Brevet FR2854909A1 — publié le 20041119

La présente invention a pour objet un dispositif de couplage d'un outil à l'extrémité de la flèche ou pré-flèche d'un engin tel qu'une pelle hydraulique. L'invention vise un dispositif permettant d'attacher et de 5 détacher de façon rapide et de façon simple, sans intervention directe d'un opérateur, un outil, comme un balancier, un marteau-piqueur, ou une foreuse, à l'extrémité de la flèche ou d'une pré-flèche d'un engin tel qu'une pelle hydraulique. Le problème technique à la base de l'invention est de réaliser ce 10 couplage de façon simple, en ne mettant en oeuvre qu'un nombre restreint de pièces complémentaires, et en assurant la reprise des efforts par les organes de liaison d'origine du balancier. A cet effet, le dispositif qu'elle concerne, comporte un coupleur monté à l'extrémité de la flèche et une interface montée sur l'outil, le 15 coupleur comprenant d'une part des crochets ouverts destinés à recevoir un axe de l'outil et d'autre part, en regard du côté ouvert des crochets, des moyens de verrouillage destinés à coopérer avec des moyens complémentaires appartenant à l'interface de l'outil, le coupleur comportant en outre au moins un crochet monté pivotant sur le corps du 20 coupleur et destiné à venir recouvrir l'axe de l'outil et verrouiller celui-ci dans les crochets précités de réception du coupleur, en position montée de l'outil sur la flèche. Si la flèche est considérée en position horizontale, les crochets de réception de l'axe de l'outil sont situés en partie basse et ouverts vers 25 le haut, et les moyens de verrouillage de l'interface sont situés en partie haute. Il doit être noté que le coupleur est articulé sur l'axe de l'extrémité de la flèche, et est actionné par le vérin prévu sur la flèche pour actionner traditionnellement le balancier ou l'outil. Suivant une première forme d'exécution de ce dispositif, les 30 moyens de fixation de l'interface sur le coupleur, situés en regard du côté ouvert des crochets sont constitués par deux surfaces respectivement du coupleur et de l'interface venant en contact, et par un système à excentrique monté sur le coupleur, et dont l'excentrique est destiné à venir prendre appui contre une surface de l'interface, pour maintenir celle-ci 35 plaquée contre le coupleur, en position montée de l'outil sur la flèche. L'excentrique de verrouillage de l'interface peut être actionné par un vérin. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque crochet de verrouillage de l'axe de l'outil est associé d'une part à des moyens 5 d'actionnement entre une position de libération et une position de verrouillage de l'axe de l'outil, et d'autre part à des moyens de blocage en position verrouillée de l'axe. Selon une première possibilité, les moyens d'actionnement de chaque crochet de verrouillage sont constitués par un vérin à double effet 10 dont le corps est articulé sur le coupleur et dont la tige est articulée sur le crochet ou une pièce solidaire de celui-ci. Selon une variante de réalisation, les moyens d'actionnement de chaque crochet de verrouillage comprennent au moins un ressort d'actionnement vers la position de verrouillage de l'axe et des moyens 15 distincts d'actionnement vers la position de libération de l'axe. Selon une forme préférée de mise en oeuvre, dans ce dernier cas, les moyens de blocage de chaque crochet en position de verrouillage de l'axe sont constitués par un système à excentrique comprenant un excentrique monté pivotant sur le corps du coupleur sous l'action d'un 20 vérin, destiné à venir prendre appui contre une surface du crochet, pour maintenir celui-ci en position bloquée, lorsque l'outil est monté sur la flèche. Suivant une possibilité, un doigt ou similaire, solidaire de l'excentrique, est destiné à venir prendre appui contre une surface ou un 25 organe solidaire du crochet pour actionner celui-ci vers sa position de libération de l'axe, lorsque l'excentrique est actionné de sa position de blocage du crochet vers sa position de libération de celui-ci, ou d'actionner le crochet vers sa position de blocage de l'axe lorsque l'excentrique est actionné en sens inverse. Conformément à une forme avantageuse de réalisation de ce dispositif, les