EP0704577B1 - Accouplement rapide pour la fixation d'un outil à une excavatrice - Google Patents

Accouplement rapide pour la fixation d'un outil à une excavatrice Download PDF

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EP0704577B1
EP0704577B1 EP95401790A EP95401790A EP0704577B1 EP 0704577 B1 EP0704577 B1 EP 0704577B1 EP 95401790 A EP95401790 A EP 95401790A EP 95401790 A EP95401790 A EP 95401790A EP 0704577 B1 EP0704577 B1 EP 0704577B1
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stop
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Marcel Morin
Fabrice Denis Faure
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/3604—Devices to connect tools to arms, booms or the like
    • E02F3/3609—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
    • E02F3/3613—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat with means for absorbing any play therebetween
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02F3/3609—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
    • E02F3/364—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat using wedges

Definitions

  • the present invention relates to improvements to devices for attaching a tool to the end of the arm of a shovel hydraulic or the like.
  • a quick coupler has two parts, a first part, or hooking member, which is worn by the end of the arm and a second part which is rendered secured to the tool.
  • the second part consists mainly of a tree, or by two pins, fixed relative to the tool.
  • the first part which is articulated at the end of the arm, presents, in its form the simpler, a hook forming a semi-cylindrical cradle likely to be engaged on the tool shaft when the latter rests on the ground.
  • a device comprising a hooking member articulated on the end of the arm and comprising a cradle capable of grasping a rendered tree integral with the tool, the rotation of the fastening member being limited by two stops, one of which is located at the end of an extension of said attachment member, while the other is carried by the tool.
  • the locking of the tool on the latching member is achieved by joining the two stops together with a screw. Of this way, it is opposed to the tool shaft coming out of its cradle. However, nothing is planned to oppose the phenomenon of matting producing between the tree and the cradle.
  • the present invention which remedies this drawback, is relative to a device for attaching a tool to the end of the arm of a shovel hydraulic or the like using a quick coupler consisting of a hooking member articulated on the end of the arm and comprising a cradle likely to seize a tree, or trunnions, returned integral with the tool, and it is characterized in that the member hooking has a stop, capable of cooperating with a stop, arranged at the periphery of the shaft or of the tool journals, when the hooking member is locked on said tool.
  • 1 is the end of the usual arm of a charger on which it is advisable to fix a tool 2.
  • tool 2 is a jackhammer, i.e. a tool that is subjected to alternating forces.
  • the fastening member 3 is produced at by means of two identical hooks, forming cradles, joined together by, at least, a crosspiece 5. Each hook is located on the small branch of an L-shaped piece 6.
  • the attachment member 3 is articulated at the end of the arm 1 through a shaft 7 and can pivot around the axis of said tree through links 8 and 9 subjected to the action of a cylinder whose piston rod appears at 10 in the drawings.
  • the tool 2 has a susceptible tree to be gripped by the cradle formed by the hooks 4.
  • the aforementioned tree can be limited to two lateral pins 11.
  • Figure 1 shows the tool hooked under the arm 1.
  • the rod 10 By moving the rod 10 according to arrow F 1 we rotate the fastening member 3 in the same direction until the latter automatically locks to the part upper part of the tool (position shown in Figure 2).
  • the means for achieving this locking have not been shown but are described in the aforementioned European patent No. 438931.
  • the attachment member has a stop 12 likely to cooperate, when the tool is locked, with a stop 13 provided on the tool.
  • the stop 12 has a concave contact surface 14 and the stop 13 has a convex contact surface 15, stop 12 being fixed relative to member 3 and that 13 being fixed by compared to tool 2.
  • the two surfaces 14 and 15 move on a fictitious cylinder the axis of which coincides with that of the journals 11. In all rigor and for mechanical reasons, surfaces 14 and 15 operate on two separate fictitious cylinders, the difference radii between the two cylinders resulting from mechanical play necessary between the two surfaces. It is desirable that this game be as small as possible.
  • the stop 12 pivots in the same direction and comes to position, at the end of the locking, above the stop 13. In the latter position, the forces to which the tool is subjected (those exerted according to arrow F2) are transmitted to the latching member by the stop 13 which cooperates with that 12 and not by the pins 11. The efforts exerted in the opposite direction are collected by the semi-cylindrical cradle formed by the hooks 4.
  • the stops 12 and 13 are located in separate planes of those containing the brackets.
  • the stop 13 is disposed between the pins 11 and that 12 is made integral with cross 5.
  • Figure 3 shows the attachment of a bucket 16 using a attachment member 3.
  • the bucket 16 comprises a shaft 17, fixed relative to said bucket.
  • the shaft 17 has two stops 18 and 19, diametrically opposed, likely to cooperate, when the bucket is locked, with two stops 20 and 21 carried by the attachment member 3.
  • the stops have contact surfaces 22 and 23 similar to those 14 and 15.
  • stops 20 and 21 are arranged outwards relative to the axis of the shaft 17, but this provision can be reversed as shown in the figure 5.
  • the tree 17 has two stops 24 and 25 capable, when the tool is locked, of cooperate with two stops 26 and 27 carried by the member 3.

