateur (28), notamment du type microcontrôleur, comportant des entrées en liaison avec des moyens capteurs 30, 32 d'au moins la position des bras principal (Sa) et secondaire (5b), et des sorties aptes à agir sur des moyens de commande (17, 21) de position de ces bras (5a, 5b). 6.- Dispositif suivant la revendication 5 caractérisé en ce que le calculateur (28) comprend une entrée en liaison avec des moyens capteurs (34) de la position de l'outil (7) et une sortie apte à agir sur des moyens de commande (22) de positon de celui-ci. 7.- Dispositif suivant l'une des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que le calculateur comprend des moyens d'enregistrement et de stockage des valeurs fournies par les capteurs au cours d'un mouvement et des moyens de lecture de ces valeurs et de reproduction de celles-ci par des moyens de commande (17, 21, 22) de position des bras (5a, 5b, 7).