EP0810330B1 - Dispositif pour fixer un outil à l'extrémité du bras d'une pelle mécanique - Google Patents

Dispositif pour fixer un outil à l'extrémité du bras d'une pelle mécanique Download PDF

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EP0810330B1
EP0810330B1 EP97400869A EP97400869A EP0810330B1 EP 0810330 B1 EP0810330 B1 EP 0810330B1 EP 97400869 A EP97400869 A EP 97400869A EP 97400869 A EP97400869 A EP 97400869A EP 0810330 B1 EP0810330 B1 EP 0810330B1
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Marcel Morin
Jacques Morin
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    • 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
    • E02F3/364—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 mechanical 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.
  • Such a device is illustrated by that described in EP-A-438931.
  • a device comprising, in its simplest form, a stop provided on the hooking member capable of cooperating, when the tool is locked, with a stop carried by the tool so as to object to the tool shaft tending to come out of its cradle.
  • Each of the two abovementioned stops has a surface of contact formed by a portion of the surface of a straight cylinder with circular director whose axis coincides with that of the tree of the tool, the two surfaces being respectively convex and concave.
  • the radius of the convex surface, corresponding to the stop carried by the tree is equal to that of the concave surface.
  • the present invention which overcomes these drawbacks, is remarkable in that when the two stops cooperate in locking position, the axis of the fictitious cylinder on which the two contact surfaces of said stops are located is arranged in front of the shaft axis capable of being carried by the tool relative to the direction of rotation of the latching member when the latter pivots from the non-position locked in the locked position.
  • the fixed stop that carried by the tree, is made in two parts assemblies, one of which has the contact surface, a shim inserted between the two said parts allowing the adjustment of the position of said contact surface.
  • 1 is the end of the usual arm of a charger on which a tool such as a bucket should be attached.
  • the representation of the bucket has been limited to the beam or shaft 2 carried by the bucket and constituting the edge of the opposite bucket teeth.
  • the fastening member 3 is produced at by means of two identical hooks 4, joined by at least one crosspiece 5.
  • Each hook has a semi-cylindrical cradle 6 receiving the shaft 2 of the tool.
  • the attachment member 3 is articulated at the end of the arm 1 through an axis 7 and can pivot around said axis by through links 8 and 9 subjected to the action of a jack, the piston rod is shown at 10 in Figure 1.
  • the shaft 2 has, at least, a stop 11 likely to cooperate, when the tool is locked (fig. 2), with a stop 12.
  • the fixed stop 11 has a convex contact surface 14, located on a fictitious right cylinder C whose generatrices are parallel to axis 13.
  • the stop 12 has a concave contact surface 15, located on a fictitious right cylinder C whose generatrices are parallel to axis 13.
  • the two aforementioned cylinders have the same diameter and, when the member 3 is in the locked position (fig. 2 and 5), the axes of the two fictitious cylinders coincide. There is no play between the surfaces 14 and 15 and that's the ideal situation.
  • the axis Ci of the cylinder comprising the surface 14 is offset relative to the axis 13 in the direction of rotation of the member 3 to move from the position of Figure 1 to that of the figure 2.
  • the stop 11 is made in two parts 11a and 11b assembled with a wedge interposed 16. The assembly is carried out using countersunk screws whose axes are shown schematically in 17.
  • This last device makes it possible to adapt the tool to the organ of attachment and to correct, in a final way, a defect of tool construction.
  • the thickness of the shim 16 is increased and conversely otherwise.