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Description

La présente invention est relative à des perfectionnements aux dispositifs pour fixer un outil à l'extrémité du bras d'une pelle hydraulique ou analogue.
Actuellement, la fixation d'un outil, tel qu'un godet ou un marteau-piqueur, s'effectue par l'entremise d'un dispositif dénommé "attache rapide". Un tel dispositif permet de fixer automatiquement l'outil sans que le conducteur de l'engin quitte sa cabine de commande.
D'une façon générale, une attache rapide comporte deux parties, une première partie, ou organe d'accrochage, qui est portée par l'extrémité du bras et une seconde partie qui est rendue solidaire de l'outil.
La seconde partie est principalement constituée par un arbre, ou par deux tourillons, fixe par rapport à l'outil. La première partie, qui est articulée à l'extrémité du bras, présente, dans sa forme la plus simple, un crochet formant un berceau semi-cylindrique susceptible d'être engagé sur l'arbre de l'outil lorsque ce dernier repose sur le sol. Par ces rotations judicieuses tant du bras de l'engin que de l'organe d'accrochage par rapport audit bras, il est ensuite possible de verrouiller automatiquement l'outil par rapport audit bras. Les manoeuvres à effectuer pour assurer le verrouillage dépendent des moyens mis en oeuvre pour réaliser l'attache rapide.
Il ressort des explications ci-dessus que le contact de l'arbre de l'outil avec l'organe d'accrochage s'effectue, en fait, par l'entremise d'un palier ouvert. Cette disposition ne pose pas de problème si les efforts auxquels est soumis l'outil durant le travail tendent à plaquer l'arbre dans le palier.
L'expérience a montré toutefois que pour certains outils, tels que des marteaux-piqueurs, l'effort maximal a une direction telle que seule une partie de la surface du berceau est en contact avec l'arbre de l'outil. Lorsque les efforts sont alternés il se produit un phénomène de matage entre les surfaces en contact et les jeux qui en résultent détruisent rapidement l'attache rapide.
Ainsi, dans le document DE-U-9204711, il est décrit un dispositif d'attache comportant un organe d'accrochage articulé sur l'extrémité du bras et comportant un berceau susceptible de saisir un arbre rendu solidaire de l'outil, la rotation de l'organe d'accrochage étant limitée par deux butées dont l'une est située à l'extrémité d'une extension dudit organe d'accrochage, tandis que l'autre est portée par l'outil. Le verrouillage de l'outil sur l'organe d'accrochage est réalisé en assemblant les deux butées l'une à l'autre à l'aide d'une vis. De cette façon, on s'oppose à ce que l'arbre de l'outil sorte de son berceau. Toutefois, rien n'est prévu pour s'opposer au phénomène de matage se produisant entre l'arbre et le berceau.
La présente invention, qui remédie à cet inconvénient, est relative à un dispositif pour fixer un outil à l'extrémité du bras d'une pelle hydraulique ou analogue à l'aide d'une attache rapide constituée par un organe d'accrochage articulé sur l'extrémité du bras et comportant un berceau susceptible de saisir un arbre, ou des tourillons, rendus solidaire de l'outil, et elle est caractérisée en ce que l'organe d'accrochage présente une butée, susceptible de coopérer avec une butée, disposée à la périphérie de l'arbre ou des tourillons de l'outil, lorsque l'organe d'accrochage est verrouillé sur ledit outil.
La présente invention sera mieux comprise par la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexés, à titre d'exemple indicatif seulement, sur lesquels :
  • la figure 1 est une vue partielle, en élévation, montrant l'accrochage d'un outil à l'extrémité du bras d'un chargeur à l'aide d'une attache rapide comportant le dispositif de l'invention;
  • la figure 2 est une vue, analogue à celle 1, montrant l'outil verrouillé;
  • la figure 3 est une vue analogue à la figure 1 montrant une variante de réalisation;
  • la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 montrant l'outil en position verrouillée;
  • la figure 5 est une vue en coupe effectuée selon la ligne V-V de la figure 4 montrant une variante de réalisation, cette vue est partielle et effectuée à plus grande échelle.
Dans la description qui va suivre, il y a lieu de noter que l'invention est appliquée à une attache rapide du genre de celle décrite dans le brevet européen N°438931 permettant au conducteur de l'engin d'accrocher l'outil sans descendre du véhicule. De ce fait, les caractéristiques qui ne sont pas utiles à la compréhension de la présente invention n'ont pas été décrites ni représentées.
En se reportant aux dessins et selon un mode de réalisation, on voit que 1 est l'extrémité du bras usuel d'un chargeur sur laquelle il convient de fixer un outil 2. Dans l'exemple représenté l'outil 2 est un marteau-piqueur, c'est-à-dire un outil qui est soumis à des efforts alternés.
