Brevet FR2853674A1 — publié le 20041015

L'invention se rattache au secteur technique des engins de travaux publics et plus particulièrement aux engins comportant un bras articulé du type pelle mécanique. D'une manière parfaitement connue pour un homme du métier, ce type d'engin comprend, pour l'essentiel, un châssis équipé des moyens de propulsion du type roues ou chenilles. Le châssis reçoit une tourelle équipée d'un bras articulé en bout duquel est monté un outil de travail. 10 Généralement, le bras articulé constitué d'une flèche composée de plusieurs segments articulés. Les différents segments sont assujettis à un ou des vérins de commande dont l'actionnement permet de modifier l'inclinaison relative des différents segments. Les vérins qui commandent l'inclinaison des différents segments du bras articulé, d'une part entre eux et, d'autre 15 part, par rapport à la tourelle, sont dimensionnés et positionnés pour exercer des efforts importants quelles que soient la position et la configuration de travail. L'outil de travail en tant que tel peut être constitué par un godet ou 20 autre, en fonction du type d'utilisation, monté sur un porte-outil articulé à l'extrémité du bras par un système de biellettes asservi à un organe de commande du type vérin. Comme indiqué, en fonction du type de travail que l'on souhaite effectuer, il est possible de changer l'outil, par exemple, remplacer le godet par une débroussailleuse, une tête d'abattage, ... 25 Toutefois, le changement et l'assemblage de ces outils de travail par rapport au porte-outil, constituent une opération longue et délicate compte tenu, d'une part, de leur masse et, d'autre part, des conditions dans lesquelles s'effectue généralement un tel changement. En effet, de tels changements s'effectuent le plus souvent directement sur le chantier. Des solutions techniques ont été proposées pour permettre 5 d'améliorer et de faciliter le changement de l'outil de travail. Toutefois, il n'en demeure pas moins que le bras articulé est toujours équipé d'un seul outil de travail. Autrement dit, lorsque l'engin est équipé d'un outil de travail, tel qu'un godet par exemple, et si, pour une raison quelconque, il s'avère nécessaire, avec le même engin, de réaliser une autre fonction, 10 l'opérateur doit procéder au changement manuel de l'outil. Pour être efficaces, ces opérations de changement d'outil doivent être effectués très souvent dans des intervalles de temps réduits ce qui, en fait, n'est pas concevable. De tels inconvénients se trouvent notamment dans le cas d'engins forestiers sous forme d'une pelleteuse dont le bras articulé peut être équipé d'une tête d'abattage. L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients, de manière simple, sûre, efficace et rationnelle. 20 Le problème que se propose de résoudre l'invention est de pouvoir exécuter, avec un engin de travaux publics notamment, au moins deux fonctions techniques distinctes, sans être obligé de changer, à chaque utilisation, l'outil, mais en ayant pour objectif de pouvoir, indifféremment et 25 à volonté, utiliser l'un des types d'outils en fonction du travail à exécuter. C'est ainsi que l'invention trouve une application particulièrement avantageuse, qui ne saurait toutefois être considérée comme limitative, pour l'abattage et l'ébranchage des arbres, d'une part, et le creusage au moyen d'un godet, par exemple, pour enlever les souches, d'autre part. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un 5 porteoutil adaptable à l'extrémité d'un bras articulé d'un engin de travaux publics du type pelle mécanique. Selon l'invention, ce porte-outil fait office de berceau d'appui et de centrage monté avec capacité d'articulation en bout du bras, en étant assujetti au moyen de commande que présente d'origine ledit bras, l'une des extrémités dudit berceau présentant, 10 directement ou d'une manière rapportée, un godet, tandis que l'autre extrémité présente des agencements pour le montage articulé d'une tête de travail, ledit berceau étant convenablement profilé pour permettre d'utiliser indifféremment et à volonté, soit la fonction du godet, soit la fonction de la tête de travail. Compte tenu de ces caractéristiques, avec la même machine il est possible d'exécuter plusieurs travaux différents, sans perte de temps puisque le système permet de passer de l'abattage au dessoussage, au rangement de branches en moins d'une minute par une simple manipulation 20 de la cabine de pilotage. Pour résoudre le problème posé d'utiliser, à volonté, soit le godet, soit la tête de travail, en fonction des utilisations, avec la possibilité de passer d'une fonction à l'autre, sans être obligé de procéder au changement manuel de l'outil, le berceau présente un profil longitudinal courbe 25 sensiblement en forme d'arc de cercle asymétrique, de sorte qu'en position d'utilisation du godet, la tête de travail est logée et centrée dans la section interne dudit profil, ledit berceau étant actif pour commander le godet, tandis qu'en position d'utilisation de la tête de travail, le berceau est passif et positionné pour que le godet soit replié sous le bras articulé. Dans une forme de réalisation préférée, compte tenu du problème 5 posé à résoudre, le berceau d'appui comprend deux flasques latéraux réunis par un fond profilé dont la largeur correspond sensiblement à celle du godet. Pour résoudre le problème posé de pouvoir utiliser normalement le godet, sans être gêné par la tête de travail, le godet est monté dans le 10 prolongement