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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 mécanique 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 des rotations judicieuses tant du bras de l'engin que de l'organe d'accrochage par rapport audit bras, il est possible de verrouiller automatiquement l'outil par rapport audit bras.
Un tel dispositif est illustré par celui décrit dans EP-A-438931.
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. 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.
Pour remédier à cet inconvénient, il a été réalisé un dispositif comportant, dans sa forme la plus simple, une butée prévue sur l'organe d'accrochage susceptible de coopérer, lorsque l'outil est verrouillé, avec une butée portée par l'outil de façon à s'opposer à ce que l'arbre de l'outil tende à sortir de son berceau.
Un tel dispositif est illustré par celui décrit dans la demande de brevet européen EP-A-704577.
Chacune des deux butées précitées présente une surface de contact constituée par une portion de la surface d'un cylindre droit à directrice circulaire dont l'axe est confondu avec celui de l'arbre de l'outil, les deux surfaces étant respectivement convexe et concave.
Pour obtenir un bon maintien de l'arbre dans son berceau, il faut que le rayon de la surface convexe, correspondant à la butée portée par l'arbre, soit égal à celui de la surface concave.
Cette condition d'égalité ne pose pas de problème lors de l'usinage des surfaces. Cependant, il résulte de l'expérience qu'il était très aléatoire de la maintenir. En effet, lors de la fixation de l'arbre au godet, par exemple, fixation s'effectuant par un procédé de soudage, ledit arbre a tendance à se déformer de façon permanente et aléatoire. De ce fait, deux défauts pouvaient se produire. Dans un premier cas, la butée de l'attache heurtait celle de l'arbre ou, dans un deuxième cas, un jeu trop important subsistait entre les deux butées à la fin du verrouillage en retirant toute efficacité au dispositif.
La présente invention, qui remédie à ces inconvénients, est remarquable en ce que, lorsque les deux butées coopèrent en position de verrouillage, l'axe du cylindre fictif sur lequel les deux surfaces de contact desdites butées sont situées est disposé en avant de l'axe de l'arbre susceptible d'être portée par l'outil par rapport au sens de rotation de l'organe d'accrochage lorsque celui-ci pivote de la position non verrouillée à la position verrouillée.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la butée fixe, celle portée par l'arbre, est réalisée en deux parties assemblées dont l'une comporte la surface de contact, une cale intercalée entre les deux dites parties permettant d'ajuster la position de ladite surface de contact.
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 représentation de l'outil étant limitée à son arbre usuel;
  • la figure 2 est une vue, analogue à celle 1, montrant l'ensemble en position verrouillée;
  • les figures 3 à 5 sont des vues, partielles et à plus grande échelle, montrant les différentes positions de la butée mobile durant l'opération de verrouillage;
  • la figure 6 est une vue, partielle et à plus grande échelle, limitée à la butée fixe et montrant une autre caractéristique de l'invention.
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 EP-A- 438931. 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 lequel il convient de fixer un outil, tel qu'un godet.
Pour simplifier les dessins, la représentation du godet a été limitée à la poutre ou arbre 2 portée par le godet et constituant le bord du godet opposé aux dents.
De la façon connue, l'organe d'accrochage 3 est réalisé au moyen de deux crochets 4, identiques, réunis par au moins une traverse 5. Chaque crochet présente un berceau 6 semi-cylindrique de réception de l'arbre 2 de l'outil.
L'organe d'accrochage 3 est articulé à l'extrémité du bras 1 par l'entremise d'un axe 7 et peut pivoter autour dudit axe par l'entremise de biellettes 8 et 9 soumises à l'action d'un vérin dont la tige de piston figure en 10 sur la figure 1.
De la façon connue, l'arbre 2 présente, au moins, une butée 11 susceptible de coopérer, lorsque l'outil est verrouillé (fig.2), avec une butée 12.
A ce stade de la description, il faut rappeler que, dans la position représentée sur la figure 1, le bras 1 est fixe et maintient l'outil soulevé par rapport au sol selon un mode de suspension pendulaire. Lorsque, sous l'action du vérin, l'organe 3 pivote selon la flèche F, pour passer de la position non verrouillée à celle verrouillée (fig.2), la butée 11 conserve la même orientation et tout ce passe comme si l'organe 3 pivotait autour de l'axe de l'arbre 2, cet axe est repéré 13 sur les figures 3 à 5. Par la suite, la butée 11 sera dénommée "butée fixe".
La butée fixe 11 présente une surface de contact 14, convexe, située sur un cylindre droit fictif C dont les génératrices sont parallèles à l'axe 13.
La butée 12 présente une surface de contact 15, concave, située sur un cylindre droit fictif C dont les génératrices sont parallèles à l'axe 13.
Les deux cylindres précitées ont le même diamètre et, lorsque l'organe 3 est en position verrouillée (fig.2 et 5), les axes des deux cylindres fictifs coïncident. Il n'y a pas de jeu entre les surfaces 14 et 15 et c'est la situation idéale.
Selon l'invention, l'axe Ci du cylindre comportant la surface 14 est déporté par rapport à l'axe 13 dans le sens de la rotation de l'organe 3 pour passer de la position de la figure 1 à celle de la figure 2.
De cette façon, et comme cela ressort des figures 3 et 4, aucun contact, générateur de frottements destructeurs, ne peut se produire entre les surfaces 14 et 15, durant la rotation, les deux dites surfaces arrivant seulement en contact à la fin du mouvement.
Ce résultat idéal implique que l'arbre 2 ne présente aucune déformation. L'expérience a montré que ce n'était malheureusement pas le cas. Il a été mis en évidence, au contraire, que , lors de la fixation de l'arbre 2 à l'outil, ledit arbre avait tendance à se déformer et que, malgré tout le soin apporté à l'usinage des butées et à leur fixation sur leur support respectif, un jeu, ou un serrage, trop important se produisait entre les deux surfaces de contact en position verrouillée.
Selon une autre caractéristique de l'invention, qui remédie à cet inconvénient, la butée 11 est réalisée en deux parties 11a et 11b assemblées avec interposition d'une cale 16. L'assemblage s'effectue au moyen de vis à têtes noyées dont les axes sont schématisés en 17.
Ce dernier dispositif permet d'adapter l'outil à l'organe d'accrochage et de corriger, de façon définitive, un défaut de construction de l'outil.
Si, en position verrouillée, un jeu trop important subsiste entre les surfaces on augmente l'épaisseur de la cale 16 et inversement dans le cas contraire.

Claims (2)

  1. Dispositif pour fixer un outil à l'extrémité du bras (1) d'une pelle mécanique, le dispositif comportant une attache rapide comportant un organe d'accrochage (3) susceptible d'être porté par ledit bras (1), et un arbre (2), pourvu d'une butée (11), susceptible d'être portée par l'outil, ledit organe (3) présentant une butée (12) susceptible de coopérer, en position verrouillée, avec ladite butée (11) de l'arbre (2), caractérisé en ce que l'axe (1) du cylindre fictif (c) sur lequel sont situées les surfaces de contact (14-15) des butées est situé en avant de l'axe (13) de l'arbre (2) susceptible d'être portée par l'outil par rapport au sens de rotation de l'organe d'accrochage lorsque celui-ci pivote de la position non verrouillée à la position verrouillée.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée (11) susceptible d'être portée par l'outil est réalisée en deux parties dont l'une comporte la surface de contact (14), une cale ajustable (16) étant interposée entre lesdites parties.
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