excentriques, respectivement de verrouillage de l'interface sur le coupleur et de blocage du crochet de verrouillage de l'axe de l'outil, possèdent des surfaces venant en contact l'une avec l'autre, en position montée de l'outil sur la flèche, les surfaces de contact des deux 35 excentriques étant sensiblement planes pour celle de l'excentrique de verrouillage de l'interface et en forme de portion de cylindre pour celle de l'excentrique de blocage du crochet de verrouillage, de telle sorte que l'excentrique de blocage du crochet de verrouillage sécurise le verrouillage de l'interface sur le coupleur. Il doit être noté que lors du déverrouillage, il convient d'abord 5 d'actionner l'excentrique associé aux crochets de verrouillage de l'axe de l'outil, avant de pouvoir actionner l'excentrique qui assure la fixation de l'interface sur le coupleur. Selon une autre forme d'exécution de ce dispositif, les moyens de fixation de l'interface sur le coupleur sont constitués par au moins un 10 pêne ou similaire associé à un actionneur hydraulique, tel qu'un vérin, d'axe parallèle à l'axe d'accrochage de l'outil, destiné à venir s'engager dans une cavité ménagée dans l'interface de l'outil, en position montée de l'outil sur la flèche. Conformément à une possibilité, dans ce cas, I'interface de 15 I'outil présente une surface inclinée de guidage du pêne, correspondant à un recul de celui-ci au cours de l'opération de couplage, la cavité de l'interface comportant du côté de l'arrivée du pêne une surface d'appui inclinée depuis le fond de la cavité vers l'extérieur et vers le côté d'arrivée du pêne, tandis que le pêne possède un méplat de même inclinaison, 20 destiné à venir en contact avec la surface d'appui de la cavité, en position montée de l'outil sur la flèche. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens de blocage des crochets de verrouillage de l'axe de l'outil sont constitués par un pêne associé à un actionneur hydraulique tel qu'un vérin d'axe parallèle 25 à celui des crochets, ce pêne prenant appui, en position ouverte des crochets contre la face latérale d'un crochet, et étant destiné à venir s'engager dans une cavité ou un évidement de ce crochet, lorsque celui-ci est en position de verrouillage de l'axe de l'outil. Il doit être noté que les solutions de verrouillage de l'interface 30 sur le coupleur et de blocage des crochets de verrouillage de l'axe de l'outil peuvent être combinées, une solution à excentrique pouvant être associée à une solution à verrouillage par un pêne, quelle que soit la position de l'excentrique et quelle que soit la position du pêne de verrouillage pour réaliser l'un ou l'autre des deux types de verrouillage. De toute façon l'invention sera bien comprise, à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif. Figure 1 est une vue générale d'une flèche de pelle hydraulique reliée à un balancier par l'intermédiaire du dispositif selon l'invention. Figure 2 est une vue en perspective éclatée et à échelle agrandie d'une première forme d'exécution de ce dispositif. Figures 3 et 4 sont deux vues, en coupe longitudinale et à échelle agrandie, d'un premier type de verrouillage de l'interface sur le coupleur, au cours du verrouillage et après verrouillage. Figure 5 est une vue de côté et à échelle agrandie du dispositif selon l'invention. Figure 6 est une vue en coupe de ce dispositif selon la ligne VIVI de figure 5. Figure 7 est une vue en perspective montrant un crochet de 15 verrouillage de l'axe de l'outil et un dispositif de blocage de celui-ci. Figure 8 est une vue en perspective représentant deux crochets de verrouillage de l'axe de l'outil avec un autre mode de blocage. Figure 9 est une vue de côté représentant une autre forme d'exécution du crochet de verrouillage de l'axe de l'outil et un autre mode 20 d'actionnement de celui-ci. Figures 10 et 1 1 sont deux vues de côté, partiellement en coupe, représentant le dispositif selon l'invention dans deux positions, avec mise en oeuvre de deux excentriques respectivement pour le verrouillage de l'interface sur le coupleur et pour le blocage des crochets 25 de verrouillage de l'axe de l'outil. La figure 1 représente une flèche 2 appartenant à une pelle hydraulique. Sur cette flèche 2 est destiné