de l'une des extrémités des deux flasques latéraux du berceau en étant orienté de manière à ce que sa partie active soit située à l'opposé de la partie interne du berceau recevant la tête de travail. Pour résoudre le problème posé d'utiliser à volonté la tête de travail, 15 les agencements pour le montage articulé de la tête de travail sont constitués par une chape formée à l'extrémité de l'un des flasques du berceau, ladite chape recevant, avec capacité d'articulation, un noyau en bout duquel est articulée ladite tête de travail. La partie interne du berceau recevant la tête de travail présente des 20 moyens de centrage et de blocage coopérant avec des parties de ladite tête. Selon d'autres caractéristiques, le berceau est articulé au bras par un système de biellettes assujetti à un organe de commande sous forme d'un vérin qui est porté par ledit bras. L'une des extrémités du système de biellettes est articulé sur une partie du bras, tandis que l'autre est articulée dans une chape que présente ledit berceau. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective, à caractère schématique, d'un 5 engin de travaux publics du type pelle mécanique dont le bras articulé est équipé d'un porte-outil selon les caractéristiques de l'invention; - la figure 2 est une vue de face d'une extrémité du bras en position de repos du porte-outil représente en position passive du godet et de la tête de travail; - la figure 3 est une vue de face de l'extrémité du bras montrant l'utilisation de la tête de travail, le godet étant en position escamotée; - la figure 4 est une vue semblable à la figure 3 montrant une autre utilisation de la tête de travail; - la figure 5 montre l'utilisation du godet, la tête de travail étant 15 représentée en position escamotée dans la partie correspondante du berceau que forme le porte-outil. Comme indiqué, l'invention trouve une application avantageuse dans le cadre d'engins de travaux publics du type pelle mécaniques comprenant, 20 d'une manière parfaitement connue, un châssis (C) sur lequel est montée une tourelle (T). Cette tourelle (T) reçoit un bras articulé (B) généralement composé de plusieurs segments articulés entre eux (SI) - (S2) . Le châssis (C) est par exemple monté sur des chenilles. L'articulation des segments entre eux (SI) - (S2) s'effectue au moyen, par exemple, d'un vérin (V). De 25 même, toujours d'une manière parfaitement connue pour un homme du métier, l'extrémité du bras articulé (B), correspondant, dans l'exemple illustré, au segment (S2), est équipée d'un vérin (1) pour la commande d'un système de biellettes (2) articulées en (2a) pour le montage, avec capacité d'articulation, d'un porte-outil (3) en alignement avec le segment (S2) et d'une manière guidée. Selon une caractéristique à la base de l'invention, le porte-outil (3) fait office de berceau d'appui et de centrage, et présente à l'une de ses extrémités un godet (4) et, à son autre extrémité, des agencements pour le montage articulé d'une tête de travail (5). Le berceau (3) est convenablement profilé pour permettre d'utiliser, indifféremment et à 10 volonté, soit la fonction du godet (4), soit la fonction de la tête de travail (5). Avantageusement, la tête de travail (5) est constituée par une tête d'abattage de tout type connu et approprié et apte à remplir notamment, non 15 seulement la fonction d'abattage, mais également la fonction d'ébranchage d'un arbre. Le pivotement angulaire du porte-outil (3) est obtenu par l'actionnement du vérin de commande (1). Dans ce but, le porte-outil (3) est 20 articulé en (6) à l'extrémité du bras (B), par exemple à l'extrémité du secteur (S2), et dans une chape (7) que présente le système de biellettes (2). La tige (la) du vérin est accouplée en (2b) sur le système de biellettes (2). Comme le montrent les figures des dessins, le berceau (3) constituant 25 le porte-outil, présente un profil longitudinal courbe sensiblement en forme d'arc de cercle asymétrique. Le berceau d'appui comprend deux flasques latéraux (3a) et (3b) réunis par un fond profilé (3c) dont la largeur correspond sensiblement à celle du godet (4). Le godet (4) est monté dans le prolongement de l'une des extrémités des deux flasques (3a) et (3b). Le godet (4) est orienté de 5 manière à ce que sa partie active (4a) soit située à l'opposé de la partie interne (3d) du berceau. A noter que le godet (4) peut être fixé directement ou d'une manière rapportée, au porte-outil. Les agencements pour le montage articulé de la tête de travail (5) 10 sont constitués par une chape (8) formée à l'extrémité de l'un des flasques (3a) du berceau (3). Cette chape (8) reçoit, avec capacité d'articulation, un noyau (9) en bout duquel est articulée la tête de travail (5). A noter que la tête de travail (5) est reliée hydrauliquement par un système de flexibles appropriés à une centrale de commande située au niveau de la tourelle (T). 15 De même, la commande du vérin (1), pour le pivotement du porteoutil (3), et la commande des différents vérins et autres pour l'articulation du bras (B), sont également effectuées à partir d'une centrale de commande hydraulique située dans la tourelle (T). 