De la façon connue, l'organe d'accrochage 3 est réalisé au moyen de deux crochets, identiques, formant berceaux, réunis par, au moins, une traverse 5. Chaque crochet est situé sur la petite branche d'une pièce 6 en forme d'L.
L'organe d'accrochage 3 est articulé à l'extrémité du bras 1 par l'entremise d'un arbre 7 et peut pivoter autour de l'axe dudit arbre par l'entremise de biellettes 8 et 9 soumises à l'action d'un vérin dont la tige de piston apparaít en 10 sur les dessins.
De la façon connue, l'outil 2 présente un arbre susceptible d'être saisi par le berceau formé par les crochets 4. L'arbre précité peut être limité à deux tourillons latéraux 11.
La figure 1 montre l'outil accroché sous le bras 1. En déplaçant la tige 10 selon la flèche F1 on fait pivoter l'organe d'accrochage 3 dans le même sens jusqu'à ce que ce dernier se verrouille automatiquement à la partie supérieure de l'outil (position montrée sur la figure 2). Les moyens permettant de réaliser ce verrouillage n'ont pas été représentés mais sont décrits dans le brevet européen N° 438931 précité.
Si on considère la figure 2, on constate que le contact entre les tourillons 11 et les demi-paliers constitués par les crochets 4 est très réduit et qu'un effort s'exerçant, de façon répétée, selon la flèche F2, parallèle à l'axe XX1 de la pointe P de l'outil, aura pour effet de réaliser le matage des surfaces en contact et d'entraíner la destruction de l'attache rapide.
Selon l'invention, l'organe d'accrochage présente une butée 12 susceptible de coopérer, lorsque l'outil est verrouillé, avec une butée 13 prévue sur l'outil.
La butée 12 présente une surface de contact 14 concave et la butée 13 présente une surface de contact 15 convexe, la butée 12 étant fixe par rapport à l'organe 3 et celle 13 étant fixe par rapport à l'outil 2.
Les deux surfaces 14 et 15 se déplacent sur un cylindre fictif dont l'axe est confondu avec celui des tourillons 11. En toute rigueur et pour des raisons mécaniques, les surfaces 14 et 15 évoluent sur deux cylindres fictifs distincts, la différence de rayons entre les deux cylindres résultant du jeu mécanique nécessaire entre les deux surfaces. Il est souhaitable que ce jeu soit aussi réduit que possible.
Lors de la saisie de l'outil, les deux butées occupent les positions montrées sur la figure 1, il est à noter que, dans cette position, la butée 12 est "escamotée" par rapport au berceau semi-cylindrique formé par les crochets 4 et qu'elle ne peut pas s'opposer à la pénétration des tourillons dans ledit berceau.
Lors du pivotement de l'organe d'accrochage 3, la butée 12 pivote dans le même sens et vient se positionner, à la fin du verrouillage, au-dessus de la butée 13. Dans cette dernière position, les efforts auxquels est soumis l'outil (ceux s'exerçant selon la flèche F2) sont transmis à l'organe d'accrochage par la butée 13 qui coopère avec celle 12 et non par les tourillons 11. Les efforts qui s'exercent en sens inverse sont encaissés par le berceau semi-cylindrique formé par les crochets 4.
Les butées 12 et 13 sont situées dans des plans distincts de ceux contenant les crochets. De préférence, la butée 13 est disposée entre les tourillons 11 et celle 12 est rendue solidaire de la traverse 5.
Bien que, dans le mode de réalisation décrit en regard des figures 1 et 2, le contact entre les deux butées s'étende sur une longueur d'arc inférieure à 180°, rien n'empêche que ce contact s'étende sur une longueur d'arc voisine de 180° par un dimensionnement judicieux de l'attache rapide, dimensionnement qui est à la portée de l'homme de l'art.
Si, dans le cas de l'outil des figures 1 et 2, le contact entre les crochets et les tourillons 11 s'effectue selon une surface qui est suffisamment importante, l'expérience a montré que ce n'était pas le cas pour d'autres outils.
La présente invention permet de remédier à cet inconvénient, comme cela va ressortir de la description ci-dessous faite en regard des figures 3 et 4.
Les organes communs aux cinq figures seront affectés des mêmes références.
La figure 3 montre l'accrochage d'un godet 16 à l'aide d'un organe d'acccrochage 3. A cet effet, le godet 16 comporte un arbre 17, fixe par rapport audit godet.
Selon l'invention, l'arbre 17 présente deux butées 18 et 19, diamétralement opposées, susceptibles de coopérer, lorsque le godet est verrouillé, avec deux butées 20 et 21 portées par l'organe d'accrochage 3.
Les butées présentent des surfaces de contact 22 et 23 analogues à celles 14 et 15.
Dans l'exemple des figures 3 et 4, les butées 20 et 21 sont disposées vers l'extérieur par rapport à l'axe de l'arbre 17, mais cette disposition peut être inversée comme cela ressort de la figure 5.
En se reportant à la figure 5, on voit que l'arbre 17 présente deux butées 24 et 25 susceptibles, lorsque l'outil est verrouillé, de coopérer avec deux butées 26 et 27 portées par l'organe 3.