à être monté de façon amovible un balancier 3 comportant un axe 4. La flèche 2 est équipée d'un vérin hydraulique à double effet 5 qui est habituellement destiné à actionner 30 directement le balancier 3. A l'extrémité de la flèche 2 est monté un coupleur 6, alors que le balancier 3 est équipé d'une interface 7. Le coupleur 6 comprend, en partie basse, deux crochets 8 ouverts vers le haut, dans lesquels est destiné à venir se loger l'axe 4 du balancier. Si besoin est, I'axe 4 du balancier peut être équipé d'éléments le 35 prolongeant, pour permettre l'engagement dans les crochets 8. Il peut s'agir, par exemple, de deux fourreaux disposés sur l'axe de part et d'autre du balancier, permettant d'immobiliser à section constante l'axe en translation, sans intervention sur le balancier. Dans la forme d'exécution représentée aux figures 2 à 4, l'interface est constituée par un bloc 9 fixé sur le balancier, en partie haute 5 de celui-ci, comprenant notamment une cavité 10, débouchant vers l'intérieur. Sur le coupleur 6 est fixé un vérin hydraulique 12 dont la tige porte un pêne 13 destiné à venir s'engager dans la cavité 10. L'interface 9 comporte une surface de guidage 14 pour le pêne 13, cette surface de guidage étant inclinée de façon à correspondre à un recul du pêne 13 10 lorsque celui-ci est déplacé le long de la surface 14 en direction de la cavité 10. En outre, la cavité 10 comporte, du côté de la surface de guidage 14, une surface 15 inclinée depuis le fond de l'interface vers l'extérieur de celle-ci et en direction de la surface de guidage 14. Cette surface inclinée est destinée à coopérer avec un méplat 16 de même 15 inclinaison que comporte le pêne 13. Cet agencement permet de rattraper le jeu au niveau des zones de contact du système à l'aide du vérin hydraulique 12, un effort résiduel étant constamment développé par le vérin hydraulique 12. Les figures 3 et 4 représentent le dispositif de verrouillage de la 20 partie haute de l'interface respectivement au cours de la phase d'approche et au début de la phase de verrouillage. Le pêne 13 commence à reculer lorsqu'il se déplace le long de la surface de guidage 14, avant de pénétrer dans la cavité 10. L'orientation des faces 15, 16 et les conditions de frottement 25 sont telles qu'une action du balancier sur le pêne est directement reprise par la structure du coupleur et non par le vérin hydraulique d'actionnement du doigt. Les figures 5 à 7 montrent que le coupleur est équipé de deux crochets de verrouillage 17, montés articulés autour de l'axe 18 dont est 30 équipée la flèche 2 et qui sert également au montage du coupleur 6, ces deux crochets 17 étant destinés à venir verrouiller l'axe 4 du balancier lorsque celui-ci est introduit dans les crochets 8 du coupleur 6. Il ressort également de la figure 5, que sur le coupleur 6 est articulé le vérin 5 habituellement destiné à l'actionnement du balancier 3. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 5, les crochets 17 sont actionnés par un vérin hydraulique 20 dont le corps est monté sur le coupleur 6. Pour assurer le blocage des crochets de verrouillage 17 en 5 position de verrouillage de l'axe 4, il est prévu un vérin hydraulique 22 d'axe parallèle à l'axe 18 d'articulation des crochets 17, ce vérin 22 portant un pêne 23 qui, lorsque le crochet est en position d'ouverture et destiné à prendre appui sur la face intérieure du crochet et qui lorsque le crochet 17 est en position verrouillée vient s'engager dans un 10 évidement 24 du crochet, empêchant toute ouverture accidentelle de celuici. La figure 8 représente une variante des moyens de blocage des crochets 17 de verrouillage. Dans ce cas, le blocage est réalisé par l'intermédiaire de deux excentriques 25, articulés sur le coupleur 6 autour 15 d'un axe 26, et actionnés en rotation par un vérin hydraulique à double effet 27. La figure 9 représente une variante d'exécution dans laquelle les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références que précédemment. Dans ce cas, chaque crochet de verrouillage est normalement maintenu en position verrouillée sous l'action d'un ressort 28. Comme précédemment, un excentrique 25 actionné par un vérin 27 assure le blocage du crochet 17 en position de