20 La partie interne (3d) du berceau (3) présente des moyens de centrage et de blocage (10) aptes à coopérer avec les parties correspondantes de la tête de travail (5), lorsque cette dernière n'est pas utilisée, comme indiqué ci-après. Ces moyens de centrage (10) peuvent 25 simplement être constitués par un morceau de bois qui est enserré par les couteaux et les rouleaux de la tête d'abattage. En position d'utilisation du godet (4) (figure 5), la tête de travail (5) est logée et centrée dans la section interne (3d) du profil en arc de cercle que présente le berceau (3). Dans cette position de repos de la tête de travail (5), les pinces que peuvent présenter une telle tête, enserrent par exemple la 5 section du berceau d'appui (3). Les organes de coupe de la tête (5) sont positionnés par rapport aux moyens de centrage (10). Dans cette position, le berceau (3) peut normalement être commandé par pivotement sous l'action du vérin de commande (1). Toujours dans cette position de rangement de la tête de travail (5), le porte-outil (3) peut être 10 pivoté de manière à escamoter le godet (4) sous le bras articulé correspondant par exemple à la non utilisation de l'engin de travaux publics. Une fois en position sous le bras, à hauteur maximum, le godet ne gêne pas la visibilité de l'opérateur pour l'abattage. A partir de cette position repliée du godet et de non actionnement du porte-outil, il est possible d'utiliser la tête de travail (5), afin de la dégager de la partie (3d) du berceau d'appui (figure 3) pour exécuter des tâches quelconques (figure 4) (abattage d'un arbre (AR) et ébranchage d'un arbre (AR)). Le godet (4) peut par ailleurs présenter différents types d'accessoires, tels que couteau, pelle de ramassage, ... Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on 25 souligne et on rappelle: - la possibilité d'utiliser, avec le même porte-outil, deux outils ayant chacun une fonction spécifique, avec la possibilité de passer d'une fonction à l'autre, sans aucun démontage et sans aucune intervention manuelle; - l'augmentation de la longueur du bras et du rayon d'action de la machine (de 1,20 m à 1,50 m environ), l'articulation du berceau sert d'amortissement pour la prise d'arbre au sol avec la tête d'abattage; dès que l'on fait pivoter l'ensemble (la tête d'abattage ou le godet) sont opérationnels; - par rapport à une pelleteuse traditionnelle équipée en tête d'abattage: * augmentation de la longueur du bras (rayon d'action); * système d'amortisseur avec l'articulation (godet et tête); * possibilité d'aménager une entrée, d'enlever des souches, d'élaguer les bois trop branchus, d'aménager un chemin ou passage difficile qui est souvent infranchissable sans godet; * réduction des frais de déplacement de 50 % puisqu'un entrepreneur forestier peut effectuer simultanément tous ces travaux cités précédemment avec la même machine ce qui a pour conséquence de baisser les prix de revient. REVENDICATIONS - 1 - Porte-outil adaptable à l'extrémité d'un bras articulé (B) d'un engin de travaux publics du type pelle mécanique, caractérisé en ce qu'il fait office de berceau d'appui et de centrage (3) monté avec capacité d'articulation en bout du bras (B), en étant assujetti au moyen de commande (1) que présente d'origine ledit bras (B), l'une des extrémités dudit berceau (3) présentant, directement ou d'une manière 10 rapportée, un godet (4), tandis que l'autre extrémité présente des agencements pour le montage articulé d'une tête de travail (5), ledit berceau (3) étant convenablement profilé pour permettre d'utiliser indifféremment et à volonté, soit la fonction du godet (4), soit la fonction de la tête de travail (5). -2- Porte-outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le berceau (3) présente un profil longitudinal courbe sensiblement en forme d'arc de cercle asymétrique, de sorte qu'en position d'utilisation du godet (4), la tête de travail (5) est logée et centrée dans la section interne (3b) dudit profil, ledit 20 berceau étant actif pour commander le godet (4), tandis qu'en position d'utilisation de la tête de travail (5), le berceau (3) est passif et positionné pour que le godet (4) soit replié sous le bras articulé. -3- Porte-outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le berceau 25 d'appui (3) comprend deux flasques latéraux (3a) et (3b) réunis par un fond profilé (3c) dont la largeur correspond sensiblement à celle du godet (4). -4- Porte-outil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le godet (4) est monté dans le prolongement de l'une des extrémités des deux flasques latéraux du berceau en étant orienté de manière à ce que sa partie active soit située à l'opposé de la partie interne du berceau recevant la tête de travail. -5- Porte-outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les agencements pour le montage articulé de la tête de travail (5) sont constitués par une chape formée à l'extrémité de l'un des flasques du berceau, ladite chape recevant, avec capacité d'articulation, un noyau (9) en bout duquel 10 est articulée ladite tête de travail (5). -6- Porte-outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie interne du berceau recevant la tête de travail présente des moyens de centrage et de blocage (10) coopérant avec des parties de ladite tête. 15 -7- Porte-outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le berceau (3) est articulé au bras par un système de biellettes (2) assujetti à l'organe de commande sous forme d'un vérin qui est porté par ledit bras. -8- Porte-outil selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'une des extrémités du système de biellettes (2) est articulée sur une partie du bras, tandis que l'autre est articulé dans une chape que présente ledit berceau. -9- Porte-outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le godet (4) est 25 équipé d'accessoires.