Claims (4)

  1. Dispositif pour fixer un outil à l'extrémité du bras d'une pelle hydraulique ou analogue à l'aide d'une attache rapide constituée par un organe d'accrochage articulé sur l'extrémité du bras et comportant un berceau susceptible de saisir un arbre, ou des tourillons, rendus solidaire de l'outil, caractérisé en ce que l'organe d'accrochage (3) présente une butée (12), susceptible de coopérer avec une butée (13), disposée à la périphérie de l'arbre ou des tourillons (11) de l'outil (2), lorsque l'organe d'accrochage est verrouillé sur ledit outil.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée (12) présente une surface de contact (14) concave et en ce que la butée (13) présente une surface de contact (15) convexe, chaque surface étant constitué par une portion de la surface d'un cylindre dont l'axe est confondu avec celui de l'arbre de l'outil, ou des tourillons.
  3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'arbre (17) de l'outil présente deux butées (18-19 ou 24-25) susceptibles, lorsque l'outil est en position verrouillé, de coopérer avec deux butées (20-21 ou 26-27) portées par l'organe (3).
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les butées portées par l'arbre (17) d'une part et celles portées par l'organe d'accrochage (3) d'autre part, sont diamétralement opposées.
EP95401790A 1994-09-29 1995-07-28 Accouplement rapide pour la fixation d'un outil à une excavatrice Expired - Lifetime EP0704577B1 (fr)

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