verrouillage. Sur cet excentrique 25 est fixé un doigt 29 qui, lorsque l'excentrique est déplacé de la position 25 représentée à la figure 9 vers une position de déverrouillage, vient prendre appui derrière un pion 30 solidaire du crochet 17, pour actionner le crochet 17 vers sa position d'ouverture. Les figures 10 et 11 représentent une variante d'exécution dans laquelle les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références que 30 précédemment. On trouve dans cette forme d'exécution le principe de l'actionnement de chaque crochet 17 vers sa position d'ouverture par le contact du doigt 29 sur la pièce 30 au moyen de la surface repérée guide ouverture (29a), et l'actionnement vers sa position de fermeture par le 35 contact de 29 et 30 au moyen de la surface repérée guide fermeture (29b). Le blocage du crochet 17 en position verrouillée est réalisé par un excentrique 25. Dans cette forme d'exécution, I'interface de verrouillage de la partie haute est constituée par une pièce 32 comportant une surface de butée 33 contre une surface complémentaire 34 du coupleur, et une surface 35 en forme de crochet, derrière laquelle est destiné à venir 5 s'engager un excentrique 36 monté sur le coupleur 6, et actionné par un vérin 37. Il est à noter qu'en position de verrouillage, représentée à la figure 10, une surface sensiblement plane 38 de l'excentrique 36 est en contact avec une surface cylindrique 39 de l'excentrique 25. L'excentrique 25 sécurise donc le verrouillage de la partie haute. Pour 10 réaliser le déverrouillage, il convient tout d'abord d'actionner l'excentrique 25 dans le sens des aiguilles d'une montre, mouvement au cours duquel la surface cylindrique 39 de l'excentrique 25 va échapper à la surface plane 38 de l'excentrique 36. L'excentrique 36 pourra alors être actionné également dans le sens des aiguilles d'une montre, pour échapper 15 à la surface 35 de l'interface 32. Il est visible sur la figure 11, qu'au cours de ce mouvement, le doigt 29, associé à l'excentrique 25, assure le pivotement du crochet 17 vers sa position d'ouverture. L'accrochage du balancier est effectué de façon simple, par préhension de l'axe 4 de celui-ci à l'aide des crochets 8 du coupleur, puis 20 mise en contact des surfaces 33 et 34 respectivement de l'interface et du coupleur, avant actionnement par les vérins hydrauliques 27 et 37 des excentriques 25 et 36. Comme il ressort de ce qui précède, I'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un dispositif de 25 conception simple, permettant l'adaptation sur la flèche d'une pelle hydraulique ou d'un autre engin, de différents types d'outils. Comme il va de soi l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment qu'il serait possible de combiner, dans un même dispositif, des moyens de verrouillage à doigts coulissants actionnés par un vérin hydraulique et des moyens de verrouillage à excentrique, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de couplage d'un outil (3) à l'extrémité de la flèche (2) ou de la pré-flèche d'un engin tel qu'une pelle hydraulique, caractérisé en ce 5 qu'il comporte un coupleur (6) monté à l'extrémité de la flèche (2) et une interface (7) montée sur l'outil, le coupleur comprenant d'une part des crochets ouverts (8) destinés à recevoir un axe (4) de l'outil, et d'autre part, en regard du côté ouvert des crochets (8), des moyens (13, 36) de verrouillage destinés à coopérer avec des moyens complémentaires (9, 32) appartenant à l'interface 10 de l'outil, le coupleur comportant en outre au moins un crochet (17) monté pivotant sur le corps du coupleur (6) et destiné à venir recouvrir l'axe (4) de l'outil et verrouiller celui-ci dans les crochets (8) précités de réception du coupleur, en position montée de l'outil (3) sur la flèche (2) . 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les 15 moyens de fixation de l'interface sur le coupleur, situés en regard du côté ouvert des crochets (8) sont constitués par deux surfaces (34, 33) respectivement du coupleur (6) et de l'interface (32) venant en contact, et par un système à excentrique (36) monté sur le coupleur, et dont l'excentrique est destiné à venir prendre appui contre une surface (35) de l'interface (32), pour 20 maintenir celle-ci plaquée contre le coupleur (6), en position montée de l'outil (3) sur la flèche (2). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque crochet de verrouillage (17) de l'axe (4) de l'outil est associé d'une part à des moyens d'actionnement entre une position de libération et une 25 position de verrouillage de l'axe de l'outil, et d'autre part à des moyens de blocage en position verrouillée de l'axe. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement de chaque crochet de verrouillage (17) sont constitués par un vérin à double effet (20) dont le corps est articulé sur le coupleur et dont 30 la tige est articulée sur le crochet (17) ou une pièce solidaire de celui-ci. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement de chaque crochet (17) de verrouillage comprennent au moins un ressort (28) d'actionnement vers la position de verrouillage de l'axe et des moyens distincts d'actionnement vers la position de libération de 35 I'axe. 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les moyens de blocage de chaque crochet (17) en position de verrouillage de l'axe sont constitués par un système à excentrique comprenant un excentrique (25) monté pivotant sur le corps du coupleur (6) sous l'action d'un 5 vérin (27), destiné à venir prendre appui contre une surface du crochet, pour maintenir celui-ci en position bloquée, lorsque l'outil (3) est monté sur la flèche (2). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un doigt (29) ou similaire, solidaire de l'excentrique (25), est destiné à venir 10 prendre appui contre une surface ou un organe (30) solidaire du crochet (17) pour actionner celui-ci vers sa position de libération de l'axe (4), lorsque l'excentrique (25) est actionné de sa position de blocage du crochet (17) vers sa position de libération de celui-ci, ou d'actionner le crochet (17) vers sa position de blocage de l'axe (4) lorsque l'excentrique (25) est actionné en sens 15 inverse. 8. Dispositif selon les revendications 2 et 6, caractérisé en ce que les excentriques (36, 25), respectivement de verrouillage de'l'interface (32) sur le coupleur (6) et de blocage du crochet de verrouillage (17) de l'axe (4) de l'outil, possèdent des surfaces (38, 39) venant en contact l'une avec l'autre, en 20 position montée de l'outil sur la flèche, les surfaces de contact des deux excentriques étant sensiblement planes pour celle (38) de l'excentrique (36) de verrouillage de l'interface (32) et en forme de portion de cylindre pour celle (39) de l'excentrique (25) de blocage du crochet de verrouillage (17), de telle sorte que l'excentrique (25) de blocage du crochet de verrouillage (17) sécurise le 25 verrouillage de l'interface (32) sur le coupleur (6). 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation de l'interface sur le coupleur sont constitués par au moins un pêne (13) ou similaire associé à un actionneur hydraulique (12), tel qu'un vérin, d'axe parallèle à l'axe d'accrochage (4) de l'outil (3), destiné à venir 30 s'engager dans une cavité (10) ménagée dans l'interface de l'outil, en position montée de l'outil sur la flèche. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'interface de l'outil présente une surface inclinée (14) de guidage du pêne (13), correspondant à un recul de celui-ci au cours de l'opération de couplage, la 35 cavité (10) de l'interface comportant du côté de l'arrivée du doigt une surface d'appui inclinée (15) depuis le fond de la cavité (10) vers l'extérieur et vers le côté d'arrivée du doigt, tandis que le pêne (13) possède un méplat (16) de même inclinaison, destiné à venir en contact avec la surface d'appui (15) de la cavité, en position montée de l'outil (3) sur la flèche (2). 11. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les 5 moyens de blocage des crochets de verrouillage (17) de l'axe (4) de l'outil (3) sont constitués par un pêne (23) associé à un actionneur hydraulique (22) tel qu'un vérin d'axe parallèle à celui des crochets (17) , ce pêne (23) prenant appui, en position ouverte des crochets (17) contre la face latérale d'un crochet (17), et étant destiné à venir s'engager dans une cavité ou un 10 évidement (24) de ce crochet (17), lorsque celui-ci est en position de verrouillage de l'axe de l'outil.